Жизнь рыб довольно удивительна и разнообразна. Некоторые их виды размножаются, метая икру. При этом существует множество способов такого размножения. В одних случаях, икринки развиваются без оплодотворения их самцом, в других - оплодотворение необходимо. Также существуют живородящие виды особей. Рыбы могут размножаться при различных условиях и разными методами. Появившись на свет, маленькие детеныши по-разному подготовлены к самостоятельной жизни. Итак, как размножаются рыбы?
Особенности размножения рыб
«Как размножаются рыбы?» - вопрос, на который невозможно дать однозначного ответа. Все виды рыб размножаются разными способами и в разном возрасте. В большинстве случаев, размножение происходит половым способом. Однако, некоторым видам присущи партеногенез и гиногенез - способы размножения без оплодотворения самцом.
Что такое партеногенез и гиногенез?
Партеногенез представляет собой один из способов размножения, при котором оплодотворение самцом не требуется. Икринки развиваются до момента дробления, после чего, соседствуя в нерестовых буграх с оплодотворенными икринками, начинают свое развитие таким способом. Только из полностью развитых икринок появляются мальки. При таком способе рыбам удается сохранить всю кладку яиц , не допуская загнивания икринок. Партеногенезом размножаются следующие виды особей:
- сельдь;
- осетровые;
- лососевые;
- карповые и некоторые другие виды.
Стоит отметить, что большинство икринок, развиваясь партеногенезом, все же погибают, лишь небольшая часть доживает до стадии вылупления. Лишь у иссыккульского чебачка такой способ размножения приводит к появлению большого количества жизнеспособного потомства.
Гиногенезом является метод рождения мальков без оплодотворения их самцами этой особи. При таком способе рождаются мальки только женских особей. Оплодотворение икринок происходит за счет сперматозоидов самцов других видов рыб, которые проникают в икринку, находясь поблизости. После того как оплодотворение произошло, икринка начинает свое развитие.
Половой способ размножения
Как правило, многие виды рыб являются однополыми. Однако, среди таких особей встречаются виды, называемые гермафродитами. Гермафродиты - это особи, способные развивать как икру, так и сперматозоиды. Хотя такие особи не могут производить самооплодотворение
своих икринок, поскольку их половые продукты (икринки или сперматозоиды) созревают не в одно время, а по очереди. Например, красный пагелл на протяжении жизни способен менять пол: молодые особи пагелла, как правило, самки, по мере взросления рыбы яичники сменяются на семенники.
Такая способность - гермафродитизм, присуща также сельдевым, лососевым, карповым, окуневым видам.
Оплодотворение икринок также происходит разным способом:
- внутренним;
- наружным.
Большинство видов рыб размножаются наружным способом оплодотворения, при котором яйца оплодотворяются, находясь в воде. Внутренним способом размножаются, как правило, хрящевые, хотя такой вид увеличения популяции характерен и для костистых (морской окунь, бельдюга) и карпозубообразных (меченосцы, гуппи, гамбузия) видов особей.
В зависимости от развития икринок, все виды рыб условно различают по следующим категориям:
- живородящим;
- яйцеживородящим;
- яйцекладущим.
Яйцекладущий способ развития является наиболее распространенным и представляет собой отложение икринок (яиц) непосредственно в воду. При яйцеживородящем способе, оплодотворенные икринки прикрепляются к заднему отделу яйцевода самки и там продолжают развитие до самого рождения мальков. Одним словом, в момент вымета икринка разрывается и рождаются мальки.
Яйцеживородящий способ размножения применим к большинству хрящевых видов рыб: катрану, белой акуле, лисьей акуле, пилоносу и прочим. Некоторые виды, например, скат-хвостокол, на стенках заднего отдела яйцевода, выполняющего роль матки, имеют специальные выросты, благодаря которым они могут кормить своих детенышей питательной жидкостью.
Живородящий способ заключается в образовании у самки в заднем отделе яйцевода структуры, напоминающей плаценту млекопитающих. Она необходима для того, чтобы мать могла кормить эмбриона питательными веществами. Живорождение присуще некоторым видам глубоководных акул.
Главным преимуществом яйцеживородящего и живородящего способов заключается в достижении наибольшей выживаемости детенышей, благодаря внутриутробному развитию.
По характеру размножения все рыбы разделяются на следующие группы:
- моноцикличные;
- полицикличные.
Моноцикличным видам характерно единственное размножение в течение жизни. При однократном икрометании все икринки особи могут погибнуть. Речного угря, тихоокеанскую лосось, речную миногу, байкальскую голомянку и некоторых других рыб называют моноцикличными, благодаря единичной кратности размножения.
Однако, большинство видов размножаются несколько раз на протяжении своего существования, поэтому они относятся к полицикличным особям.
Наступление половой зрелости
Возраст полового созревания у всех видов особей также различен. При этом промежуток от самого раннего до самого позднего полового созревания у рыб значителен. Так, мелкие виды особей, такие как гамбузия и другие, могут достичь полового созревания уже через 1 - 2 месяца после рождения. Осетровые, в свою очередь, достигают половой зрелости только в 15 - 30 лет.
Рыбы с коротким жизненным циклом развиваются быстрее, соответственно раньше достигают половой зрелости. У особей с более продолжительным жизненным циклом половое созревание наступает гораздо позже. У атлантической трески, например, половая зрелость наступает в 8 - 9 лет. Морской окунь созревает только ближе к 15 годам.
Но на возраст половой зрелости особи влияет не только жизненный цикл и видовая принадлежность. Большую роль для возраста созревания играют условия обитания рыб и их питание. Чем лучше и обильнее особь питается, тем быстрее она достигает необходимых размеров, а значит, быстрее наступает ее половая зрелость. Самцы большинства видов рыб быстрее самок достигают половой зрелости.
Большое значение на скорость полового развития рыб оказывают климатические особенности их существования. Так, например, лещи, обитающие в Аральских морях, созревают ближе к 3 годам, в Северном Каспии - ближе к 6, а особи, заселяющие Среднюю Волгу, достигают половой зрелости в семилетнем возрасте.
§ 1 Половая система рыб на примере речного окуня
Познакомимся с особенностями оплодотворения и развития рыб на примере речного окуня, узнаем, какими органами представлена их половая система и как проявляется забота о потомстве. Выясним, почему молодых особей речного окуня называют мальками, а также из-за чего одни рыбы откладывают лишь несколько десятков икринок, в то время как другие выметывают до нескольких сотен тысяч. Также узнаем, для чего нужен желточный мешок, что такое молоки и нерест.
Начнем с изучения половой системы рыб. Как и большинство видов рыб, окуни являются раздельнополыми животными, т.е. в организме одной особи встречаются органы или только мужской, или только женской половой системы. Половая система самок представлена непарным яичником, в котором происходит созревание яйцевых клеток или икринок. В организме самцов располагается пара длинных семенников, которые в период размножения заполняются густой белой жидкостью - молоками, в которых содержатся миллионы сперматозоидов. Так как продукты половой системы самца и самки речного окуня для оплодотворения выводятся в окружающую среду (это явление называется наружным оплодотворением), в организме этих животных появились специальные каналы, выводящие продукты половой системы из организма на брюшную сторону тела отдельно от мочевого отверстия. Важно помнить, что не у всех рыб оплодотворение наружное. Так, например, у хрящевых рыб оплодотворение обычно внутреннее, у некоторых видов акул наблюдается даже живорождение, то есть самка вынашивает детенышей внутри своего организма и на свет появляется уже сформированная маленькая акула.
§ 2 Особенности размножения рыб
При созревании половых клеток, у рыб ярко проявляется инстинкт размножения, потребность воспроизводства себе подобных с целью сохранения вида. Для этого половозрелые особи начинают перемещаться и скапливаться в местах наиболее благоприятных для развития их будущего потомства. Многие виды рыбы для икрометания совершают длинные путешествия - миграции. Одни стремятся из морей в реки, другие, наоборот, покидают реки и отправляются к морским просторам. Такое сложное поведение рыб в период размножения основано на инстинктах и называется нерестом. Речной окунь достигает половой зрелости на втором году жизни. Нерест начинается, когда на реках сходит лед. Незадолго до этого окраска самцов становится наиболее яркой. Рыбы собираются стаями, после чего самки выметывают на водные растения икру, склеенную лентами. Самцы извергают молоки, из которых отделяются подвижные сперматозоиды. Они буквально подплывают к икринкам, проникая в них.
Развитие происходит в несколько этапов. После оплодотворения в икринке (1) начинается процесс деления клеток, в результате которого образуется многоклеточный зародыш (2). На брюшной стороне его тела сохраняется особое образование - желточный мешок, который дает зародышу, находящемуся в икринке, необходимый запас питательных веществ. Из зародыша развивается личинка (3) речного окуня, которая покидает оболочку икринки через 9-14 суток после оплодотворения. Личинка внешне не похожа на взрослого окуня и поначалу питается лишь микроорганизмами и мелкими рачками. Из личинки вырастает малек (4), который уже похож на взрослую особь, однако все еще отличается малыми размерами тела, из-за чего и получил свое название. Лишь через год жизни тело молодого окуня достигает 10 см в длину.
§ 3 Забота о потомстве у рыб
Самки речного окуня за один период спаривания выметывают примерно 300 тыс. икринок, так как лишь немногие из них доживут до зрелого возраста. Около половины будет съедено или уничтожено еще в стадии икринки, еще часть - будучи личинками и мальками, многие молодые особи не переживут холодную зиму или будет выловлены рыбаками. В результате взрослой особью сможет стать далеко не каждая икринка.
Однако некоторые виды рыб выметывают значительно меньшее количество икры, так как среди рыб встречаются и те, кто заботятся о своем потомстве, защищая и оберегая его. Например, самец колюшки трёхиглой строит из водорослей настоящее гнездо, в которое самка откладывает икру, а после охраняет гнездо, отгоняя других рыб и убирая мусор. Также самец, совершая движения грудными плавниками, нагнетает в гнездо свежую воду. В течение нескольких суток он охраняет и молодых мальков, сохраняя тем самым большую часть потомства. Именно поэтому у колюшки нет необходимости в большом количестве икры, самка выметывает лишь несколько десятков икринок.
§ 4 Краткие итоги по теме урока
Представители Надкласса рыбы способны преодолевать огромные расстояния лишь для того, чтобы их потомство росло и развивалось в наиболее благоприятных условиях среды. У рыб впервые проявляется инстинкт размножения, а также забота о потомстве. Некоторые рыбы, например представители отряда лососевые, затрачивают на нерест столько сил и энергии, что погибают сразу же после оплодотворения. Таким образом, представители именно этой систематической группы являются ярким примером самопожертвования среди животных во благо будущего поколения.
Список использованной литературы:
- Константинов В.М. Поурочное планирование к учебнику «Биология. Животные» для 7 класса, Константинов В.М., Бабенко В.Г., Кумченко В.С. / Константинов В.М. - М.: Вентана-Граф, 2005. – 304 с.
- Всемирная энциклопедия: Биология / Гл. ред. М.В. Адамчик: Гл. науч. ред. В.В. Адамчик: Мн.: Современный литератор, 2004. – 832с.
- Ионцева А.Ю. Биология в схемах и таблицах / А.Ю. Ионцева, А.В. Торгалов. – М.: Эксмо, 2014. – 352с.
- Садовниченко Ю.А. Биология / Ю.А. Садовниченко. – М.: Эксмо, 2013. – 512с.
- Биология: пособие для поступающих в вузы: В 2 т. Т.1. – 2-е изд., испр. и доп. – М.: РИА «Новая волна»: Издатель Умеренков, 2012. – 512с.
- Биология: Животные: Учеб.для 7-8 кл. общеобразоват. Учреждений / Б.Е. Быховский, Е.В. Козлова. М.А. Козлов и др.; Под ред. М.А. Козлова. – 28-е изд. - М.: Просвещение, 2000. – 256 с.
Использованные изображения:
Рыбы – хладнокровные позвоночные животные, которые относятся к многоклеточному подцарству, типу Хордовые. Они сумели приспособиться к самым различным условиям среды. Обитают как в пресноводных и солоноводных водоемов, глубиной до 10 тыс. метров так и в пересыхающих руслах рек с водой от 2 до 50 градусов и т.д. Температура тела их практически равняется температуре воды, в которой они обитают, и более чем на 0,5 – 1 С (вид рыб тунцовые могут иметь разницу значительно большую до 10 С) ее не превышает. Таким образом, окружающая среда оказывает влияние не только на быстроту пищеварения, но и на форму тела, которая делится на следующие типы:
- веретенообразная (акулы );
- уплощенная у донных обитателей (скаты, камбалы );
- обтекаемая, торпедовидная у особей, которые проводят большую часть жизни в толще воды (кефаль, тунец );
- стреловидная (щуки );
- шаровидная (кузовки ).
Несмотря на внешние и внутренние отличия сформированные средой обитания, строение рыбы имеет общие характеристики. Как и все позвоночные животные, они имеют скелет с мускулатурой, кожный покров, выделительную систему, органы размножения, чувств и дыхания, пищеварительную, нервную и кровеносную системы.
Скелет и мускулатура
Большинство рыб имеет костный или хряще-костный скелет, но встречаются и особи с хрящевым скелетом. Например, акула, скат. На основе этого вытекает логический вопрос: чем отличается строение костных рыб от хрящевых?
Строение костных рыб
Особенности строения костных рыб включает наличие позвоночника, мозгового черепа, скелета конечностей и их поясов. Основой позвоночника является немалое количество отдельных костей, так называемых позвонков. Соединение они имеют весьма прочное, но подвижное, т.к. между ними располагается хрящевая прослойка. Позвоночник делится на хвостовой и, конечно же, туловищный отдел. Ребра рыб сочленяются с поперечными отростками тел позвонков.К костям скелета, естественно, прикреплены мышцы, которые и образуют мускулатуру. Наиболее сильные мышцы у рыб расположены в хвостовом отделе, по понятным причинам, и на спинной стороне туловища. Благодаря сокращению мышц рыба воспроизводит движение.
Строение хрящевых рыб
Хрящевой скелет пропитан солями кальция, благодаря чему и сохраняет прочность. В особенности строения хрящевых рыб можно причислить то, что череп у них срастается с челюстями (отсюда название цельноголовые), либо создает с ними одно или два сочленения (пластиножаберные). Рот с зубами, покрытыми эмалью находится на брюшной стороне. Перед ртом расположена пара ноздрей. Хорда сохраняется в течении всей жизни, но постепенно уменьшается в размерах.Плавники
Внешнее строение рыбы имеет различие в плавниках. Одни состоят из мягких (ветвистых), другие же из жестких (колючих, могут иметь вид зазубренной пилы или мощных шипов) лучей. Соединены плавники перепонкой или свободны. Подразделяются на две группы – парные (брюшные и грудные) и непарные (анальный, спинной, хвостовой и жировой, который есть не у всех видов). Костные лучи плавников совмещены с костями поясов конечностей.У многих костных рыб по характеру и присутствию лучей в плавниках составляется формула. Она обширно используется при определении и описании видов рыб. В формуле латиницей приводится сокращение обозначений плавника:
А
– (от лат. языка pinna analis
) анальный плавник.
D1, D2
– (pinna dorsalis
) спинные плавники. Римскими цифрами обозначаются колючие, а арабскими – мягкие.
P
– (pinna pectoralis
) грудной плавник.
V – (pinna ventralis ) брюшной плавник.
У хрящевых рыб есть парные грудные, спинные и брюшные плавники, а также хвостовой.При плавании рыб движущая сила приходится на хвост и хвостовой плавник. Именно они мощным ударом толкают туловище рыбы вперед. Хвостовой пловец поддерживается специальными сплющенными костями (например, уростиль, что с греческого переводится как палочка, опора и др.). Анальный и спинной плавники помогают рыбе держать равновесие. Рулем являются грудные плавники, которые перемещают тело рыбы при замедленном плавании, а вместе с хвостовым и брюшным плавниками помогает держать равновесие, когда рыба не двигается.
Помимо этого плавники могут выполнять и совершенно иные функции. Например, у живородящих особей анальный, видоизмененный плавник стал спаривающим органом. Нитевидными брюшными плавниками в виде щупальцев обладают гурами. Есть виды рыб с достаточно развитыми грудными плавниками, которые позволяют им выпрыгивать из воды. У других же особей, зарывающихся в грунт, очень часто плавники вовсе отсутствуют.
Хвостовые плавники имеют следующие виды:
- Усеченный;
- Круглый;
- Расщепленный;
- Лировидный.
Находится на той или иной глубине рыбе позволяет плавательный пузырь, но тут уже без мышечных усилий. Это важное образование закладывается как вырост на спинном крае кишки. Плавательного пузыря нет только у донных рыб и хороших пловцов, которые по большей части относятся именно к хрящевым рыбам. По причине отсутствия этого выроста они вынуждены постоянно быть в движении, чтобы не утонуть.Кожный покров
Кожа рыбы состоит из многослойного эпидермиса (или эпителия) и расположенной под ним соединительнотканной дермы. В эпителиальном слое находятся многочисленные железы, выделяющие слизь. Эта слизь выполняет целый ряд функций – уменьшает трение об воду, когда рыба плывет, защищает тело рыбы от внешних воздействий и дезинфицирует поверхностные раны. В эпителиальном слое также находятся пигментные клетки, которые отвечают за окрас тела рыбы. У некоторых рыб окраска варьирует в зависимости от настроения и условий внешней среды.У большинства рыб корпус покрыт защитными образованиями – чешуей, которая представляет из себя хрящевые или костные образования, состоящие на 50% из органических веществ и на 50% неорганических, таких как: фосфат кальций, натрий, фосфат магний и карбонат кальций. Присутствуют в чешуе и микроминералы.
Среда обитания и особенности внешнего строения рыб влияют на многообразие форм, размеров и количество чешуек у разных видов. Одни могут быть вообще практически без чешуи. Другие же с большими чешуйками. Например, у некоторых карпов они могут достигать пару сантиметров. Тем не менее, в целом размер тела рыбы напрямую пропорционален чешуи и определяется линейным уравнением:
Ln=(Vn/V) |
L – длинна рыбы;
Ln – это предположительная длина рыбы в возрасте;
V – длинна чешуи от центра до края;
Vn – дистанция от центра покрова (чешуи) до годового кольца (в возрасте).
Безусловно, среда и образ жизни напрямую оказывает влияние на строение чешуи. Так, к примеру, рыбы-пловцы, которые проводят большую часть своей жизни в движении, обладают развитой, крепкой чешуей, которая способствует уменьшению трения тела о воду, а также придает скорость.
Специалистами выделяется три типа чешуи:
- костная (разделяют на циклоидную – гладкую, округлую и ктеноидную, которой присуще небольшие шипы по заднему краю);
- ганоидная,
- плакоидная.
Костной чешуе характерно наличие в ее составе лишь костного вещества. Имеют ее следующие виды рыб: сельдевые, карповые, окуневые.
Ганоидная чешуя обладает формой ромба и соединяется между собой с помощью особых сочленений, из-за чего выглядит как плотный панцирь. В верхней части прочность достигается за счет ганоина, а в нижней – костного вещества. Характерна такая чешуя для кистеперых (по всему телу) и осетровых (только на хвосте) рыб.
Плакоидную чешую находят у ископаемых рыб. Она является самой древней и представляет собой, как и ганоидная, форму ромба, но с шипом, который выступает наружу. В химическом составе чешуя имеет дентин, а шип покрыт специальной эмалью – витродентином. Особенностью является и то, что этому виду чешуи свойственна полость, которая заполнена рыхлой соединительной тканью с нервными волокнами и даже кровеносными сосудами. Возможна и измененная плакоидная чешуя, к примеру, иглы у скатов. Плакоидную чешую помимо скатов имеют и акулы. Она характерна для хрящевых рыб.
Расположены чешуйки на теле в ряд, с возрастом количество не меняется, поэтому служит иногда видовым признаком. К примеру, боковая линия щуки меет 111-148 чешуек, а карася – 32-36.
Выделительная система
По обе стороны позвоночника, над плавательным пузырем у рыбы лежат лентовидные почки. Как известно, это парный орган. Выделяют в почке три отдела: передний (головная почка), средний и задний.
Поступает венозная кровь в этот орган по воротным венам почек, а артериальная по почечным артериям.
Морфофизиологическим элементом является извилистый почечный мочевой канал, в котором один конец увеличивается в мальпигиево тельце, а другой уходит к мочеточнику. Продукты азотистого распада, а именно мочевина, попадают в просвет канальцев и секретируют железистые клетки. Там же происходит обратное всасывание микроэлементов и всевозможных витамин из фильтрата мальпигиевых телец (клубочек артериальных капилляров, который охватывается увеличенными стенками канальца и создает боуменову капсулу), сахаров и, конечно же, воды.
Отфильтрованная кровь течет обратно в сосудистую систему почек – почечную вену. А мочевина и продукты обмена выходят через каналец в мочеточник, который в свою очередь выливается в мочевой пузырь или, иначе говоря, мочевой синус, а затем уже моча выходит наружу. Для огромного количества рыб конечным продуктом распада является аммиак (NH3).
Морские виды пьют воду и выделяют избыток солей и аммиак через почки и жабры. Пресноводные виды рыб воду не пьют, она непрерывно поступает в тело и выводится через мочеполовое отверстие у самцов и через анальное отверстие у самок.
Органы размножения
Половые железы, или гонады, представлены у самцов парными молочно-белыми семенниками, у самок – мешковидными яичниками, протоки которых открываются наружу мочеполовым отверстием или половым сосочком позади анального отверстия. Оплодотворение у костных рыб , как правило, наружное, но у некоторых видов анальные плавники самцов преобразовались в совокупительный орган – гоноподий, предназначенный для внутреннего оплодотворения.Самка выметывает икру, которую самец оплодотворяет семенной жидкостью. По прошествии инкубационного периода из икры выклевываются личинки, которые первое время питаются за счет желточного мешочка.
К особенности строения хрящевых рыб можно причислить внутреннее оплодотворение. У большинства из них имеется клоака. Особи мужского пола (самцы) обладают несколькими брюшными плавниками, которые и образуют совокупительный орган. По своей природе хрящевые рыбы откладывают яйца или живородящи.
Органы чувств
Важными органами чувств, которые оказывают влияние на поведение рыб при поиске и приеме пищи, а также определяют температурные и химические изменения в воде, являются: зрение, ухо, обоняние, вкус и боковая линия.Обоняние и вкус
Пара маленьких носовых ямок, которые покрыты обонятельным эпителием, и есть орган обоняния. Им рыбы чувствуют химические раздражители от веществ, растворенных в воде. У ночных обитателей, таких как карп, лещ, угорь, обоняние развито лучше.Не все знают, что у рыб отлично развит вкусовой орган. Они определяют соленый, сладкий, кислый и горький вкус. Находятся вкусовые луковицы по краям челюстей, в полости рта и на усиках. Рыбы, которые не имеют усиков, обладают слабо развитым вкусом.
Зрение
Наиболее важным органом рыбы является зрение. Строение и возможности глаза рыб зависят от вида и непосредственно от среды ее обитания. К примеру, способность видеть у угря и сома второстепенно, в сравнении с форелью, щукой, хариуса и прочих рыб, которые используют зрение при охоте. Однако, так или иначе глаза рыб приспособлены к жизни под водой.Хрусталик глаза рыбы в сопоставлении с человеческим упругий (не способен менять форму) и достаточно твердый. В невозбужденном состоянии он располагается возле роговицы и позволяет видеть рыбе на растоение до 5 метров по прямой. При просмотре на большее расстояние хрусталик отдаляется от роговицы и с содействием связок приближается к сетчатке. Это позволяет рыбе просматривать до 15 метров в воде, что не может не шокировать. По размеру глаза, который соотносится с головой рыбы, можно определить остроту зрения и способность видеть окружающий мир.
Задняя часть сетчатки, благодаря специальным клеткам – колбочки (позволяют видеть дневной свет) и палочки (воспринимают сумерки), распознает цвет. Рыбы в силах различать оттенки, ориентировочно в том же диапазоне, что и люди. Однако в сравнении с человеком они видят и коротковолновую область спектра, которую человеческий глаз не воспринимает. Также рыбы более чувствительны к теплым цветам: желтому, красному и оранжевому.
Какие особенности строения отличают земноводных от рыб?
На схеме можно увидеть, что каждому оттенку солнечного спектра присуща определенная длинна волны, при этом зрение рыб и человека не одинаково чувствительно к свету с различной длинной волны, т.е к разнообразию цветов. Также изображена и относительная восприимчивость к свету с разной длинной волны при маленькой интенсивности света. При высокой же, чувствительность сдвигается в сторону больших длин волн. Количество дневного света, проникающего под поверхность воды, безусловно, зависит от угла падения его на поверхность воды, а также от того как сильно поверхность воды колеблется, т.е взволнована. Лучи света частично поглощаются водой и доля их рассеивается твердыми микроскопическими частицами, которые взвешены в воде. Лучи, которые проникают через весь слой воды и достают дно, частично поглощаются, а частично отражаются.
Есть ряд факторов, влияющих на зрение в воде, из-за чего существует ряд отличий с атмосферной видимостью:
1. Объекты, которые находятся под рыбой, особь видит не четко, но точно в том месте, где они находятся на самом деле.
2. Объекты, которые находятся спереди или над рыбкой, особь видит наиболее отчетливо.
3. В связи с тем, что у рыбы глаза расположены по бокам головы, она может видеть только в небольшом пространстве сзади, сбоку и спереди.
4. Рыба видит над собой световой конус, с помощью которого наблюдает, к примеру, за живым или сухим кормом. При этом находясь в пруду или реке, особь будет видеть объект на берегу искаженно.
5. Световые лучи не преломляются, в случае перехода из воздуха в воду перпендикулярно поверхности воды. В связи с чем, при взгляде сверху человек видит рыбу ровно там, где она находится на самом деле. Рыбка же видит объекты над водой так, словно смотрит в окно круглой формы. Объекты, которые лежат в пространстве, ограничены полем зрения рыбы. Они могут появляться на краях этого окна, тогда как предметы находящиеся прямо над рыбой, размещаются в его середине.
6. Световые лучи распространяются в воздухе стремительнее, чем в воде из-за ее плотной среды. Именно поэтому луч света, проходя под каким-либо углом из первой среды во вторую преломляется.
На зрительное восприятие рыбок оказывают влияние и другие факторы, такие как чистота и скорость течения воды, линия преломления света.
Боковая линия
Особое значение для рыб имеет система каналов боковой линии, сообщающаяся с внешней средой отверстиями. Боковая линия тянется вдоль тела рыбы и способна воспринимать колебания воды, наличие предметов, находящихся на пути рыбы, скорость и направление течений. Даже слепая рыба способна достаточно хорошо ориентироваться в пространстве.
Ухо
Внутреннее ухо рыб состоит из трех полукружных каналов, которые собственно и являются органом равновесия, и мешочка, воспринимающего звуковые колебания.
Электрические органы
У некоторых видов хрящевых рыб присутствует электрический орган. Предназначен он для защиты, ориентации и сигнализации в пространстве, а также для нападения. Находится этот парный орган по бокам тела, либо около глаз и состоит из составленных в столбики электрических пластинок (видоизмененных клеток), которые генерируют электрический ток. В каждом таком столбике пластинки соединены последовательно, а вот столбики – параллельно. Количество пластинок в целом составляет сотни тысяч, а бывает что и миллионы. Частота разрядов зависит от назначения и составляет до сотни герц, а напряжение до 1200B. К слову, электрические разряды таких рыб как угри и скаты опасны для жизни человека.
Дыхательная система
Большинство рыб дышат растворенным в воде кислородом, с помощью жабр. Жаберные отверстия находятся в переднем отделе пищеварительной трубки. Дыхательный процесс осуществляется с помощью движений жаберных крышек и ротового отверстия, за счет которых вода омывает жаберные лепестки, расположенные на жаберных дугах. В каждом жаберном лепестке находятся капилляры, на которые распадается жаберная артерия, несущая от сердца венозную кровь. Обогатившись кислородом и потеряв углекислый газ, кровь из капилляров направляется в выносящие жаберные артерии, сливающиеся в спинную аорту, и по отходящим от нее артериям окисленная кровь распространяется ко всем органам и тканям рыбы. Кислород может также усваиваться слизистой оболочкой кишечника, поэтому некоторые виды рыб часто заглатывают воздух с поверхности воды.У некоторых особей помимо жабр есть дополнительные органы дыхания. Так, к примеру, у рыб семейства Anabantidae, к каковым причисляют многих популярных представителей аквариумной ихтиофауны (макраподы, гурами, лялиусы ), обладают особым органом – жаберным лабиринтом. Благодаря ему рыбы имеют возможность поглощать кислород из воздуха. При этом, если это семейство в течении нескольких часов по каким-то причинам не может подняться к поверхности воды, то оно погибает.
Источниками кислорода в аквариумной воде, как и в естественных водоемах, является природный газообмен с окружающим воздухом. Аэрация воды при помощи микрокомпрессоров и помп улучшает этот газообмен в искусственной среде. В природных условиях приходят на помощь волны, пороги, перекаты. Также большое количество кислорода в дневное время поставляют растения, в процессе фотосинтеза. В ночное же время они его поглощают. Количество кислорода, необходимое для жизнедеятельности рыб может варьировать. Зависит оно от температуры воды, размера и вида рыб, а также степени их активности.
Не секрет, что растворимость газов понижается при повышении температуры жидкости. Содержание кислорода в воде, которая контактирует с атмосферным воздухом, как правило, меньше предельной растворимости:
0,7 миллилитров на 100 грамм воды при 15 C;
0,63 миллилитров при 20 C;
0,58 миллилитров при 25 C;
Такого соотношения достаточно для обитателей аквариума. Более того от 0,55 миллилитров до 0,7 миллилитров на 100 грамм воды является оптимальным и благоприятным для большинства видов рыб.
Пищеварительная система
Пищеварительный тракт рыб весьма разнообразен по форме, строению, длине и зависит от типа (хищники или травоядные), вида и среды обитания особей. Однако можно отметить и общие моменты.К пищеварительной системе относятся: рот и ротовая полость, глотка, пищевод, желудок, кишечник (толстая, тонкая и прямая кишка, завершающаяся анусом). Отдельные виды рыб имеют перед анусом клоаку, т.е. полость, в которой окажется прямая кишка, а также протоки половой системы и мочевой.
Ротовое отверстие рыбе необходимо для приема, иногда пережевывания и проглатывания пищи. Слюнных желез нет, но вот вкусовые рецепторы, о которых писалось ранее, имеются. Некоторые виды оснащены языком и зубами. Зубы могут располагаться не только на челюстях, но и на небных костях, глотке и даже языке. Обычно они не имеют корней и по истечению времени заменяются новыми. Служат для захвата и удержания пищи, а также выполняют защитную функцию.
Травоядные, преимущественно, зубов не имеют.
Из ротовой полости пища по пищеводу поступает в желудок, где обрабатывается при помощи желудочного сока, основными компонентами которого являются соляная кислота и пепсин. Однако, желудок есть не у всех особей, к таким относятся: многие бычки, карповые, морской черт и пр. Хищники, преимущественно, имеют этот орган.
Более того у разных видов рыб желудок может отличаться строением, размерами и даже формой: овал, трубки, буква V и пр.
У некоторых растительноядных видов в процессе пищеварения принимают участие симбиотические простейшие и бактерии.
Окончательная обработка пищи осуществляется в кишечнике с помощью секретов, выделяемых печенью и поджелудочной железой. Он начинается с тонкой кишки. В нее впадают протоки поджелудочной и желчный канал, которые доставляют в кишку ферменты и желчь, расщепляющие белки до аминокислот, а жиры - до жирных кислот и глицерина, полисахариды - до сахаров.
Помимо процесса расщепления веществ в кишечнике, благодаря складчатому строению стенок, происходит их всасывание в кровь, интенсивно протекающие в заднем участке.
Заканчивается кишечник анальным отверстием, которое находится обычно в конце туловища, непосредственно перед половым и мочевым отверстием.
В процессе пищеварения у рыб также задействованы железы: желчный пузырь, поджелудочная, печень и протоки.
Нервная система рыбок гораздо проще, нежели у высших позвоночных. Включает она центральную и соединённую с ней вегетативную (симпатическую) и периферическую нервную систему.
ЦНС (Центральная нервная система) включает головной и спинной мозг.
Нервы, ответвляющиеся от головного и спинного мозга к органам, имеют название периферическая нервная система.
Вегетативная нервная система – нервы и ганглии, иннервирующие мышцы кровеносных сосудов сердца и внутренних органов. Ганглии находятся вдоль позвоночника и соединены с внутренними органами и спинномозговыми нервами. Переплетаясь, ганглии объединяют ЦНС с вегетативной. Эти системы взаимозаменяемы и независимы друг от друга.
ЦНС располагается вдоль всего тела: часть ее, которая находится в специальном спинномозговом канале, образованным верхними дугами позвоночника, образует спинной мозг, а просторная передняя доля, окруженная костным или хрящевым черепом - головной мозг.
В головном мозге пять отделов: мозжечок, средний, продолговатый, промежуточный и передний мозг. Серое вещество переднего мозга, в виде полосатых тельцев, находится у основания и в обонятельных долях. В нем происходит анализ информации, которая поступает из органов обоняния. Помимо этого, передний мозг контролирует поведение (стимулирует и участвует в жизненно важных процессах рыбы: икрометание, образование стаи, охрана территории и агрессия) и движение.
От промежуточного мозга ответвляются зрительные нервы, поэтому он несет ответственность за зрение рыбы. К нижней его стороне примыкает гипофиз (питуитарная железа), а эпифиз (пинеальная железа) – к верхней части. Эпифиз и гипофиз – железы внутренней секреции. Также, задействован промежуточный мозг в координации движения и функционировании прочих органов чувств.
У рыб лучше всего развиты мозжечок и средний мозг.
Средний мозг включает самый большой объем. Он имеет форму двух полушарий. Каждая доля – первичный зрительный центр, который обрабатывает сигналы органов вкуса, зрения, восприятия. Здесь же протекает связь со спинным мозгом, мозжечком.
Мозжечок имеет вид маленького бугорка, который сверху примыкает к продолговатому мозгу. Однако встречается он и больших размеров, например, у сомов и мормиуса.
Мозжечок, прежде всего, отвечает за правильную координацию движений и удержание равновесия, а также мышечную работу. Соединен с рецепторами боковой линии и синхронизирует работу иных отделов мозга.
Продолговатый мозг плавно переходит в спинной и состоит из бело-серого вещества. Он регулирует и контролирует работу спинного мозга и вегетативной нервной системы. Также важен для кровеносной, скелетно-мышечной, дыхательной и остальных систем рыб. Повредив эту часть мозга, рыба сразу погибает.
Как и многие другие системы и органы, нервная система обладает рядом отличий в зависимости от того какого вида рыба. Так, например, у особей может различаться уровень формирования долей головного мозга.
Особенности строения представителей класса хрящевые рыбы (скаты и акулы) включают: обонятельные доли и развитый передний мозг. Донные и малоподвижные особи имеют маленький мозжечок и отлично развитый продолговатый и передний отделы мозга, ведь обоняние в их жизни играет важную роль. У рыб быстро плавающих хорошо развит мозжечок, отвечающий за координацию движения и средний мозг за доли зрительные. А вот у глубоководных особей зрительные доли мозга слабые.
Продолжением продолговатого мозга является спинной мозг. Особенностью его является то, что он быстро регенерируется и восстанавливается при повреждении. Внутри его находится серое вещество, белое – снаружи.
Проводником и улавливателем рефлекторных сигналов служит спинной мозг. От него ответвляются спинномозговые нервы, которые иннервируют поверхность тела, мышцы туловища, через внутренние органы и ганглии.
У костистых рыб в спинном мозгу имеется урогипофиз. Его клетки производят гормон, который принимает участие в водном обмене.
Самым известным проявлением работы нервной системы рыб является рефлекс. К примеру, если рыбок кормить на протяжении долгого срока в одном и том же месте, то они будут предпочтительно плавать именно там. Помимо этого, у рыб могут выработаться рефлексы на свет, колебание и температуру воды, запах и вкус, а также форму.
Из этого следует, что при желании, аквариумную рыбку можно надрессировать и выработать у нее определенные поведенческие реакции.
Кровеносная система
Строение сердца рыб также имеет свои отличия в сравнении с земноводными. Оно очень маленькое и слабое. Обычно масса его не превышает и 0,3-2,5%, а среднее значение равно 1% массы тела, в то время как у млекопитающих около 4,6%, у птиц вообще 10-16%.Помимо этого у рыб слабое кровяное давление и низкая частота сокращения сердца: от 17 до 30 ударов в минуту. Однако при низкой температуре оно может уменьшиться до 1-2. Рыбы, переносящие вмерзание в лед в зимнюю пору года, вообще не имеют пульсацию сердца в этот период.
Еще одним отличием в кровеносной системе млекопитающих и рыб, является то, что последние имеют небольшое количество крови. Объясняется это горизонтальным положением жизнедеятельности рыб, а также средой обитания, где сила земного притяжения оказывает влияние на организм гораздо меньше, нежели на воздухе.
Сердце рыб двухкамерное и состоит из одного предсердия и желудочка, артериального конуса и венозной пазухи. У рыбок всего один круг кровообращения, кроме кистёперых и двоякодышащих. Кровь движется по замкнутому кругу.
От желудочка идет брюшная аорта, от которой ответвляются четыре пары доставляющих жаберных артерий. Эти артерии распадаются в свою очередь на капилляры, в которых кровь обогащается кислородом. Окисленная кровь по выводящим жаберным артериям поступает в корни спинной аорты, которая делится на внутреннюю и внешнюю сонные артерии, сливающиеся в спинную аорту, а из нее в предсердие. Таким образом, все ткани корпуса насыщаются максимально обогащенной кислородом кровью.
Эритроциты (красные клетки крови) рыбок содержат гемоглобин. Они связывают в тканях и органах углекислый газ, а в жабрах – кислород. В зависимости от вида рыбы способность гемоглобина в крови может варьировать. Так, например, быстро плавающие особи, живущие в водоемах с хорошим содержанием кислорода, обладают клетками с отличной способностью к вязке кислорода. В отличие от эритроцитов млекопитающих, у рыб они имеют ядро.
Если артериальная кровь обогащена кислородом (O), то окрашена в ярко-алый тон. Венозная кровь, которая насыщена углекислым газом (CO2) и бедна на кислород – темно-вишневая.
Примечательно, что у организма рыбы имеются способности в кроветворении. Большинство органов, таких как: селезенка, почки, жаберный аппарат, слизистая кишечника, эндотелий сосудов и эпителиальный слой сердца, лимфоидный орган, могут создавать кровь.
На данный момент, систем групп крови рыбок отмечено 14.
Размножение - одно из интереснейших явлений, которые существуют на планете Земля. Бесполое размножение появилось около трёх миллиардов лет назад, а половое - более одного млрд. Способы продолжения рода со временем менялись и обретали разные формы. Как на суше, так и в океане существует множество видов организмов, имеющих свой способ воспроизведения потомства. Например, рыбы спариваются несколькими способами, а также размножаются посредством партеногенеза и гистогенеза.
Рыбы спариваются несколькими способами.
Особенности воспроизведения потомства
Водная среда, занимающая 71% поверхности планеты, предоставила организмам большие просторы для существования, от мелководий до глубинных придонных вод. Эволюция и условия окружающей среды создали множество видов рыб с различным поведением и способами воспроизведения потомства.
Чтобы понять процесс спаривания рыб, для начала нужно разобрать строение половой системы. По статистике около 80% от всех существующих видов являются раздельнополыми. Репродуктивная система самца имеет вид парных семенников с выводящими протоками , которые оканчиваются половым отверстием. У самки с парными яичниками соединяются выносные протоки.
Существуют виды рыб, называемые гермафродитами, у которых самец способен превратиться в половозрелую самку и наоборот. Изменение пола может происходить и один раз в жизни. Например, красный пагелл в течение жизни из молодой самки с яичниками может превратиться в зрелого самца с семенниками.
Половое размножение
Половое воспроизведение потомства носит различный характер у разных видов. Кратко о размножении рыб можно сказать, что при оплодотворении происходит слияние половых гамет самца и самки, после чего происходит образование зиготы и дальнейшее развитие рыбок. Вследствие дробления зиготы образуется зародыш. Рыба покидает икринку в виде личинки. Первое время рыбки живут за счёт желточного мешка. Последний постепенно рассасывается, обеспечивая питание и рост.
Когда исчезает желток, рыба переходит в стадию малька и питается одноклеточными организмами и мелкими рачками (дафниями , к примеру). Малёк растёт, переходит на другой корм, и уже от взрослой рыбы его отличают только размеры.
Оплодотворение может быть наружным или внутренним. У большинства видов оно происходит в водной среде. Самка мечет икру, а самец осеменяет её сперматозоидами.
Встречается и внутреннее оплодотворение, например, у морского окуня и гуппи . Оно осуществляется при помощи гоноподий, они же видоизменённые анальные плавники. Часто такое размножение сопровождается внутриутробным развитием. В вынашивании потомства есть свои преимущества: защита мальков от хищников и формирование в утробе мальков, способных к активному движению и самостоятельному поглощению пищи.
Партеногенез и гистогенез
Это один из видов воспроизведения потомства, при этом в оплодотворении икринки не участвует сперматозоид. Этот способ размножения считается половым, так как в воспроизведении задействована хотя бы одна половая гамета. Яйцеклетка способна самостоятельно развиваться до стадии дробления, а после, взаимодействуя с оплодотворённой икрой, активируется. Благодаря этому неоплодотворённые икринки не загнивают, и кладка и не портится. Хоть яйцеклетка продолжает развиваться и может достигнуть личиночной стадии, но после неё при рассасывании желтка многие зародыши погибают.
Исключением является иссык-кульский чебачок. Когда рыбы плодятся таким способом, они дают многочисленное жизнеспособное потомство.
Партеногенез встречается у таких семейств рыб:
- осетровые;
- лососёвые;
- сельди;
- и некоторые другие виды рыб.
Гистогенез, как вид воспроизведения потомства, является частным случаем партеногенетического размножения. Стимуляция активации яйцеклетки происходит за счёт её взаимодействия со спермой самца другого вида, близкого к данному виду. Проникая в икринку, сперматозоид побуждает её к дальнейшему дроблению, но слияния ядер не происходит. Яйцеклетка развивается, и из неё формируется полноценный организм женского пола. Самцы при гистогенезе не появляются.
Гистогенез встречается у серебряных карпов и моллинезий , чью икру способна простимулировать к развитию сперма плотвы, карпа и нескольких других видов.
Интересный факт – самцы при гистогенезе не появляются. Рыбьи инстинкты
Оплодотворению предшествует ряд событий. Они являются сигналом к готовности размножаться.
Стимуляция к спариванию
Многие виды подходят к размножению очень ответственно. Лососёвые, например, мигрируют из солёного океана вверх по пресноводным водоемам для нереста. Они могут преодолеть тысячи километров, осуществляют опасный путь вверх по быстрым рекам, истощая себя до конца.
Во многих случаях самцы (например, у гуппи) имеют яркий окрас, чтобы понравиться самке. В брачном танце они кружат вокруг сереньких самок, пытаясь привлечь их внимание. Какой самец самый пёстрый, того и выберет дама.
Самцы других видов могут строить «домики» из ила, грязи и прочего донного мусора. Если самочке понравится домик, рыбки спариваются.
Стимуляция к спариванию моллинезий. Изменения условий
Рыбы, как и другие живые организмы, подвержены биологическим циклам. Спаривание происходит в определённых условиях, которые наступают со сменой сезона:
- изменение длительности светового дня;
- изменение температуры воды (если быть точнее - её повышение);
- увеличение объёма корма (малькам необходимо много питаться, например, дафниями и одноклеточными организмами);
- повышение концентрации кислорода, растворённого в воде.
Длительность вынашивания икринок зависит от вида рыбки и может составлять от 12 часов и до полутора месяцев. Возраст полового взросления рыб тоже сильно варьируется (от нескольких месяцев до 15−30 лет). Это зависит от видового размера и условий обитания. Чем меньше рыбка, тем быстрее она плодится и быстрее наступает её половозрелость.
При помощи метания икры, но у разных видов это происходит по-разному. Например, такой вид как атерина-грунион подплывают максимально близко к берегу и во время прилива оказываются практически на голом песке, именно в этот влажный песок они и откладывают свою икру, после чего она самцами. У атерина-грунион процесс откладывания и оплодотворения икры происходит очень быстро, ведь они должны успеть до того момента, как их настигнет следующая волна. Мальки вылупляются из икринок довольно скоро, и с наступлением прилива малыши отправляются в .
Красную икру лососевых рыб ценят как вкусный и полезный . Интересно то, что рыбы для метания икры мигрируют из соленых вод в водоемы. Эти рыбы работают сообща - парами. Самец и самка предварительно выкапывают своеобразное гнездо на дне пресноводного водоема, одновременно они защищают приглянувшуюся территорию от рыб-конкурентов. Очень важным моментом для лососевых является то, чтобы половые клетки обоих родителей появились в воде одновременно, иначе оплодотворения не произойдет. Многие виды лососевых рыб способны к размножению лишь раз в жизни в большей степени от того, что просто после нереста. Например, так происходит с тихоокеанским лососем.
В природе, конечно, существуют и виды рыб. Они не мечут икру, а производят на свет уже вполне сформировавшееся потомство - мальков, которые сразу могут жить и развиваться самостоятельно. Одной из странных особенностей живородящих рыб является то, что после метания мальков мамаша может запросто съесть собственных детенышей, она просто не может отличить их от другого корма.
