- А-спинной плавник;
- B-лучи плавника;
- C-боковая линия;
- D-почка;
- E-плавательный пузырь;
- F-камера Вебера;
- G-внутреннее ухо;
- H-мозг;
- И-ноздри;
- L-глаз;
- М-жабры;
- N-сердце;
- О-желудок;
- P-желчный пузырь;
- Q-селезенка;
- R-внутренние репродуктивные органы (яичники или яички);
- S-брюшные плавники;
- Т-позвоночник;
- U-анальный плавник;
- V-хвостовой плавник.
Цвет рыбы
Окраска рыб может быть разной у разных видов, но также может меняться у одной и той же особи под влиянием различных факторов. Эти факторы могут быть как внешними, так и внутренними.
Например, цвет субстрата, температура воды, насыщенность воды кислородом, количество пищи и другие внешние факторы могут влиять на окраску рыбы. Внутренние факторы, такие как гормональные изменения и состояние здоровья рыбы, также могут влиять на её цвет.
Меланофоры содержат чёрный пигмент, эритрофоры — красный, ксантофоры — жёлтый, а гуанофоры не содержат цветного вещества, но содержат кристаллы гуанина, которые отражают свет и придают рыбе блеск.
Изменение цвета тела происходит из-за концентрации или рассеивания пигмента в хроматофорах. Это изменение тесно связано с визуальными впечатлениями. У слепых рыб способность менять цвет теряется.
У хрящевых рыб регуляция цвета тела осуществляется через гормоны, а у костно-скелетных рыб — через нервную систему.
При недостатке кислорода в воде кожа рыб становится бледнее, а при повышении температуры воды — темнее.
Кожа
Кожа рыб — это внешний покров их тела, который, как и у других позвоночных, состоит из нескольких слоёв. Верхний слой — это эпидермис, а под ним находится дерма, которая сильно развита.
Под дермой расположена соединительная ткань, которая часто содержит большое количество жира.
В отличие от наземных позвоночных, у рыб эпидермис не ороговевает, за исключением некоторых участков, например, губ или мест, где появляется периодическая сыпь во время спаривания.
В эпидермисе рыб находятся клетки, которые постоянно выделяют слизь. Особенно много слизи у рыб без чешуи. Также в эпидермисе есть ядовитые железы, а у сильно пигментированных рыб есть меланофоры — клетки, которые отвечают за цвет.
Меланофоры находятся в субэпидермальном слое дермы. В дерме также есть чешуя.
Кожа рыб выполняет несколько важных функций:
защищает от механических повреждений, облучения и бактериальных инфекций;
предотвращает выравнивание осмотического давления между телом рыбы и внешней средой;
служит для дыхания;
содержит сенсорные органы (орган боковой линии);
слизь, выделяемая кожей, помогает рыбе двигаться в воде, уменьшая трение между телом и водой.
Чешуя
Это особые кожные образования, покрывающие тело рыбы и выполняющие защитную функцию. В зависимости от строения различают несколько видов чешуи:
Плакоидная чешуя. Это самый древний тип чешуи, состоящий из базальной пластинки, которая находится глубоко внутри кожи. На ней расположен заострённый конический зуб, который выступает через эпидермис и направлен к хвосту рыбы. Зубы состоят из эмали и покрыты зубным камнем. В центре зуба находится полость, через которую проходят нервы и кровеносные сосуды. Такая чешуя образует рыхлые диагональные ряды, придавая коже рыбы шероховатость. Плакоидная чешуя встречается у хрящевых рыб.
Ганоидная чешуя. Этот тип чешуи встречается только у некоторых видов рыб. Она состоит из ганоина и космоина. Чешуя расположена на теле рыбы в компактных рядах, которые не перекрывают друг друга.
Гибкая чешуя. Этот тип чешуи состоит из двух видов: гребневидной и круговой. Они отличаются друг от друга тем, что у круговой чешуи задний край гладкий, а у гребневидной — зубчатый. Чешуя расположена на теле рыбы в диагональных рядах, которые перекрывают друг друга черепично.
На чешуе можно увидеть концентрические и радиальные линии. Концентрические линии образуют кольца, которые называются склеритами. Их количество увеличивается по мере роста рыбы. Летом, когда рыба активно питается и растёт, образуются широкие склериты. Зимой, напротив, склериты узкие, так как рост рыбы замедляется.
Радиальные линии на чешуе соответствуют бороздкам, которые делают чешую более гибкой и позволяют рыбе свободно двигаться.
У некоторых видов рыб чешуя уменьшилась и превратилась в щитки (у осетровых), шипы (у скатов) или костные пластины (у колючих и сумообразных рыб). Также есть виды рыб, которые могут иметь шипы вместо чешуи или быть полностью лишены чешуи в результате эволюции (в основном это виды донных рыб).
Плавники
Плавники — это органы передвижения рыб, которые можно разделить на две группы:
нечётные: спинной, анальный и хвостовой;
чётные (аналогичные конечностям у высших позвоночных): грудные и брюшные.
Плавники состоят из лучей, которых может быть от нескольких до нескольких десятков. Эти лучи обычно соединяются между собой кожной складкой и поддерживаются базальными лучами (нечётные плавники) или костями плечевого и тазового поясов (чётные плавники).
Первые несколько лучей в начале каждого плавника, а в случае хвостового плавника по обе стороны от него — твёрдые (костные) и неразветвлённые. Остальные лучи — мягкие (хрящевые) и разветвляются.
Твёрдые лучи часто превращаются в шипы и иногда снабжаются у основания ядовитой железой.
Размер, расположение и форма плавников, а также различные виды адаптивных изменений строго зависят от образа жизни рыбы.
Спинной и анальный плавники в первую очередь служат в качестве киля, но могут выполнять и другие функции (например, у некоторых видов анальный плавник служит копулятивным органом — гоноподием). Количество спинных плавников варьируется от 1 до 3.
Хвостовой плавник выполняет функцию руля или весла. Его форма может быть симметричной или асимметричной и зависит от образа жизни рыбы и среды обитания (стоячая или проточная вода и т. д.).
Чётные плавники в первую очередь служат для поддержания равновесия и изменения направления движения, но могут выполнять и другие функции. Например, у акул брюшные плавники служат копулятивным органом.
У некоторых видов рыб (например, у кусачих) есть жировой плавник, который расположен за спинным плавником и образован кожной складкой без лучей.
Жабры
Жабры – это главный орган дыхания рыб, который позволяет им получать кислород, растворённый в воде.
Внешне жабры представляют собой тонкие и длинные складки слизистой оболочки, которые разделены на множество мелких пластинок. Эти пластинки расположены на жаберных дугах, а между ними находятся жаберные щели.
У хрящевых рыб, таких как акулы и скаты, жабры открываются в глотку с одной стороны и наружу с другой. У костных рыб, таких как окунь или карп, жабры открываются в специальные камеры, которые расположены под жаберными крышками.
У хрящевых рыб, кроме скатов, вода поступает в жабры и выходит из них через сокращения и расслабления жаберных камер. У скатов же вода поступает в пищевод и жабры через специальный шприц, который находится на верхней части головы. Затем вода выходит из жабр через жаберные щели, которые расположены на животе рыбы.
У костных рыб поток воды через жабры создаётся движениями жаберных крышек. Крышки действуют как насос, который всасывает и нагнетает воду. Когда крышки поднимаются, их задний край прижимается к телу рыбы, скользя по её поверхности. Это создаёт отрицательное давление, которое заставляет воду всасываться в рот рыбы.
Проточная вода проходит через жаберные пластинки и отдаёт им кислород. Когда крышки опускаются, давление в жаберных камерах увеличивается, и вода выходит из-под жаберной крышки наружу.
У рыб обычно четыре пары жабр.
Плавательный пузырь
Это орган, который регулирует плавучесть рыбы и находится в её брюшной полости, чаще всего над желудочно-кишечным трактом. Он формируется в процессе развития эмбриона из пищевода, с которым соединяется через воздушный тракт.
На ранних этапах развития рыба поглощает атмосферный воздух, захватывая его с поверхности воды. Рыбы, у которых воздуховод остаётся открытым на протяжении всей жизни, называются открытыми рыбами. К ним относятся, например, карповые. У рыб, у которых воздушный проток зарастает, отделяя плавательный пузырь от пищевода, плавательный пузырь называется замкнутым. К таким рыбам относятся, например, колюшка и окунь.
В первом случае рыба может регулировать содержание газа в плавательном пузыре, выпуская его или проглатывая через воздуховод. Во втором случае для регулирования используются специальные органы — газовые железы и овал. Газовые железы представляют собой скопления капиллярных кровеносных сосудов, которые служат для пополнения газов в мочевом пузыре. Овал — это орган, который имеет аналогичное строение, но служит для выведения избыточного газа в кровеносную систему.
У некоторых видов рыб плавательный пузырь отсутствует. Они потеряли его в процессе эволюции или он исчезает на последующих этапах развития. К таким рыбам относится, например, акула. В этом случае регуляция удельного веса рыбы происходит за счёт накопления в тканях значительного количества жира.
Изменение объёма плавательного пузыря приводит к изменению удельного веса рыбы и позволяет ей свободно перемещаться на разных глубинах. Если в мочевом пузыре больше газа, рыба становится более плавучей. Если газа меньше, она легче опускается на дно.
Функции плавательного пузыря:
он связан с лабиринтом внутреннего уха, который воспринимает информацию о давлении внешней среды;
участвует в формировании звуков по принципу резонанса;
у двоякодышащих рыб служит дополнительным органом дыхания и называется лёгким (стенки мочевого пузыря имеют желудочковую структуру и развитую сеть кровеносных сосудов);
у карповых и сомовых рыб используется для передачи звуковых волн (рыба может реагировать на звуки);
из плавательного пузыря некоторых видов рыб получают рыбий клей.
Мышцы рыб
Мышечная система рыб включает в себя мышцы головы, туловища, хвоста, плавников и внутренних органов.
У рыб особенно хорошо развиты мышцы, связанные с плавниками. В частности, это касается парных плавников.
Спинной и анальный плавники имеют мышцы-антагонисты, которые отвечают за сгибание и разгибание. Эти мышцы расположены отдельно для каждого луча.
У рыб с хорошо развитыми грудными плавниками, например, у некоторых видов сумчатых рыб, есть отдельные мышцы, которые поддерживают первый радиус грудных плавников.
Скелет рыбы
Скелет рыб выполняет несколько важных функций: он служит опорой для тела, защищает внутренние органы и служит местом прикрепления мышц и сухожилий.
У позвоночных животных скелет состоит из хрящевых и костных элементов.
Скелет рыб можно разделить на внешний и внутренний. Внешний скелет состоит из чешуи и костных пластинок, которые защищают тело от внешних повреждений. Внутренний скелет состоит из осевого скелета, скелета черепа и скелета плавников.
Осевой скелет начинается с хорды, которая есть у всех рыб на ранних стадиях развития. У взрослых особей она сохраняется только у некоторых видов, таких как осетровые и двоякодышащие. У остальных рыб она заменяется позвоночником.
Позвоночник состоит из позвонков, которые можно разделить на туловищные и хвостовые. Туловищные позвонки расположены над полостью тела, а хвостовые — позади неё.
Каждый позвонок состоит из стебля, верхних и нижних арок. Верхние арки сливаются в верхний костный отросток, который образует канал для спинного мозга. Нижние арки в туловищной части превращаются в поперечные отростки, к которым прикрепляются нижние рёбра, окружающие полость тела. В хвостовой части поперечные отростки каждого позвонка соединяются друг с другом, образуя гемальную дугу, которая защищает кровеносные сосуды.
У некоторых рыб есть также верхние рёбра.
В мышцах костно-скелетных рыб также есть кости, которые называются межмышечными или костями. Обычно это маленькие тонкие одиночные или Y-образные кубики.
Череп рыб имеет наиболее сложное строение. Его форма и количество элементов зависят от образа жизни, способа передвижения в воде и способа приёма пищи.
Череп взрослых особей состоит из хрящевой или костной соединительной ткани.
Скелет плавников относительно прост. Скелет парных плавников состоит из плечевого или тазового пояса, на котором установлен скелет весла плавника. Скелет тазового пояса неподвижно лежит в мышцах нижней части туловища, а скелет плечевого пояса — в мышцах головы.
Скелет спинного и анального плавников состоит из двух частей: базальных лучей, которые принадлежат телу рыбы, и связанных с ними кожных лучей, которые образуют сам плавник.
Хвостовой плавник имеет более сложное строение. Последние хвостовые позвонки частично уменьшаются, а последний вытягивается в плоскую пластинку, обращённую вверх. Эта пластинка называется уростилом. Костные отростки этих позвонков превращаются в плоские широкие пластинки, которые служат основой для прикрепления кожных лучей хвостового плавника.
Кровеносная система и лимфатическая система
Кровеносная система у рыб, как и у других позвоночных, имеет замкнутую структуру. Она состоит из сердца, сосудов и крови.
Сердце рыб окружено перикардом — прочным перепончатым мешком. Оно расположено за последней парой жаберных дуг, на нижней части тела. У более подвижных видов рыб сердце может быть больше.
Сердце состоит из двух отделов: предсердия и желудочка. Вблизи сердца конечные участки венозных стволов соединяются, образуя венозную пазуху, которая направляет кровь в предсердие. Из предсердия кровь поступает в желудочек, а затем в брюшную аорту.
У некоторых видов рыб (например, хрящевых) между желудочком и брюшной аортой есть артериальный конус, который может сокращаться самостоятельно. У костных рыб брюшная аорта образует расширение — артериальную луковицу — рядом с камерой сердца.
Брюшная аорта направляется вперёд и разделяется на жаберные артерии, которые в свою очередь разветвляются на сеть капилляров в жабрах.
Кровь, проходя через жабры, насыщается кислородом и теряет углекислый газ. Затем она выходит из жабр по правой и левой дорсальной аорте, которые сливаются в один ствол, проходящий под позвоночником. В конце он образует хвостовую артерию, которая проходит через гемальный канал.
Дорсальная аорта разветвляется, снабжая кровью различные органы.
Оксигенированная кровь собирается в венах. Хвостовая вена направляет кровь к почкам, откуда она через разветвлённую сеть сосудов (возвратную систему) стекает в две задние главные вены. Они соединяются с двумя передними главными венами, которые отводят кровь из головы, и вместе выходят через два протока Кювье в венозный синус.
Вены, отводящие кровь от других органов, сливаются в большую печёночную вену. Она проходит через портальную систему и выходит из печени в виде двух сосудов, которые также впадают в венозный синус.
У разных групп рыб могут быть некоторые отличия в строении кровеносной системы. Особенно это заметно у двоякодышащих рыб. В их случае желудочек и предсердие сердца частично разделены на две части.
Венозный синус направлен к правой стороне сердца, поэтому венозная кровь поступает в правую часть предсердия, а в левую часть попадают две сросшиеся лёгочные вены.
Система клапанов в конусе направляет венозную кровь из правой части сердца в две последние жаберные артерии, а затем в лёгочную артерию, которая ведёт к лёгким (модифицированному плавательному пузырю).
Кровь из левой части сердца поступает в две передние жаберные артерии и после повторного насыщения кислородом в дорсальную аорту.
Таким образом, кровь у двоякодышащих рыб дважды насыщается кислородом в водной среде (в лёгких и жабрах), а при дыхании атмосферным воздухом — только в лёгких.
В состав плазмы крови рыб входят минеральные соли, белки, небелковый азот (в виде мочевины, аминового азота и небольшого количества мочевой кислоты) и сахар.
Кровь рыб содержит эритроциты, лейкоциты (включая лимфоциты и другие клетки) и тромбоциты.
У большинства рыб эритроциты содержат гемоглобин, придающий крови красный цвет. Однако в водах Антарктиды обитают белокровные рыбы, у которых нет эритроцитов и гемоглобина.
У рыб нет костного мозга, и клетки крови образуются в различных органах, в основном в селезёнке и почках, а также в стенках кишечника.
Лимфатическая система связана с кровеносной и дополняет её в обеспечении тканей кислородом и питательными веществами, а также в удалении продуктов обмена веществ.
Нервная система
У рыб эта система состоит из двух частей: центральной и периферической. Центральная часть включает головной и спинной мозг. Периферическая часть состоит из нервов, которые соединяют нервные центры с органами тела.
Мозг рыб состоит из пяти частей:
передний мозг;
промежуточный мозг;
средний мозг;
мозжечок;
продолговатый мозг.
Каждая часть мозга отвечает за определённые функции. Например, передний мозг связан с обонянием и развит лучше у рыб с мягким телом, чем у костно-скелетных рыб. Промежуточный мозг связан с зрительными нервами. В нём находится гипофиз, который регулирует работу эндокринных желез.
Средний мозг отвечает за зрительные центры и координацию движений. Мозжечок регулирует движения тела, а продолговатый мозг содержит центры кожных органов чувств.
Мозг рыб отличается в зависимости от условий жизни и поведения. Например, у быстро плавающих рыб мозжечок больше, чем у малоподвижных.
Из мозга выходят 10 пар головных нервов: обонятельный, зрительный, глазодвигательный, блоковидный, тройничный, отводящий, лицевой, эквивалентно-слуховой, лингвально-глоточный и блуждающий. У двоякодышащих и сподушных рыб есть ещё один нерв — концевой.
Спинной мозг является продолжением мозга и находится в канале, образованном дорсальными дугами позвонков. От него отходят нервы, которые передают сигналы от органов чувств и стимулируют исполнительные органы.
У рыб есть следующие чувства:
вкус;
обоняние;
осязание (через боковую линию);
восприятие температуры;
зрение;
слух и равновесие.
Чувство вкуса
Вкусовые качества рыбы определяются работой особых органов — вкусовых рецепторов. Они представляют собой нервные клетки, которые реагируют на определённые раздражители.
Вкусовые рецепторы у рыб находятся в разных частях тела: во рту, на губах, на голове, на усиках и даже на боках. Они могут располагаться даже на хвосте.
Наиболее чувствительны к вкусу рыбы внутри ротовой полости. Они также способны воспринимать сладкий вкус, но не так сильно, как люди. При этом рыбы менее чувствительны к горькому вкусу.
Орган обоняния
У рыб этот орган находится в обонятельном органе, который представляет собой полость, покрытую сенсорным эпителием. Эпителий часто имеет складки, что увеличивает поверхность для восприятия запахов. В результате орган обоняния приобретает форму розетки.
У рыб орган обоняния может быть одинарным или парным, в зависимости от вида. У костных рыб он расположен по обе стороны головы перед глазами. Рыбы воспринимают запахи с помощью парных ноздрей, каждая из которых состоит из двух отверстий — входного и выходного.
Обоняние не только помогает рыбам находить пищу, но и играет важную роль в их жизни. С помощью обоняния рыбы могут чувствовать присутствие других рыб того же вида или других видов.
Орган зрения
Этот орган служит для восприятия света. У рыб он представлен глазным яблоком, которое имеет шарообразную форму.
Глазное яблоко состоит из нескольких слоёв:
сосудистой оболочки, которая обеспечивает питание глаза;
склеры и роговицы, образующих внешний каркас и защищающих глаз;
сетчатки, которая является светочувствительной мембраной.
Оптическая система глаза включает в себя прозрачную роговицу, радужку с зрачком, хрусталик, стекловидное тело и жидкости, заполняющие внутреннюю часть глаза.
У всех позвоночных строение глаза схоже, но есть различия в приспособлениях для аккомодации. У млекопитающих и птиц хрусталик может менять форму благодаря работе мышц, что позволяет видеть как вблизи, так и вдали. У рыб хрусталик имеет сферическую форму, он твёрдый и не меняет форму, а резкость изображения регулируется путём перемещения линзы относительно сетчатки.
У большинства видов рыб глаза не имеют век и всегда открыты. Однако у некоторых рыб есть подвижное веко, расположенное в подмышечной впадине, а иногда и дополнительная часть, называемая затвором.
У многих видов рыб глаза расположены таким образом, что поля зрения частично перекрываются. В этом случае можно говорить о бинокулярном (стереоскопическом) зрении.
Поле зрения у рыб очень широкое, и они могут видеть большую часть окружающей среды, не двигаясь.
Боковая линия — орган осязания
Боковая линия — это ряд отверстий на теле рыбы, расположенных по обе стороны от головы до хвостового плавника. Обычно она прямая или слегка изогнутая, иногда волнистая. У некоторых рыб чешуя боковой линии увеличена и имеет форму дисков.
У некоторых видов рыб боковая линия может быть неполной. Например, у козы, подсолнуха и розанки она состоит из нескольких чешуек. У бычковых, сельдевых и карпообразных боковая линия отсутствует.
Орган боковой линии — это особый орган, который позволяет рыбам чувствовать направление и силу течения воды. Он представляет собой канал, расположенный под кожей и проходящий по бокам тела к голове. Этот канал связан с внешней средой через отверстия, называемые порами или трубками. Они прокалывают чешую или кожу, образуя боковую линию.
У рыб, у которых нет боковой линии, есть специальные канальцы на голове. Эти канальцы заполнены слизью и выстланы эпителием, в котором находятся сенсорные клетки. Они расположены на определённом расстоянии друг от друга по всему канальцу. К этим клеткам подходит боковая ветвь блуждающего нерва.
Вода не попадает непосредственно в канальцы, а контактирует со слизью в порах.
Орган боковой линии позволяет рыбам чувствовать направление и силу течения воды. Благодаря ему рыбы могут ощущать присутствие других рыб или движущихся объектов, а также обнаруживать препятствия без физического контакта. Это происходит из-за изменения давления, вызванного отражением волн от этих объектов.
Орган слуха и равновесия
Для представителей семейства Рыб характерно острое восприятие звуков.
За восприятие звуков и поддержание равновесия у рыб отвечает перепончатый лабиринт. Вероятно, в этом процессе также участвует аппарат Вебера, который соединяет лабиринт с плавательным пузырём.
Лабиринт заполнен эндолимфой и состоит из двух частей, соединённых перепончатым каналом: верхней (мешочек) и нижней (маточка). В верхней части лабиринта расположены три полукруглых протока, которые изогнуты в форме дуги и расположены под прямым углом друг к другу. Они оканчиваются сферическими расширениями (пузырьками).
Внутренняя поверхность верхней части лабиринта покрыта сенсорным эпителием, который образует узловатые структуры.
Нижняя часть лабиринта имеет небольшой вырост, называемый «бутылочкой». В этой части лабиринта расположены слуховые клетки, которые образуют слуховой сосочек. Таким образом, «бутылочка» служит для восприятия звуков.
Остальная часть лабиринта отвечает за поддержание равновесия. В этом процессе важную роль играют три статолитовых отолита: галька, звёздочка и стрелка. Они образуются из зёрен солей кальция, выделяемых клетками.
В верхней части лабиринта находится галька, в «бутылочке» — звёздочка, а в нижней части — стрелка. Эти статолиты расположены определённым образом относительно нервных окончаний лабиринта.
Изменение положения статолитов вызывает изменение давления эндолимфы, что позволяет рыбе ориентироваться в пространстве.
Статолиты растут вместе с рыбой, образуя на них светлые и тёмные кольца, которые можно использовать для определения возраста рыбы.
Голос рыб
Не все представители ихтиофауны способны производить звуки. Однако те, кто умеет это делать, используют для этого различные методы.
Один из них — это использование плавательного пузыря. Быстрые сокращения мышц, окружающих этот орган, вызывают колебания газов в нём, что приводит к появлению звуков. Эти звуки усиливаются благодаря резонансу в плавательном пузыре и его придатках.
Другой способ — это движение плечевого пояса с помощью специальных мышц, как у курицы.
Также рыбы могут издавать звуки, когда нижние глоточные зубы трутся о верхние.
Ещё один способ — это трение жёстких лучей плавников друг о друга.
Звуки, которые издают рыбы, могут быть похожи на жужжание, свист, барабанную дробь, треск, шелест или жужжание. Однако человеческое ухо не всегда способно уловить эти звуки.
Звуки, которые издают рыбы, выполняют разные функции: они могут служить для привлечения внимания, предупреждения, выражения страха, общения во время спаривания и т. д.
Дыхательная система
У рыб процесс дыхания осуществляется через жаберные пластинки. Во время вдоха ротовое отверстие открывается, а жаберные щели закрываются. Вода, поступающая в рот, проходит через жабры, где происходит газообмен, и затем выходит через жаберные щели.
Частота дыхания у рыб зависит от вида, температуры воды и уровня насыщения кислородом. Она может варьироваться от 15 до 150 вдохов в минуту.
Помимо жабр, рыбы используют дополнительные органы и приспособления для дыхания. Это позволяет им использовать как растворённый в воде, так и атмосферный кислород.
Кожа играет важную роль в дыхании у всех рыб. Некоторые виды могут находиться вне воды в течение длительного времени, если их кожа остаётся влажной и они могут дышать атмосферным кислородом.
Жабры также используются для дыхания атмосферным кислородом, но только при условии, что они влажные.
Кишечник может использоваться для дыхания атмосферным кислородом, но только в определённых участках, а не по всей длине. Это характерно для карпообразных рыб.
Лабиринт — это орган, который позволяет лабиринтным рыбам дышать атмосферным воздухом. Он представляет собой расширение жаберной полости, где расположены костные пластинки, покрытые эпителием с большим количеством кровеносных сосудов.
Надбровный орган — это ещё один орган, который позволяет рыбам дышать атмосферным воздухом. Он состоит из надбровной полости и двух костных пластинок. Надбровная полость расположена над жаберной полостью и открывается в неё перед первой жаберной дугой. Она выстлана слизистой оболочкой, которая обильно снабжена капиллярами. Одна из костных пластинок состоит из надбровной кости верхней первой жаберной дуги, а вторая — из расширения верхнего сегмента подъязычной дуги.
У двоякодышащих рыб плавательный пузырь служит дополнительным органом дыхания и называется лёгким. Его стенки имеют желудочковую структуру и обильно снабжены кровеносными сосудами.
Пищеварительная система
Система пищеварительного тракта рыб состоит из трёх частей: передней, средней и задней.
Передняя часть отвечает за приём пищи и начальную механическую и химическую обработку. Средняя часть преобразует пищу в простые химические соединения и частично усваивает её. Задняя часть отвечает за основное всасывание пищи, сгущение непереваренных остатков и их вывод.
У рыб передняя часть пищеварительного тракта включает ротовую полость, жаберный сегмент, пищевод и желудок. Желудок может отсутствовать. В ротовой полости находится неподвижный язык, передняя часть которого может быть свободной.
Строение ротовой полости у разных видов рыб различается, но у всех хорошо развиты зубы, которые используются для захвата, удержания или пережёвывания добычи. У хищных рыб зубы длинные, острые и слегка наклонные назад. У травоядных рыб зубы приспособлены для стрижки или соскабливания водорослей и других растений и похожи на резцы. У некоторых видов рыб нет зубов, но есть глоточные зубы, которые используются для измельчения пищи. Также есть виды рыб, у которых вооружены зубы язык, нёбная кость или крылатая кость.
Расположение ротового отверстия у рыб зависит от того, как они добывают пищу. Нижнее ротовое отверстие, обращённое вниз и расположенное на вентральной стороне тела, приспособлено для сбора пищи со дна (например, у сомов, пискоров и скатов). Ротовое отверстие, расположенное в передней части головы и направленное вперёд, позволяет захватывать пищу во время плавания или быстро атаковать скрытую добычу (у большинства костно-скелетных рыб). Ротовое отверстие, обращённое вверх, приспособлено для сбора пищи с поверхности воды (например, у молинезий и гладиолусов).
За ротовой полостью у рыб находится жаберный отдел. По обе стороны от него расположены жаберные щели, которые соединяют его с жаберными полостями.
На последней паре жаберных дуг у рыб имеются сильно развитые глоточные зубы. Интересно, что у рыб глоточные зубы меняются дважды в первый год жизни, а в последующие годы — только один раз в год.
После жаберного отдела у рыб находится пищевод, который представляет собой широкую и очень короткую трубку. Иногда его бывает сложно извлечь из желудка. У многих рыб в пищевод открывается проток плавательного пузыря.
Пищевод заканчивается желудком, который есть не у всех рыб. Его нет, например, у карповых.
Основная задача желудка — временное хранение пищи. Здесь также начинается процесс пищеварения. Желудок обладает удивительной способностью к растяжению.
У многих видов рыб в задней части желудка имеются пилорические отростки.
После этого отдела начинается тонкая кишка, которая дифференцируется на переднюю, среднюю и заднюю части. В конце она переходит в толстую кишку, которая заканчивается анальным отверстием. В начальную часть тонкой кишки выходит панкреатопечёночный проток.
Печень — это самая большая железа у рыб. Она накапливает большое количество жира и используется для приготовления жира.
Поджелудочная железа выполняет как эндокринную функцию, так и функцию секреции пищеварительных ферментов.
Длина кишечника обычно зависит от качества потребляемой пищи и формы тела. У хищных рыб обычно короткая кишка с одной-тремя петлями. Кишечник травоядных рыб значительно длиннее и имеет многочисленные петли.
Выделительная система и осморегуляция
У рыб выделительная система включает в себя почки, которые производят мочу, и мочеточники, выводящие её из организма. Мочевой пузырь есть не у всех видов рыб, а некоторые вещества также удаляются через жабры.
Почки — это парный орган, расположенный под осевым скелетом. Они формируются в виде пре-почечной, а затем первичной почки. Пре-почечная почка функционирует во время эмбрионального развития и иногда у личинок, но у некоторых рыб она остаётся выделительным органом на протяжении всей жизни.
У большинства рыб после завершения эмбрионального развития первичная почка берёт на себя функцию выделительного органа. В то же время пре-почечная почка превращается в орган, который производит белые кровяные клетки.
Почка состоит из нефронов — мочевых канальцев, которые заканчиваются шаровидным расширением с клубочком артериальных капилляров. Здесь происходит фильтрация воды, минеральных солей, мочевой кислоты и мочевины.
Через жабры выводятся вода, аммиак (90% от общего объёма), мочевина (70%) и минеральные соли, в основном хлорид натрия и хлорид калия.
Выделительная функция почек и жабр тесно связана с процессом осморегуляции.
Осморегуляция — это физиологический процесс поддержания определённой концентрации соли и, следовательно, осмотического давления в крови и внутриклеточных жидкостях. Этот процесс имеет большое значение для рыб, так как большинство из них приспособлены к жизни в среде с определённой солёностью.
Рыбы, которые могут переносить лишь незначительные колебания солёности воды (например, карп, бычок), называются стеногалическими. Рыбы, которые могут существовать в воде различной солёности (мигрирующие рыбы), называются эвригалическими.
У пресноводных рыб, помещённых в солёную воду, происходит обезвоживание организма и накопление избытка соли в крови.
Интересно, что у хрящевых и пресноводных костно-скелетных рыб разница осмотических давлений между кровью и окружающей средой вызывает постоянное поглощение воды из внешней среды по принципу осмоса — вода проникает в организм через жабры и всю поверхность тела. Избыток воды выводится почками.
У морских рыб ситуация обратная — им приходится избавляться от избытка соли, который они выделяют в основном через жабры.
Репродуктивная система
В состав репродуктивной системы входят:
Половые железы — яички или яичники, которые производят половые клетки.
Органы, отвечающие за выведение половых клеток — семявыносящие протоки или маточные трубы.
В некоторых случаях — копулятивные органы.
У костно-скелетных рыб семявыносящий проток и маточные трубы формируются отдельно от мочевыводящих путей, в отличие от других видов рыб.
Внешний вид половых желез у рыб может меняться в течение года в зависимости от степени развития половых клеток.
У рыб, которые нерестятся повторно, можно наблюдать регулярные стадии развития гонад (репродуктивных желез).
Гонады начинают формироваться у мальков и постепенно увеличиваются по мере роста рыбы.
Обычно рыбы являются раздельнополыми, то есть у них есть только мужские или женские репродуктивные железы. Однако существуют также цвиттериальные и дивертикулярные виды.
Среди рыб можно выделить яйцекладущих, яйцекладущих (например, многие виды акул и скатов) и живородящих (некоторые виды акул). Большинство из них относится к яйцекладущим.
Половые продукты у них выводятся наружу, происходит внешнее оплодотворение, в результате чего яйца развиваются в водной среде.
У яйцекладущих видов происходит внутреннее оплодотворение, и развитие яйцеклетки происходит в организме самки. Детёныши вылупляются в тот момент, когда самка выделяет яйца.
У живородящих видов оплодотворение также является внутренним, но самка имеет специфическую плаценту, которая несколько напоминает плаценту млекопитающих.
Процесс откладывания яиц и их оплётки называется нерестом.
Сперматозоиды, содержащиеся в молочнице самца, начинают двигаться только в водной среде. Форма и размер сперматозоидов, а также их количество зависят от вида рыб. Однако продолжительность жизни сперматозоидов очень короткая — от 30 секунд до нескольких минут.
Яйца, которые самка откладывает во время нереста, называются икрой. Одно яйцо состоит из оболочки, плазмы, ядра и желтка.
Большинство рыб откладывают икру, которая тяжелее воды и опускается на дно. Икра, которая плавает на поверхности воды, обычно принадлежит морским видам.
Есть также виды рыб, которые откладывают клейкую икру, которая прилипает к растениям или субстрату. Икра может быть рассредоточена (состоит из отдельных, несвязанных между собой яиц) или слипаться в комочки или шнуры.
Период развития яйцеклетки от момента оплодотворения до момента вылупления личинки называется эмбриональным развитием.
В эмбриональном развитии можно выделить три основные фазы: бороздчатость, гаструляцию и формирование осевых органов.
Образовавшийся эмбрион покидает яйцеклетку благодаря одноклеточным гнездовым железам. Секрет этих желез растворяет оболочку яйцеклетки, делая её хрупкой и склонной к разрыву.
Эти выделения также раздражают тело эмбриона, заставляя его совершать резкие движения, что облегчает выход из яйцеклетки.
Действие секрета усиливается при повышении температуры, поэтому более высокая температура ускоряет вылупление личинок.
Личинка — это ещё одна стадия развития молодой рыбы, которая следует за эмбриональной. Она начинается с момента, когда сформированный эмбрион покидает яйцеклетку, и продолжается до тех пор, пока он не станет похож на взрослую особь.
Продолжительность личиночного периода может быть разной: от нескольких секунд у некоторых видов рыб до нескольких лет у других.
В личиночном периоде можно выделить два этапа: собственно личиночный и полярный. На первом этапе у личинки есть желточный мешок, а на втором она постепенно превращается во взрослую рыбу. В это время у неё развиваются органы, которые были у взрослой особи.
Личинки отличаются от взрослых рыб по внешнему виду и имеют особые органы дыхания. Например, у некоторых видов рыб это сеть кровеносных сосудов, которая оплетает желточный пузырь. У двоякодышащих рыб есть внешние жабры.
Также личинки различаются по форме и цвету тела. Обычно они бесцветные. И у всех есть желточный мешок.
Кроме того, у только что вылупившихся личинок нижняя челюсть ещё не сформирована, жаберные крышки отсутствуют или только начинают формироваться, а вместо плавников есть непрерывная прозрачная кожная складка.
Личинки с желточным мешком плохо плавают и проводят большую часть времени на водных растениях. Когда мешок исчезает, вместе с ним исчезают и кровеносные сосуды, которые выполняют дыхательную функцию, или внешние жабры. Вместо них появляются настоящие жабры, развиваются жаберные крышки, нижняя челюсть, плавники, чешуя и органы чувств.
Многие внутренние органы также претерпевают изменения, и личинка постепенно становится похожей на взрослую рыбу.
Половой диморфизм
Это морфологические и физиологические различия между особями мужского и женского пола одного вида, обитающими в одной и той же местности.
Обычно эти различия проявляются только после достижения половой зрелости и характерны лишь для некоторых видов на протяжении всей жизни. У большинства видов они становятся заметны только в период размножения, когда происходит созревание половых продуктов, во время нереста и, возможно, в период заботы о потомстве.
Вот некоторые примеры признаков полового диморфизма:
1. Спаривающаяся сыпь — мелкие белые бугорки, которые могут быть разбросаны по всему телу или сосредоточены только на голове. У самцов сыпь более выражена, у самок она часто отсутствует.
2. Изменение окраски самца.
3. Различия в строении тела самцов и самок, например, удлинённые плавники только у одной группы особей.
4. Гоноподий — внешний половой орган самцов, используемый для введения спермы в половое отверстие самки. Гоноподий образуется в результате удлинения внутренней части брюшного плавника или трансформации анального плавника.
5. Разница в размере тела.