Надкласс рыбы как группа хордовых животных #27

Н Надкласс Рыбы является самой многочисленной группой хордовых животных, насчитывающий около 23 тысяч видов. Представители рыб обитают исключительно в водной среде.

Общая характеристика надкласса Рыбы

Черты приспособленности жизни к воде

Черты приспособленности к жизни в воде: обтекаемая форма тела, органы движения – плавники, органы дыхания – жабры, боковая линия, плавательный пузырь, наружное осеменение.

Внешнее строение

Тело имеет обтекаемую форму и разделено на отделы: голова, туловище, хвост. Органами движения являются 7 плавников. Парные плавники грудные и брюшные обеспечивают повороты тела, остановку, погружение и всплытие, сохранение равновесия. Непарные плавники – спинной и анальный обеспечивают устойчивость тела, а хвостовой – движение.

Тело

Покровы тела представляются кожей, состоящей из эпидермиса и дермы. Производные кожи: костная или плакоидная чешуя и одноклеточные железы, выделяющие слизь. Слизь, покрывающая тело рыбы, уменьшает силу трения ее тела о воду, способствуя движению, и защищает от возбудителей болезней. Костные чешуи – это тонкие плоские костные пластинки, погруженные передней частью в кожные карманы. Задняя выступающая часть чешуй черепицеобразно налегает друг на друга. Чешуи имеют годичные кольца, по которым можно определить возраст рыбы. Плакоидная чешуя представляется округлой пластинкой с шипом, вершина которого выдается через эпидермис наружу. Чешуя состоит из дентина, образованного клетками дермы. Вершину шипа покрывает чехлик из эмали, образуемой клетками эпидермиса. Пигментные клетки кожи обусловливают окраску тела, зависящую от места обитания рыбы. Возможна предостерегающая окраска у ядовитых рыб и ее изменение в период нереста.

Опорно-двигательная система

Скелет хрящевой или костный, состоит из трех отделов: скелет головы, скелет туловища и скелет конечностей и их поясов. Скелет головы – череп, имеет лицевой (висцеральный) и мозговой отделы. Мозговой отдел черепа защищает головной мозг и органы чувств, лицевой – связан с пищеварительной и дыхательной системами, он содержит верхнюю челюсть, подвижную нижнюю челюсть, жаберные дуги и жаберные крышки. Скелет туловища – позвоночник, состоит из двух отделов: туловищного и хвостового. Позвонки образованы телом и верхними дугами, образующими позвоночный канал и верхний остистый отросток. Туловищные позвонки в отличие от хвостовых не имеют нижнего остистого отростка, к ним присоединяются ребра, заканчивающиеся в мягких тканях. Скелет конечностей представляется костными или хрящевыми лучами плавников и костями пояса парных плавников – плечевого и тазового, не имеющих сочленения с позвоночником.

Мускулатура туловища сегментирована, она образована двумя мышечными лентами, лежащими по бокам тела. Движения парных плавников, глаз и жаберных крышек обеспечивается специализированными мышцами.

Пищеварительная система

Пищеварительная система начинается ртом с подвижными челюстями и однородными многочисленными зубами (у хищников). Далее следуют глотка, стенка которой пронизана жаберными щелями, пищевод, желудок, тонкий и толстый кишечник, заканчивающийся прямой кишкой и анальным отверстием. Имеются печень, желчный пузырь и поджелудочная железа. Пищей для рыб могут служить фито- и зоопланктон, донные животные, водная растительность, другие рыбы, земноводные. С наступлением зимы многие виды могут полностью прекращать потребление пищи вплоть до наступления теплого периода.

Гидростатический аппарат

Плавательный пузырь – тонкостенный мешкообразный вырост пищевода, заполненный смесью газов. Первоначальное наполнение пузыря происходит путем заглатывания воздуха личинкой. У открытопузырных рыб (сельдь, лещ, сазан) он сохраняет сообщение с пищеводом в течение всей жизни, у закрытопузырных (окунь) – утрачивает связь на стадии личинки. Изменение обьема плавательного пузыря происходит при помощи газовой железы (наполнение газом) и особого овального участка пузыря с тонкой стенкой, пронизанного капиллярами (поступление газа в кровь). Плавательный пузырь выравнивает относительную плотность тела рыбы с плотностью воды, является резонатором звуков, у некоторых рыб участвует в газообмене. Хрящевыс рыбы плавательного пузыря не имеют, поэтому, чтобы не опуститься на дно, они находятся в постоянном движении.

Дыхательная система

Органы дыхания – жабры, состоящие из жаберных дуг, на каждой из которых с одной стороны находятся жаберные лепестки, пронизанные кровеносными капиллярами, а с другой – жаберные тычинки (цедильный аппарат). У костных рыб снаружи жабры прикрыты жаберными крышками, движение которых вместе с расширением ротовой полости и глотки создает постоянный приток к жабрам свежей воды, насыщенной кислородом.

Хрящевые рыбы не имеют жаберные крышки, поэтому, например, у акул циркуляция воды через жаберный аппарат достигается благодаря постоянному движению их тела. У пресноводных рыб, обитающих в условиях суточных и сезонных колебаний концентрации кислорода в воде, в процессе эволюции развились дополнительные органы дыхания, использующие атмосферный кислород. У угрей, вьюнов и илистого прыгуна развито кожное дыхание. Пескари и сомы заглатывают воздух в кишечник, лабиринтовые рыбы удерживают заглатываемый воздух в специальной полости глотки над жабрами, у карпа и щуки заглатываемый воздух попадает в плавательный пузырь. У двоякодышащих рыб характерны примитивные легкие.

Кровеносная система

Кровеносная система замкнутая, один круг кровообращения, двухкамерное сердце (одно предсердие и один желудочек). Сердце содержит венозную кровь. Из желудочка кровь попадает в брюшную аорту. Движение крови в одном направлении обеспечивают клапаны, расположенные между предсердием и желудочком, а также между желудочком и брюшной аортой. Из брюшной аорты кровь поступает в жаберные артерии, а по ним к жабрам. В капиллярах жаберных лепестков происходит газообмен. Окисленная (артериальная) кровь поступает в спинную аорту, затем к органам и тканям, где в капиллярах она отдает кислород и превращается в венозную. Венозная кровь по четырем кардинальным венам собирается в предсердие. Обмен веществ происходит медленно, рыбы – холоднокровные животные, не имеющие постоянной температуры тела.

Выделительная система

В выведении продуктов метаболизма, поддержании постоянства внутренней среды организма и регуляции водно-солевого обмена у рыб участвуют почки, жабры и кишечник. Органами выделения являются первичные (туловищные) почки лентовидной формы, расположенные в спинной части полости тела вдоль позвоночника. Моча по мочеточникам поступает в мочевой пузырь, а затем выводится наружу через мочеиспускательный канал, имеющий самостоятельное отверстие. Основной продукт обмена у пресноводных рыб аммиак, а у морских – мочевина.

Нервная система

Центральная нервная система состоит из головного и спинного мозга. Головной мозг располагается в мозговом отделе черепа и состоит из пяти отделов: передний, промежуточный, средний, задний (мозжечок) и продолговатый. Наиболее функционален средний мозг, содержащий центры зрения, и мозжечок, координирующий сложные движения рыб. Передний мозг и его обонятельные доли содержат центры обоняния, регулируют движение и поведение рыб . Промежуточный отдел мозга регулирует обмен веществ и сезонные явления. Продолговатый мозг участвует в регуляции функций различных систем органов: опорно-двигательной, пищеварительной, дыхательной‚кровеносной и выделительной. Спинной мозг имеет вид цилиндрического тяжа с полостью внутри и находится в позвоночном канале. Периферическая нервная система: 10 пар черепно-мозговых нервов (зрительный, обонятельный, слуховой и др.) и спинно-мозговые нервы, иннервирующие скелетные мышцы. Поведение рыб обусловлено совокупностью условных и безусловных рефлексов. Особенно сложным оно может быть в период нерестовых миграций и заботы о потомстве.

Органы чувств

Органы зрения – глаза, имеющие шаровидный хрусталик и плоскую роговицу, поэтому рыбы лучше видят объекты, расположенные на близком расстоянии (до 15 м). Аккомодация (настройка резкости) достигается благодаря изменению положения хрусталика относительно сетчатки. Для костных рыб характерно цветовое зрение. Органы обоняния парные, слепо замкнутые обонятельные мешки, сообщающиеся с внешней средой двумя отверстиями (ноздри). Орган осязания – рецепторы кожи, орган вкуса – вкусовые почки слизистой оболочки ротовой полости, они могут быть расположены на губах, усах и плавниках, в глотке и пищеводе. Орган слуха рыб устроен достаточно просто, он представлен только внутренним ухом, не имеющим связи с внешней средой, и расположен в задней части черепа (звуковые колебания из воды передаются через кости черепа).

Специфический орган чувств рыб – боковая линия – это канал в толще кожи по бокам тела, сообщающийся с внешней средой рядом отверстий и содержащий чувствительные клетки (механорецепторы), связанные с нервами, идущими вдоль каналов. Боковая линия – это орган сейсмосенсорного чувства, он воспринимает любые раздражители, связанные с колебанием воды. Благодаря боковой линии, рыбы ощущают направление и силу тока воды, приближение и удаление добычи, хищника или партнера по стае, избегают столкновения с подводными препятствиями. Некоторые рыбы способны издавать звуки, имеющие сигнальное значение (черноморская барабулька).

Половая система

Рыбы в основном раздельнополы, у них выражен половой диморфизм. У самки один или два яичника, в которых развиваются икринки, у самца два семенника, в которых в период размножения образуются молоки со сперматозоидами. Половые протоки открываются во внешнюю среду самостоятельными отверстиями.

Особенности размножения

Размножение только половое. Оплодотворение у большинства видов происходит в воде (наружное). Количество выметываемых рыбами икринок зависит прежде всего от характера и продолжительности периода заботы о потомстве. Рекордсменом по количеству икринок является луна-рыба (300 млн), большинство из которых погибает. При наличии заботы о потомстве плодовитость резко уменьшается (горбуша выметывает 1-2 тыс. икринок), а выживаемость возрастает.

Иногда встречается живорождение (акулы, скаты), сопровождающееся внутренним оплодотворением и невысокой плодовитостью. Яйцеживорождение (гупии, молинезии, меченосцы) отличается от настоящего живорождения выметыванием икры с вполне сформированной личинкой.

В период размножения для рыб характерно сложное инстинктивное поведение, которое может сопровождаться нерестовыми миграциями и заботой о потомстве. Проходными называют рыб, которые для размножения мигрируют из морей в пресные водоемы (кета, горбуша) или, наоборот, из пресных водоемов в моря (речной угорь). Самец трехиглой колюшки строит и охраняет гнездо с икрой, некоторые рыбы (телляпии, сомовые) вынашивают икру в ротовой полости, морские коньки вынашивают икру в специальной сумке на брюхе.

Развитие с метаморфозом. Из икры развивается личинка, а из нее – малек. Малек отличается от личинки большими размерами, характером потребляемого корма, наличием чешуи и плавников.

Значение

Значение рыб довольно широкое:

• компоненты биогеоценозов, звенья пищевых цепей;
• объекты промысла (добыча и разведение рыбы). В прудовых хозяйствах разводят карпа, толстолобика, белого амура, форель, щуку;
• источник сырья для промышленности;
• источник продуктов питания человека (мясо, икра, печень);
• эстетическое значение (аквариумные рыбки);
• являются объектами охраны – в Красную Книгу занесено множество видов: сырть, усач, стерлядь, ручьевая форель и др.

Многообразие рыб

Класс Хрящевые рыбы

В течение всей жизни имеют хрящевой скелет. Плакоидная чешуя. Отсутствуют жаберные крышки и плавательный пузырь. По бокам головы 5-7 пар жаберных щелей. Парные плавники расположены горизонтально. Хвостовой плавник неравнолопастной (верхняя лопасть больше). Передняя часть головы вытянута в удлиненное рыло. Рот в виде поперечной щели на брюшной стороне. Внутреннее оплодотворение, размножение откладкой яиц, яйцеживорождение или живорождение.

Отряд Акулы (250 видов). Торпедообразная форма тела, хорошо плавают. В основном хищники, челюсти окружены острыми зубами. Добычу находят за счет развитого обоняния, восприятия вибрации воды и электромагнитных волн. Некоторые опасны для человека. Есть формы, питающиеся планктоном.

Скаты (340 видов). Тело уплощено в спинно-брюшном направлении. Грудные плавники сильно увеличены. Жаберные щели на брюшной стороне. Зубы в виде небольших призм собраны в терку. Питаются рыбой и донными беспозвоночными.

Костные рыбы

Класс Костные рыбы (более 20 тыс. видов). Костная черепицеобразно расположенная чешуя. Внутренний скелет костный или хрящевой, укрепленный накладными костями. Есть жаберные крышки и плавательный пузырь. Оплодотворение в основном наружное. Класс включает более 40 отрядов.

Надотряд Двоякодышащие австралийский рогозуб, американский чешуйчатник, африканский протоптерус. Древнейшие рыбы, приспособлены к жизни в пересыхающих ведоемах. Кроме жабр имеют одно или два легких – полые выросты брюшной стенки пищевода. Ноздри сквозные, есть внутренние носовые отверстия (хоаны). Намечается разделение предсердия и появление легочного круга кровообращения. Хорда сохраняется в течение всей жизни.

Надотряд Кистеперые рыбы. Древняя, почти полностью вымершая группа, единственный представитель, известный в настоящее время, – латимерия, обитающая в Индийском океане. Крупные размеры – 150 см. Хорошо развита хорда. Плавательный пузырь редуцирован,  по развитию напоминает легкие двоякодышащих рыб. Яйцеживородящие. Скелет парных плавников напоминает кости парных конечностей наземных позвоночных. Вероятно, являются предками земноводных.

Отряд Осетрообразные – белуга, осетры, севрюга, стерлядь, всего 25 видов. Крупные проходные и озерно-речные рыбы. Плотоядные морские и пресноводные формы, обитающие в Северном полушарии. Похожи на акул: рот в виде поперечной щели, есть рыло, горизонтальные парные плавники, неравнолопастной хвост. Основа скелета хрящ‚ снаружи череп покрыт плоскими костями, на туловище и хвосте пять рядов накладных костных ромбических пластинок. Ценные промысловые, источник мяса и черной икры.

Отряд Лососеобразные – кета, горбуша, семга, форель, всего около 400 видов. Проходные и пресноводные, обитающие в Северном полушарии. Имеют жировой плавник (лишен костных лучей). Размножаются в верховьях рек. Самка обычно откладывает небольшое количество крупных красных икринок в ямку, вырытую ей на дне водоема, самец поливает икру молоками. Есть забота о потомстве. Ценные промысловые, источник мяса и красной икры.

Отряд Сельдеобразные – атлантическая, тихоокеанская, балтийская (салака) сельди, кильки, сардины, анчоусы, всего более 300 видов. Морские стайные планктоноядные рыбы, обитающие вблизи берегов. Тело сжатое с боков, серебристого цвета, покрыто легко опадающей чешуей. Зубы мелкие или отсутствуют. Многочисленную мелкую, липкую икру откладывают на грунт или водоросли. Промысловые виды.

Отряд Карпообразные – плотва, лещ, линь, сазан, язь, серебряный карась, белый и пестрый толстолобик, сырть, усач, всего более 3000 видов. Карп (зеркальный, чешуйчатый, голый) –одомашненная форма сазана. Пресноводные костные рыбы, не имеющие челюстных зубов(они расположены в глотке на последней жаберной дуге). Многие виды имеют промысловое значение, разводятся в прудовых хозяйствах.