Особенности внешнего и внутреннего строения костистых рыб на примере речного окуня. Рыбы
Рыбы - водные животные , приспособленные к жизни в пресных водоемах и морской воде. Они имеют твердый скелет (костный, хрящевой или частично окостеневший).
Рассмотрим особенности строения и жизнедеятельности рыб на примере речного окуня.
Среда обитания и внешнее строение рыб на примере речного окуня
Речной окунь обитает в пресноводных водоемах (медленно текущих реках и озерах) Европы, Сибири и Средней Азии. Вода оказывает заметное сопротивление движущимся в ней телам. Окунь, как и многие другие рыбы, имеет обтекаемую форму - это помогает ему быстро двигаться в воде. Голова окуня плавно переходит в туловище, а туловище - в хвост. На заостренном переднем конце головы помещается рот с губами, способный широко раскрываться.
Рисунок: внешнее строение речного окуня
На верхней части головы видны две пары небольших отверстий - ноздри, ведущие в обонятельный орган. По ее бокам расположены два больших глаза.
Плавники окуня
Изгибая уплощенное с боков тело и хвост то вправо, то влево, окунь движется вперед. При плавании большую роль играют плавники. Каждый плавник состоит из тонкой кожной перепонки, которая поддерживается костными плавниковыми лучами. При растопыривании лучей кожа между ними натягивается и поверхность плавника увеличивается. На спине окуня помещаются два спинных плавника : передний большой и задний поменьше . Число спинных плавников у разных видов рыб может быть различным. На конце хвоста находится большой двухлопастный хвостовой плавник , на нижней стороне хвоста — анальный . Все эти плавники непарные. У рыб есть и парные плавники - их всегда две пары. Грудные парные плавники (передняя пара конечностей) помещаются у окуня по бокам тела позади головы, брюшные парные плавники (задняя пара конечностей) - на нижней стороне туловища. Главную роль при движении вперед играет хвостовой плавник . Парные плавники имеют значение при поворотах, остановке, медленном движении вперед и сохранении равновесия.
Спинные и анальный плавники придают телу рыбы устойчивость при движении вперед и крутых поворотах.
Покровы и окраска окуня
Тело окуня покрыто костными чешуйками . Каждая чешуйка своим передним краем погружена в кожу, а задним краем налегает на чешуйки следующего ряда. Все вместе они образуют защитный покров - чешую , не мешающую движениям тела. По мере роста рыбы чешуйки тоже увеличиваются в размере, по ним можно узнать возраст рыбы.
Снаружи чешуя покрыта слоем слизи, которая выделяется кожными железами. Слизь уменьшает трение тела рыбы о воду и служит защитой от бактерий и плесеней.
Как у большинства рыб, брюхо окуня светлее спины. Сверху спина до известной степени сливается с темным фоном дна. Снизу светлое брюхо менее заметно на светлом фоне поверхности воды.
Окраска тела окуня зависит от окружающей среды. В лесных озерах с темным дном она имеет темный цвет, иногда там попадаются даже совсем черные окуни. В водоемах со светлым песчаным дном живут окуни со светлой и яркой окраской. Окунь часто затаивается в зарослях. Здесь зеленоватый цвет его боков с вертикальными темными полосами делает окуня незаметным. Такая покровительственная окраска помогает ему скрываться от врагов и лучше подкарауливать жертву.
По бокам тела окуня от головы к хвосту проходит узкая темная боковая линия . Это своеобразный орган чувств.
Скелет речного окуня
Скелет окуня состоит из большого числа костей. Его основу составляет позвоночник, который тянется вдоль всего тела рыбы от головы до хвостового плавника. Позвоночник образован большим числом позвонков (у окуня их 39-42).
Рисунок: Скелет речного окуня
Когда окунь развивается в икринке, у него на месте будущего позвоночника появляется хорда. Позднее вокруг хорды возникают позвонки. У взрослого окуня от хорды сохраняются только небольшие хрящевидные остатки между позвонками.
Каждый позвонок состоит из тела и верхней дуги , заканчивающейся длинным верхним отростком. В своей совокупности верхние дуги вместе с телами позвонков образуют позвоночный канал, в котором находитсяспинной мозг .
В туловищном отделе тела к позвонкам сбоку причленяются ребра . В хвостовом отделе ребер нет; каждый расположенный в нем позвонок снабжен нижней дугой, заканчивающейся длинным нижним отростком.
Спереди с позвоночником прочно сочленен скелет головы - череп . Скелет есть и в плавниках.
В парных грудных плавниках скелет плавников соединен с позвоночником костями плечевого пояса . Кости, соединяющие скелет парных брюшных плавников с позвоночником, у окуня не развиты.
Скелет имеет большое значение: он служит опорой для мышц и защитой для внутренних органов.
Мышцы речного окуня
Под кожей расположены прикрепленные к костям мышцы, образующиемускулатуру . Самые сильные из них находятся на спинной стороне туловища и в хвостовом отделе.
Сокращение и расслабление мышц вызывает изгибание тела рыбы, благодаря чему она передвигается в воде. В голове и у плавников находятся мышцы, приводящие в движение челюсти, жаберные крышки и плавники.
Плавательный пузырь речного окуня
Речной окунь, как и любая рыба, тяжелее воды. Его плавучесть обеспечиваетплавательный пузырь . Он находится в брюшной полости сверху над кишечникоми имеет форму полупрозрачного мешочка, наполненного газом.
Рисунок: Внутреннее строение речного окуня. Пищеварительная и выделительная системы
Плавательный пузырь образуется у зародыша окуня как вырост кишечника на спинной стороне. Он теряет связь с кишкой на стадии личинки. Личинка на 2-3-и сутки после вылупления должна всплыть к поверхности воды и проглотить немного атмосферного воздуха для заполнения плавательного пузыря. Если этого не произойдет, личинка не может плавать и погибает.
Регулируя объем плавательного пузыря, окунь держится на определенной глубине, всплывает или погружается. При сжатии пузыря избыток газа поглощается кровью в капиллярах внутренней поверхности пузыря. Если пузырь расширяется, то газ поступает в него из крови. Когда окунь опускается в глубину, пузырь уменьшается в объеме - и плотность рыбы увеличивается. Это способствует быстрому погружению. При всплывании объем пузыря увеличивается и рыба становится относительно легче. На одной и той же глубине объем пузыря рыбы не меняется. Это позволяет рыбе удерживаться без движения, как бы висеть в толще воды.
В отличие от речного окуня, у других рыб, например карпа, леща, плотвы, сельди, плавательный пузырь сохраняет связь с кишкой при помощи воздушного протока — тонкой трубочки в продолжение всей жизни. Избыток газа выходит через этот проток в кишечник, а оттуда через рот и жаберные щели в воду.
Основная функция плавательного пузыря - это обеспечение плавучести рыб. Кроме того, он помогает рыбам лучше слышать, так как, будучи хорошим резонатором, усиливает звуки.
Окунь - рыба средних размеров с очень пестрой и яркой окраской. Длина тела до 50 см, вес до 1,5 кг, редко до 3 кг. Во рту мелкие щетинковидные зубы. Большие оранжевые глаза. Хвост, анальный плавник и брюшные плавники ярко-красные, грудные - желтые. Первый спинной плавник сизый с большим черным пятном в задней части, второй зеленовато-желтый (Остроумов, Зверева, 1972).
В боковой линии 53-74 чешуй, она не переходит на хвостовой плавник. Число жаберных тычинок 16-29. Позвонков 38-44. В первом спинном плавнике бывает 13-16, редко 12 лучей. Во втором имеется 1-4 колючих луча и от 12 до 17 мягких лучей. В анальном плавнике, как правило, всегда 2 колючих луча, изредка может быть один луч или три. Число неколючих лучей колеблется от 7 до 11. В грудном плавнике 1 неветвистый луч и 13-16 ветвистых мягких. Брюшной плавник состоит из одного колючего и от 4 до 6 мягких лучей (Атлас., 2003).
Окуня имеет зеленовато-жёлтую окраску с чёрными поперечными полосами на боках, которых может быть от 5 до 9; брюхо окуня белое. Характерные особенности строения отдельных полос могут быть использованы для индивидуального мечения рыб (Michel et al., 1983).
Тело окуня сжато с боков, чешуя ктеноидная. На голове чешуйный покров развит слабо. Частично он покрывает теменные кости, на жаберной крышке - только верхний угол. Щеки покрыты 7-8 продольными рядами тонкой и слабо прикреплённой чешуи. (Покровский, 1951). Оперкулюм имеет слегка выгнутый задний край, снабжен обычно одним шипом. Радиальная исчерченность, если есть, выражена слабо. Межчелюстные кости выдвижные. Жаберные перепонки не сращены между собой (Берг, 1949).
Грудные и брюшные плавники закруглены на концах, хвостовой плавник с умеренно глубокой выемкой. Основание грудного плавника располагается под вертикалью конца головы или немного позади него и покрыто слабым чешуйным покровом. Два спинных плавника соприкасаются или слегка раздвинуты, причем первый спинной плавник выше второго (Гуляевва, 1951).
Изменчивость речного окуня
Как известно у позвоночных животных с возрастом меняется пропорция тела. Чаще всего изменяется по мере роста высота тела и размер глаз, длина хвостового плавника и хвостового стебля. Менее всего изменяется длина головы.
Сравнивая основные внешнеморфологические особенности типичного окуня с описаниями данного вида других исследователей, В.В. Покровский (1961) установил два основных направления в отклонениях от типичной формы, по которым происходит приобретение, наследование и закрепление в процессе отбора новых признаков у окуней отдельных водоемов. В соответствии с этим, автор выделял два экологических типа, имеющих морфологические и биологические отличия.
Приспособительное значение некоторых из перечисленных признаков вполне разумно. К таким признакам можно отнести особенности строение жаберного и челюстного аппарата, длинна хвостового стебля и морфологии плавников (Покровский, 1961).
В крупных озерах и водохранилищах с богатой и разнообразной кормовой базой и обилием подходящих для него биотопов окунь образует 2 или 3 экологические формы, различающиеся местом обитания, составом пищи и темпом роста. Мелкий прибрежный окунь растет очень медленно и питается беспозвоночными, а глубинный растет быстро и ведет преимущественно хищный образ жизни, питаясь молодью разных видов рыб, главным образом карповых и окуневых (Атлас., 2003).
Из всего разнообразия экологических форм окуня, В.В. Покровский выделяет два основных экологических типа, придавая им таксономический статус. Это Perca fluviatilis vulgaris и Perca fluviatilis gracilis.
Perca fluviatilis infraspecies vulgaris - активный хищник, характеризующийся, относительно показателей типичного окуня, уменьшением числа позвонков, чешуй в боковой линии, лучей в первом спинном плавнике, жаберных тычинок и их укорочением, увеличением размеров головы и удлинением челюстей, увеличением высоты тела, антедорсаьного расстояния, длины хвостового стебля, основания грудных и анальных плавников, развитием жесткой, прочно прикрепленной чешуи.
Perca fluviatilis infraspecies gracilis - не совершающий быстрых движений мирный окунь. Здесь наблюдается, в сравнении с исходной формой, уменьшение числа чешуй в боковой линии, размеров головы и длины челюстей, высоты тела, антедорсального расстояния, длины хвостового стебля и основания анального и грудных плавников. При этом увеличивается высота первого спинного плавника, длина жаберных тычинок и их число.
Расхождение единой популяции окуня внутри одного водоема на два экотипа обеспечивает виду наиболее рациональное использование нагульных площадей, путей миграции и мест размножения. Подобное явление, направленное на снижение внутривидовой конкуренции, наблюдается у многих видов рыб, например плотвы, леща и воблы, сига (Покровский, 1961).
Экологической изменчивости подвержены и меристические признаки окуня. В зависимости от типа водоема, у него изменяется количество позвонков. Так, в озерах у окуня отмечается увеличения числа позвонков. Этот явление получило название «озерного эффекта» (Кожара и др., 1999). Некоторые увеличение колочиства позвонков наблюдается и в выборках у окуня из верховьев и малых притоков крупных рек. (Макарова, 1993).
Меристические признаки подвержены и географической изменчивости. Так, число колючих лучей в спинных плавниках и число мягких лучей в анальном плавнике имеет тенденцию к уменьшению с севера на юг и увеличение с запада на восток. В пределах одного бассейна эти признаки почти не различаются. Число лучей в парных плавниках обычно более стабильно (Попова и др., 1993).
Число жаберных тычинок на первой жаберной дуге к западу и к востоку снижается (имеются исключения). Величина этого показателя зависит от широты расположения водоема, температурного режима водоема и его кормности (Попова и др., 1993).
Из всех меристических признаков наиболее изменчивым является число чешуй в боковой линии. При сравнении рыб разных поколений иногда могут, выявляется достоверные различия в величене средних значений. Больше чешуй наблюдается у окуня из северных водоемов и горных озер. Малое количество чешуй в боковой линии характерно для низовьев крупных южных рек (Попова и др., 1993).
Отметим, что неблагоприятные изменения условия среды обитания на краю ареала, возможно, приводит к повышению уровня и сильным колебаниям фенотипического разнообразия в популяции окуня из крайне северных и южных водоемах (Макарова, 1993).
Возрастная изменчивость окуня проявляется в сравнительно немногих признаках. Диаметр глаза, хвостовая выемка коррелирует с длиной тела. Не меняется количество позвонков, лучей в плавниках, жаберных лучей и количество жаберных тычинок. У окуня длиной 3-5 см имеется такое же количество жаберных тычинок, как и у взрослых особей. В дальнейшем происходит лишь изменение их формы, относительной длины и вооруженности зубчиками. Крайние тычинки превращаются в бугорки, возрастает количество зубчиков на всех тычинках, тычинки относительно укорачиваются (Покровский, 1951).
В популяциях окуня-хищника в разных частях ареала наблюдается различия в соотношении белкового и жирового обмена. В оптимальных условиях обмен веществ окуня всех размерных групп характеризуется высокой степенью использования питательных веществ корма на рост и энергетические потребности организма. У окуня южных районов не отмечено депонирования значительных жировых запасов в течение всего вегетационного периода. У половозрелых особей окуня северных популяций выражена тенденция к накоплению запасов жира в полости тела в течение всего года (Макарова, Шатуновский, 1993).
Класс Костные рыбы.
речной окунь.
Как у хрящевых рыб тело костных подразделяется на три отдела. Границей между головным и туловищным служит жаберная щель, а между туловищем и хвостовым – анальное отверстие. Выделяют по меньшей мере 12 различных морфологических типов внешнего вида рыб: торпедовидный (тунец, сельдь, треска), змеевидный (угри), лентовидный (рыба-сабля), сплющенный (лещ, камбала).
По бокам головы находятся глаза. Впереди них находятся обонятельные отверстия – ноздри. Брызгальце сохраняется только у осетровых. Жаберные дуги находятся в жаберной полости и прикрыты костными жаберными крышками. К парным плавникам относятся – грудные и брюшные. К непарным плавникам относятся спинной, анальный и хвостовой. Перед анальным плавником лежат три отверстия: анальное, половое и выделительное.
Покровы.
Многослойный эпидермис содержит многочисленные одноклеточные железы. Слизь выделяемая этими железами выполняет многочисленные функции: она обладает бактерицидными свойствами, участвует в выделении продуктов обмена и вводно-солевом обмене, ускоряет свёртывание крови и уменьшает трение рыбы о воду, выделяют секрет при поражении кожи (ихтиоптерин), который ещё называют «вещество страха», он служит сигналом об опасности, выделяют феромоны.
В нижних слоях эпидермиса находятся пигментные клетки – хроматофоры.
Под эпидермисом находится дерма.
Чешуя костных рыб представлена костными чешуйками, которые образуются в кориуме. Наиболее примитивной является ганоидная чешуя (панцирная щука и многопёры), космоидная (у кистепёрых и двоякодышащих), у большинства костных рыб чешуя эласмоидная, образована только костными пластинками. В зависимости от состояния внешнего края различают циклоидную и ктеноидную чешую. Каждая чешуйка лежит в особом кармане. Чешуи налегают друг на друга в виде черепицы. На чешуе заметны светлые (широкие) и тёмные (узкие) годичные кольца. Светлый широкий слой – летнее нарастание чешуи, тёмный узкий слой – зимние. По ним можно определит возраст рыбы.
Скелет.
Образован костями, лишь у осетровых в течении жизни сохраняется значительное количество хрящевых элементов.
1. Осевой скелет включает позвоночный столб и череп. В отличии от хрящевых рыб, рёбра которых ограничивают полость тела лишь сверху, у костных рёбра длинные и ограничивают полость тела ещё и с боков. Последний хвостовой позвонок имеет поверхность прикрепления опорных структур хвостового плавника. Для каждого вида рыб характерно определённое общее количество позвонков. В состав висцерального входят также кости жаберной крышки.
2. Добавочный.
Пояс передних конечностей – грудных плавников – образован небольшими лопаткой и коракоидом. У грудных плавников отсутствуют базалии, поэтому костные радиалии прикрепляются непосредственно к костям пояса. Скелет самих плавников образован костными лучами кожного происхождения, которые прикрепляются к радиалиям.
Пояс задних конечностей состоит из двух сросшихся костей, свободно лежащих в толще мышц, к которым прикрепляются костные лучи брюшных плавников.
Мышечная система.
Развита лучше чем у хрящевых. Она представлена мышцами туловища, головы и плавников.
Скопления специализированных мышечных волокон образуют электрические органы рыб, которые могут располагаться в разных частях тела. Электрический орган напоминает аккумуляторную батарею, он состоит из особых мышечных пластинок, разделённых студенистой тканью. Чем мощнее электрический орган, тем больше в его составе пластинок.
Пищеварительная система.
Ротовая полость снабжена многочисленными зубами. Обычно зубы прирастают к поверхности кости. Основу зуба составляет дентин, покрыт снаружи тонким слоем эмали. У рыб питающихся растительной пищей или планктоном зубы отсутствуют. Пронизанная жаберными щелями глотка активно участвует в процессе пищеварения. Поступление пищи в ротовую полость происходит за счёт движения жаберных крышек, при этом вода вместе с пищей засасывается в ротовую полость, из неё проходит в глотку и выталкивается из неё через жаберные щели. При этом пища остаётся в глотке, поскольку её не пропускают жаберные тычинки. У рыб питающихся планктоном тычинки образуют мощный цедильный аппарат, у хищников они короткие. Пищевод. Желудок. Тонкая кишка, куда впадают протоки печени и поджелудочной железы. Тонкая кишка костных рыб значительно длиннее и образует петли. Именно здесь происходит основное расщепление и всасывание. Толстая кишка открывается анальным отверстием. Анатомически оформленная поджелудочная железа отсутствует, её структуры диссоциированы в ткани печени.
У большинства имеется плавательный пузырь, который эмбрионально развивается как вырост пищевода. В зависимости от того, сохраняется ли связь пузыря с пищеводом, рыбы могут быть открытопузырными и закрытопузырными. Плавательный пузырь заполнен воздухом, что существенно уменьшает удельный вес рыбы и позволяет ей зависать в воде. Рыбы могут произвольно изменять объём газа в пузыре, что ведёт к уменьшению или повышению плавучести. Закрытопузырные для этого имеют в стенке пузыря специальную сеть кровеносных капилляров.
Дыхательная система.
Каждая жабра костистых рыб состоит из жаберной дуги, на которой в два ряда сидят жаберные лепестки. От внутренних стенок жаберных дуг отходят жаберные тычинки.
Дыхательный акт костных рыб включает в себя два этапа. На первом из них рыба приподнимает жаберные крышки и свежая вода поступает через ротовое отверстие. На втором этапе отодвинутые жаберные крышки с силой прижимаются к телу и вода выходит в окружающую среду через жабры. При высокой скорости плавания костные переключаются на акулий тип дыхания.
Кровеносная система.
Особенности: 4 жаберных сосуда;
Выделительная система.
Мезанефрос. Главным конечным продуктом азотистого обмена является аммиак.
Нервная система.
Головной мозг устроен примитивнее.
Появился орган вкуса – мелкие вкусовые почки, которые разбросаны по всей наружной поверхности кожи.
Половая система.
Мужская половая система – парные вытянутые мешкообразные семенники, семяпроводы, половое отверстие.
Женская половая система – парные яичники. Часть оболочки вытянута и образует проток, который открывается половым отверстием.
Оплодотворение внешнее. Процесс откладывания икры называется нерестом. Развитие прямое или со стадией личинки.
Рыбы - водные животные , приспособленные к жизни в пресных водоемах и морской воде. Они имеют твердый скелет (костный, хрящевой или частично окостеневший).
Рассмотрим особенности строения и жизнедеятельности рыб на примере речного окуня.
Среда обитания и внешнее строение рыб на примере речного окуня
Речной окунь обитает в пресноводных водоемах (медленно текущих реках и озерах) Европы, Сибири и Средней Азии. Вода оказывает заметное сопротивление движущимся в ней телам. Окунь, как и многие другие рыбы, имеет обтекаемую форму - это помогает ему быстро двигаться в воде. Голова окуня плавно переходит в туловище, а туловище - в хвост. На заостренном переднем конце головы помещается рот с губами, способный широко раскрываться.
Рисунок: внешнее строение речного окуня
На верхней части головы видны две пары небольших отверстий - ноздри, ведущие в обонятельный орган. По ее бокам расположены два больших глаза.
Плавники окуня
Изгибая уплощенное с боков тело и хвост то вправо, то влево, окунь движется вперед. При плавании большую роль играют плавники. Каждый плавник состоит из тонкой кожной перепонки, которая поддерживается костными плавниковыми лучами. При растопыривании лучей кожа между ними натягивается и поверхность плавника увеличивается. На спине окуня помещаются два спинных плавника : передний большой и задний поменьше . Число спинных плавников у разных видов рыб может быть различным. На конце хвоста находится большой двухлопастный хвостовой плавник , на нижней стороне хвоста - анальный . Все эти плавники непарные. У рыб есть и парные плавники - их всегда две пары. Грудные парные плавники (передняя пара конечностей) помещаются у окуня по бокам тела позади головы, брюшные парные плавники (задняя пара конечностей) - на нижней стороне туловища. Главную роль при движении вперед играет хвостовой плавник . Парные плавники имеют значение при поворотах, остановке, медленном движении вперед и сохранении равновесия.
Спинные и анальный плавники придают телу рыбы устойчивость при движении вперед и крутых поворотах.
Покровы и окраска окуня
Тело окуня покрыто костными чешуйками . Каждая чешуйка своим передним краем погружена в кожу, а задним краем налегает на чешуйки следующего ряда. Все вместе они образуют защитный покров - чешую , не мешающую движениям тела. По мере роста рыбы чешуйки тоже увеличиваются в размере, по ним можно узнать возраст рыбы.
Снаружи чешуя покрыта слоем слизи, которая выделяется кожными железами. Слизь уменьшает трение тела рыбы о воду и служит защитой от бактерий и плесеней.
Как у большинства рыб, брюхо окуня светлее спины. Сверху спина до известной степени сливается с темным фоном дна. Снизу светлое брюхо менее заметно на светлом фоне поверхности воды.
Окраска тела окуня зависит от окружающей среды. В лесных озерах с темным дном она имеет темный цвет, иногда там попадаются даже совсем черные окуни. В водоемах со светлым песчаным дном живут окуни со светлой и яркой окраской. Окунь часто затаивается в зарослях. Здесь зеленоватый цвет его боков с вертикальными темными полосами делает окуня незаметным. Такая покровительственная окраска помогает ему скрываться от врагов и лучше подкарауливать жертву.
По бокам тела окуня от головы к хвосту проходит узкая темная боковая линия . Это своеобразный орган чувств.
Скелет окуня состоит из большого числа костей. Его основу составляет позвоночник, который тянется вдоль всего тела рыбы от головы до хвостового плавника. Позвоночник образован большим числом позвонков (у окуня их 39-42).
Рисунок: Скелет речного окуня
Когда окунь развивается в икринке, у него на месте будущего позвоночника появляется хорда. Позднее вокруг хорды возникают позвонки. У взрослого окуня от хорды сохраняются только небольшие хрящевидные остатки между позвонками.
Каждый позвонок состоит из тела и верхней дуги , заканчивающейся длинным верхним отростком. В своей совокупности верхние дуги вместе с телами позвонков образуют позвоночный канал, в котором находится спинной мозг .
В туловищном отделе тела к позвонкам сбоку причленяются ребра . В хвостовом отделе ребер нет; каждый расположенный в нем позвонок снабжен нижней дугой, заканчивающейся длинным нижним отростком.
Спереди с позвоночником прочно сочленен скелет головы - череп . Скелет есть и в плавниках.
В парных грудных плавниках скелет плавников соединен с позвоночником костями плечевого пояса . Кости, соединяющие скелет парных брюшных плавников с позвоночником, у окуня не развиты.
Скелет имеет большое значение: он служит опорой для мышц и защитой для внутренних органов.
Мышцы речного окуня
Под кожей расположены прикрепленные к костям мышцы, образующие мускулатуру . Самые сильные из них находятся на спинной стороне туловища и в хвостовом отделе.
Сокращение и расслабление мышц вызывает изгибание тела рыбы, благодаря чему она передвигается в воде. В голове и у плавников находятся мышцы, приводящие в движение челюсти, жаберные крышки и плавники.
Плавательный пузырь речного окуня
Речной окунь, как и любая рыба, тяжелее воды. Его плавучесть обеспечивает плавательный пузырь . Он находится в брюшной полости сверху над кишечникоми имеет форму полупрозрачного мешочка, наполненного газом.
Рисунок: Внутреннее строение речного окуня. Пищеварительная и выделительная системы
Плавательный пузырь образуется у зародыша окуня как вырост кишечника на спинной стороне. Он теряет связь с кишкой на стадии личинки. Личинка на 2-3-и сутки после вылупления должна всплыть к поверхности воды и проглотить немного атмосферного воздуха для заполнения плавательного пузыря. Если этого не произойдет, личинка не может плавать и погибает.
Регулируя объем плавательного пузыря, окунь держится на определенной глубине, всплывает или погружается. При сжатии пузыря избыток газа поглощается кровью в капиллярах внутренней поверхности пузыря. Если пузырь расширяется, то газ поступает в него из крови. Когда окунь опускается в глубину, пузырь уменьшается в объеме - и плотность рыбы увеличивается. Это способствует быстрому погружению. При всплывании объем пузыря увеличивается и рыба становится относительно легче. На одной и той же глубине объем пузыря рыбы не меняется. Это позволяет рыбе удерживаться без движения, как бы висеть в толще воды.
В отличие от речного окуня, у других рыб, например карпа, леща, плотвы, сельди, плавательный пузырь сохраняет связь с кишкой при помощи воздушного протока - тонкой трубочки в продолжение всей жизни. Избыток газа выходит через этот проток в кишечник, а оттуда через рот и жаберные щели в воду.
Основная функция плавательного пузыря - это обеспечение плавучести рыб. Кроме того, он помогает рыбам лучше слышать, так как, будучи хорошим резонатором, усиливает звуки.
Внешнее и внутреннее строение костистых рыб на примере речного окуня
Класс костные рыбы (osteichthyes)
По числу видов это самый многочисленный класс позвоночных животных. Костные рыбы населяют самые различные водоёмы земного шара, как пресные, так и солёные. Форма тела рыб очень разнообразна, что связано с многообразием их мест обитания и образа жизни. Размеры рыб от 0,7 см до 5-7 м. Масса некоторых рыб достигает 2 т.
Рис. 8. Скелет костистой рыбы (окуня):
1 – остистые отростки позвонков, 2 – нижние дуги позвонков, 3 – нижние остистые отростки позвонков, 4 – рёбра, 5 – мускульные косточки, 6 – основные косточки лучей плавников, 7 – лучи плавников, 8 – кости плечевого пояса, 9 – кости тазового пояса, 10 – череп.
Несмотря на большое внешнее и систематическое разнообразие, всем костным рыбам свойственны характерные черты, отличающие их от хрящевых рыб :
1) скелет костных рыб (рис. 8 – сравните с препаратом) в той или иной степени костный покровного или хондронального происхождения (рис. 9),
2) у подавляющего большинства видов редуцированы межжаберные перегородки и жаберные лепестки сидят непосредственно на жаберных дугах,
3) жаберный аппарат прикрыт жаберной крышкой,
4) присутствует плавательный пузырь – важный гидростатический орган,
5) оплодотворение у большинства костных рыб наружное, икра мелкая, её количество велико
Рис. 9. Схема строения черепа костистой рыбы (точками помечены кости хондрального происхождения):
1 – нижняя затылочная кость, 2 – боковая затылочная кость, 3 – верхняя затылочная кость, 4 – ушные кости, 5 – основная клиновидная кость, 6 – крыловидная кость, 7 – глазоклиновидная кость, 8 – межобонятельная кость, 9 – боковая обонятельная кость, 10 – теменная кость, 11 – лобная кость, 12 – носовая кость, 13 – парасфеноид, 14 – сошник, 15 – нёбная кость, 16 – квадратная кость, 17 – крыловидные кости, 18 – межчелюстная кость, 19 – верхнечелюсная кость, 20 – сочленовная кость, 21 – зубная кость, 22 – угловая кость, 23 – гиомандибуляре, 24 – симплектикум, 25-29 – жаберные дуги, 30 – гиоид, 31 – копула.
Для костистых рыб по сравнению с хрящевыми характерно:
1) упрощение строения скелета парных плавников: в грудных и брюшных плавниках отсутствуют базалии (базальный от греч. – основа, основание), а в брюшных – также и радиалии,
2) грудные плавники расположены вертикально, под туловищем,
3) рот находится на конце головы, но может иметь различное положение,
4) хвостовой плавник гомоцеркальный равнолопастной (рис. 10),
5) в толстой кишке нет спирального клапана,
6) у многих костистых рыб кишечник имеет слепые (пилорические) выросты и заканчивается анальным отверстием
7) клоака отсутствует,
8) тело покрыто костной чешуёй, состоящей из тонких пластинок (рис. 11),
9) вместо артериального конуса появляется луковица аорты (рис. 12).
Рис. 10. Гомоцеркальный хвостовой плавник:
1 – осевой скелет, 2 – плавниковые лучи
Рис.11. Типы чешуи:
1 – плакоидная, 2 – ганоидная, 3 – циклоидная, 4 – ктеноидная.
Рис. 12. Строение сердца рыб:
А – сердце хрящевой рыбы, Б – сердце костной рыбы, 1 – артериальный конус, 2 – луковица аорты, 3 – предсердие, 4 – желудочек.
Подкласс лучепёрые (actinopterygii )
Характерной чертой этого подкласса является строение скелета парных плавников, образованных веерообразно расположенными хрящевыми или костными лучами.
Надотряд ганоидные(ganoidomorpha )
Среди ныне живущих лучепёрых рыб ганоидные выделяются большим числом архаичных черт строения.
Отряд осётрообразные (acipenseriformes)
Немногочисленная древняя группа примитивных в некотором отношении рыб, имеющих ряд черт организации, общих с хрящевыми рыбами. По внешнему виду они несколько похожи на акуловых. Рассмотрите влажные препараты осетровых. Имеется рострум (передняя часть головы вытянута в рыло), в связи с чем ротовое отверстие смещено на нижнюю сторону головы и имеет вид полулунной поперечной щели. Хвостовой плавник, как и у акул, неравнолопастный – гетероцеркальный. Парные плавники располагаются горизонтально. Мозговой череп почти сплошь хрящевой.
Основу осевого скелета составляет пожизненно сохраняющаяся хорда, одетая толстым соединительнотканным футляром.
Чертами костистых рыб следует считать наличие покровных костей в мозговом черепе. Тело покрыто пятью рядами крупных костных пластин (жучек). Есть костная жаберная крышка, плавательный пузырь, сообщающийся с кишечником. Оплодотворение наружное, икра мелкая и многочисленная.
Надотряд двоякодышащие (dipnoi )
Это очень древняя группа пресноводных рыб, совмещающая примитивные признаки с чертами высокой специализации к жизни в обеднённых кислородом водоёмах. Представители: африканский протоптерус, американский лепидосирен, австралийский неоцератод.
Черты примитивной организации:
1) скелет в основном хрящевой,
2) хорда сохраняется в течение всей жизни,
3) позвоночный столб представлен зачатками верхних и нижних дуг позвонков,
4) череп в основном хрящевой, с немногими покровными костями и с костными зубными пластинками,
5) в кишечнике имеется спиральный клапан, а в сердце – пульсирующий артериальный конус.
Особенности двоякодышащих:
1) хвостовой плавник сливается со спинным и анальным,
2) парные конечности имеют широкую кожистую лопасть,
3) наличие кроме жаберного ещё и легочного дыхания. В качестве органов лёгочного дыхания функционируют один или два пузыря, открывающиеся на брюшной стороне пищевода.
4) ноздри сквозные, ведут в ротовую полость и служат для легочного дыхания,
5) в предсердии есть небольшая перегородка, частично делящая его на левую и правую половины,
6) сильно развит передний мозг,
7) мочеполовая система близка к мочеполовой системе хрящевых рыб и амфибий.
Надотряд киспёрые рыбы (crossopterygii )
Древняя почти вымершая группа рыб. Широко были распространены в девоне и карбоне. Все современные кистепёрые – латимерии, или целоканты, обнаружены только в районе Коморских островов. Тело покрыто чешуями – это толстые костные пластинки округлой и ромбической формы, одетые сверху слоем видоизменённого дентина и тонким слоем эмали.
В полости тела имеется окружённое жиром дегенерировавшее лёгкое. Внутренних ноздрей у современных кистепёрых нет, и они, в отличие от мезозойских кистепёрых, не способны к дыханию атмосферным кислородом.
Надотряд костистые (teleostei )
К этому надотряду относится большинство лучепёрых рыб. Форма тела разнообразна. Тело обычно покрыто костной чешуёй, имеющей вид тонких, налегающих друг на друга пластинок. Верхняя и нижняя лопасти хвоста примерно одинаковой величины и формы (равнолопасный хвост). Грудные плавники обычно вертикальные. Скелет костный. Хорда у взрослых особей в той или иной степени редуцирована. Артериального конуса в сердце и спирального клапана в кишечнике нет.
Отряд окунеобразные (perciformes )
Это обширная группа довольно разнообразных морских и пресноводных рыб, у которых часть лучей плавников имеет вид нерасчленённых острых шипов. Плавательный пузырь не сообщается с кишечником.
Семейство окуневые (percidae )
Большая группа морских и пресноводных закрытопузырчатых рыб, у которых в плавниках имеются колючие твёрдые лучи. Спинных плавников два (колючий и мягкий) или один, состоящий из колючей и мягкой частей. В анальном плавнике два колючих луча. Рот большой с зубами, у некоторых есть клыки. Кости жаберной крышки зазубренные. К этому семейству относятся окуни, ерши, судаки, морские судаки и др.
Представитель окунь (perca )
Окунь – рыба, распространенная в пресных водоемах Европы и Азии. Хищные, при этом часто поедают большое количество мальков.
Задания :
1. Изучить систематику костных рыб.
2. Записать в рабочую тетрадь систематику костных рыб.
3. Рассмотреть: внешнее строение окуня – расчленённость тела на голову, туловище и хвост, плавники: парные – грудные и брюшные, непарные – спинные, подхвостовой (анальный) и хвостовой, ротовое отверстие, парные ноздри, глаза, жаберные крышки, боковую линию, половое, выделительное и анальное отверстия, костную чешую.
4. Вскрыть окуня и изучить его внутреннее строение : пищеварительную систему – ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкую, толстую, прямую кишки, пилорические выросты, печень, желчный пузырь, поджелудочную железу. Органы дыхания – четыре пары жабер. Кровеносную систему – двухкамерное сердце (предсердие и желудочек), луковицу аорты, брюшную аорту, четыре пары жаберных артерий. По препарату, таблице и рисунку проследить схему циркуляции крови. Органы выделения – туловищные почки, мочеточники, мочевой пузырь. Органы размножения – семенники, яичники, половые протоки. Центральная нервная система – головной мозг (полушария переднего мозга с обонятельными долями, промежуточный, средний мозг, мозжечок, продолговатый мозг), глаза, перекрёст зрительных нервов (хиазма), спинной мозг.
5. Определить возраст изучаемой рыбы, зарисовать чешую, определить её тип.
6. Зарисовать головной мозг, внутреннее строение окуня, схему кровеносной системы рыб.
7. Ознакомиться с многообразием костных рыб.
8. Выполнить в рабочих тетрадях задания 7 и 8.
Изучение объекта
Тело у окуня обтекаемой формы, что связано со средой обитания. В теле рыбы рассмотрите голову, туловище и хвост (рис. 13). Границей между головой и туловищем считают край жаберной крышки, между туловищем и хвостом – анальное отверстие. Хвостовой отдел оканчивается хвостовым плавником. Хвост – главный движитель рыбы. У окуня хорошо развита покровительственная окраска.
Рис. 13. Внешний вид и внутреннее строение рыбы (окуня):
1 – почка, 2 – плавательный пузырь, 3 – яичник, 4 – мочевой пузырь, 5 – кишечник, 6 – желчный пузырь, 7 – печень, 8 – сердце, 9 – жабры, 10 – рот, 11 – ноздри, 12 – глаза, 13-14 – спинные плавники, 15 – хвостовой плавник, 16 – заднепроходной плавник.
Рассмотрите плавники – малые движители рыбы в воде. Различают парные – грудные и брюшные и непарные – спинной, анальный (подхвостовой) и хвостовой плавники.
Каждый плавник состоит из плавниковых лучей, между которых натянута кожистая перепонка.
Тело окуня покрыто кожей, состоящей из двух слоев: верхнего – эпидермиса и нижнего – кориума . В эпидермисе расположены одноклеточные железы, обильно выделяющие слизь. Слизь уменьшает
трение при плавании и защищает тело от проникновения микробов. Найдите боковые линии . Это своеобразные органы чувств. С помощью боковой линии рыба ощущает давление и силу тока воды. Рассмотрите чешуйки окуня при малом увеличении микроскопа. Чешуйки на теле расположены черепицеобразно. Они создают гибкий и плотный покров, который защищает тело от повреждений и уменьшает трение. По концентрическим слоям, располагающимся параллельно наружному краю чешуи, определите возраст рыбы и условия жизни в разные годы (рис. 14). У окуня наружный край имеет острые мелкие зубцы, такая чешуя называется ктеноидной . У плотвы наружный край её гладкий и чешуя называется циклоидной (рис. 11).
Рис.14. Чешуя костной рыбы (а ) и соотношение между скоростью роста рыбы и размерами её чешуи (б ).
Рассмотрите голову окуня – она имеет клиновидную форму и соединена непосредственно с туловищем, шейного отдела нет. Глаза окуня расположены по бокам головы и не имеют век. Ноздри разделены кожной перегородкой на входное и выходное отверстия. Внутренних ноздрей (хоан ) нет. У рыб имеется только внутреннее ухо, наружное и среднее отсутствуют.
Рассмотрите рот окуня. Окунь имеет широкую пасть, челюсти окуня усажены острыми, направленными назад зубами, которые служат для удержания добычи. У щуки зубы расположены не только на челюстях, но и на нёбе, в глотке и на языке.
У плотвы челюстных зубов нет, у карповых внутри глотки имеются так называемые глоточные зубы .
Вскрытие
Возьмите окуня в левую руку брюшком вверх головой от себя и сделайте небольшой поперечный разрез брюшка близ анального отверстия. В сделанный разрез введите ножницы и сделайте разрез по средней линии брюшной стороны до уровня глаз. Пояса парных плавников при этом перерезаются. Захватите пинцетом левую стенку тела, и, приподнимая её, сделайте разрез параллельно боковой линии до заднего угла жаберной крышки. Разрезая, следует приподнимать пинцетом стенку тела вверх, не повреждая ножницами плавательный пузырь и другие внутренние органы.
Приподнимите жаберную крышку и перережьте её так, чтобы открылась жаберная полость . Удалите вырезанный участок тела вместе с мускулатурой, рёбрами и частью жаберной крышки. Положите рыбу в ванночку на правый, невырезанный бок и залейте водой так, чтобы ею были покрыты все вскрытые органы.
Рассмотрите общее расположение органов. На вскрытой рыбе видно, что в передней части тела расположены жабры . Жаберный аппарат образован четырьмя жаберными дужками с каждой стороны головы. Удалите жабры. Для этого надо перерезать все жаберные дужки сверху и снизу и пинцетом переложить их в чашку Петри. На выпуклой стороне жаберной дужки расположены в два ряда жаберные лепестки – они пронизаны кровеносными сосудами. Здесь происходит газообмен. На внутренней вогнутой стороне видны жаберные тычинки. Ими задерживаются твёрдые пищевые частицы, которые затем направляются из глотки в пищевод.
Вблизи жабр легко обнаружить сердце в околосердечной полости. Сердце рыбы состоит из двух камер: мешковидного тёмно–красного предсердия и более светлого желудочка. От желудочка назад отходит луковица аорты (рис. 12). Брюшная аорта, разветвляясь образует 4 пары приносящих жаберных артерий. Обогащенная кислородом кровь переходит в 4 пары выносящих жаберных артерий, которые впереди образуют сонные артерии, а в задней части - спинную аорту.
Рис.15. Схема кровеносной системы костистой рыбы (вид снизу: не показаны выносящие жаберные артерии, их слияние в спинную аорту и ветвление последней):
1
– венозная пазуха, 2
– предсердие, 3
– желудочек, 4
– луковица аорты, 5
– брюшная аорта, 6
– приносящие жаберные артерии, 7
– передние кардинальные вены, 8
– ярёмная вена, 9
– кювьеров проток, 10
– хвостовая вена, 11
– воротные вены почек, 12
– анастомозы между воротной веной правой почки и правой задней кардиальной веной, 13
– задние кардинальные вены, 14
– воротная вена печени, 15
– печёночная вена, 16
– почки, 17
– кишечник, 18
– печень.
Кровеносная система рыб замкнутая, круг кровообращения один (рис. 15).
Отпрепарируйте пищеварительный канал и рассмотрите отдельные его части. Распутайте петли кишечника и растяните его. Найдите печень и желчный пузырь . Удалите печень. От переднего нижнего края желудка отходит тонкая кишка . В начале кишки на границе с желудком отходят три коротких слепых пилорических выроста . Они увеличивают всасывательную поверхность. У плотвы и щуки их нет. Тонкая кишка без резких границ переходит в заднюю , оканчивающуюся анальным отверстием . Поджелудочная железа у окуня развита слабо и практически не заметна. Её легко найти у щуки. В петле около двенадцатиперстной кишки можно найти красноватую селезёнку – орган кроветворения.
Рассмотрите плавательный пузырь , расположенный между позвоночным столбом и кишечником. Он наполнен газом и служит гидростатическим аппаратом, который даёт возможность рыбе погружаться или всплывать.
Удалите плавательный пузырь. В задней части тела видны гонады . У самца – парные семенники удлиненной формы. Яичник окуня непарный, желтоватого цвета, имеет зернистую структуру. Удалите и органы размножения. Рассмотрите почки окуня. Они имеют вид длинных узких лент красно–бурого цвета и тянутся по обеим сторонам позвоночного столба почти вдоль всего тела. Это туловищные почки. Мочеточники – тонкие трубочки, проходящие вдоль внутреннего края под покровной оболочкой каждой почки. Сзади они сливаются в общий канал, впадающий в мочевой пузырь . Найдите мочевой пузырь и его отверстие.
Вскройте череп окуня. Острым скальпелем постепенно состругивайте кости черепа от затылка к глазам. Смойте водой из пипетки рыхлую ткань мозга и рассмотрите его сравнивая со схемой (рис. 16). Самый крупный отдел головного мозга – средний . Спереди от него лежит промежуточный и передний мозг, кзади – мозжечок и продолговатый мозг .
Рис. 16. Головной мозг окуня сверху:
1 – носовая капсула, 2 – обонятельные доли переднего мозга, 3 – передний мозг, 4 – средний мозг, 5 – мозжечок, 6 – продолговатый мозг, 7 – спинной мозг, 8 – ромбовидная ямка, 9 – обонятельные нервы.