Внешнее строение костистых рыб. Дыхательная система рыб

1. Особенности внешнего строения костистых рыб на при-мере речного окуня.

Рыбы являются древними первичноводными позво-ночными. В отличие от бесчерепных, они ведут активный образ жизни. Особенности их строения связаны с водной средой. Известно более 20 тыс. видов рыб, которые объе-диняют в два класса: Хрящевые и Костные. Наиболее мно-гочисленны и разнообразны костные рыбы, более 90% ко-торых составляет группа костистых рыб. К ним относятся сельдеобразные, тресковые, карпообразные, лососеобраз-ные, окунеобразные, щукообразные и др.

Типичный представитель — речной окунь. Форма тела обтекаемая, голова плавно переходит в туловище, а туло-вище в хвост. На голове находится рот с губами, крупные глаза, ноздри и жаберные крышки. Имеются плавники: парные (грудные и брюшные) и непарные — хвостовой, спинной и анальный. Кожа покрыта костной чешуей. Че-шуйки налегают друг на друга черепицеобразно. Кожные железы выделяют слизь, покрывающую чешую и умень-шающую трение тела о воду.

2. Особенности внутреннего строения костистых рыб на примере речного окуня. Материал с сайта

Скелет речного окуня состоит из большого числа костей. В нем выделяют череп, позвоночник, скелет плечевого и та-зового поясов, скелет плавников. Череп состоит из мозговой коробки, костей челюстей, жаберных дуг и жаберных кры-шек. В состав позвоночника входят туловищные и хвосто-вые позвонки. К туловищным позвонкам причленяются ребра. Пищеварительная система включает рот с зубами, глотку, пищевод, желудок, тонкий кишечник, куда откры-ваются протоки желчного пузыря, печени и поджелудочной железы, задний отдел кишечника, анальное отверстие. Име-ется плавательный пузырь (вырост переднего отдела киш-ки), наполненный смесью газов. Он участвует в газообмене и является гидростатическим органом. Дышат рыбы жабра-ми, которые состоят из жаберных дуг и жаберных лепестков, пронизанных кровеносными сосудами. У окуня их четыре пары. Для кровеносной системы характерно двухкамерное сердце и один круг кровообращения. Через сердце протекает венозная кровь, которая в жабрах становится артериальной. Выделительная система включает длинные туловищные почки, мочеточники и мочевой пузырь. Нервная система состоит из головного и спинного мозга и отходящих от них нервов. Головной мозг защищен костями черепной коробки и состоит из пяти отделов: продолговатого мозга, мозжечка, среднего мозга, промежуточного отдела и небольших полу-шарий переднего мозга с обонятельными долями. Органы зрения — глаза, имеют плоскую роговицу и крупный хруста-лик. Веки отсутствуют. Органы обоняния в носовой полос-ти, орган слуха — внутреннее ухо, орган вкуса — в ротовой полости и на губах. Вдоль тела тянется хорошо заметная бо-ковая линия — орган, воспринимающий направление и силу течения воды, а также звуковые колебания. Осязательные клетки разбросаны по всему телу. Костистые рыбы — раз-дельнополые животные. Органы размножения: парные се-менники и яичники, половые протоки. Оплодотворение на-ружное. Развитие происходит с превращением (личинка — малек — взрослая рыба).

Рыбы - одни из самых удивительных водных животных. Какие особенности позволили им приспособиться к жизни в этих условиях? Из нашей статьи вы узнаете о внешнем строении рыб и их разнообразии.

Среда обитания

Недаром об уверенных людях говорят: "Чувствует себя как рыба в воде". Эти животные не способны поглощать кислород из воздуха. Поэтому комфортной для них является именно эта среда. Исключением является только небольшая группа двоякодышащих рыб. Они имеют и жабры, и легкие. Последние позволяют им переживать неблагоприятные периоды пересыхания водоемов и нехватки кислорода.

Рыбы живут в пресной и соленой воде. Это зависит от их вида. Так, бычки прекрасно себя чувствуют даже при повышении концентрации солей 60 %, а карп при этом погибает.

Приспособлены рыбы и к разной температуре. Этот показатель также индивидуален. Калифорнийская лукания предпочитает обитать в воде с температурой + 50. А далия, которая обитает в мелких ручьях на Чукотке, промерзает и оттаивает вместе с водой.

Особенности внешнего строения рыб

У хрящевых рыб отсутствуют жаберные крышки и плавательный пузырь. Органы дыхания открываются наружу самостоятельными отверстиями. Скелет хрящевых рыб не окостеневает. Протоки половой, пищеварительной и выделительной системы открываются в одно отверстие - клоаку.

Акулы

При одном упоминании об этих рыбах становится страшновато. И действительно, большинство акул ведет хищнический образ жизни. Хотя китовая и гигантская акулы, которые являются самыми крупными представителями класса, вполне безобидны. Основу их рациона составляют планктонные организмы.

Тело акул имеет обтекаемую форму. Особое значение для передвижения имеет хвостовой плавник. У большинства видов он разнолопастный. Его еще называют гетероцеркальным. При этом верхняя лопасть гораздо больше нижней.

На удлиненной голове в виде полумесяца находится рот. Он окружен большим количеством зубов, расположенных в несколько рядов. По мере того как одни из них стираются, с внутренней стороны вырастают другие.

Правда ли, что акулы - это рыба без чешуи? Это совсем не так. Хотя на первый взгляд ее кожа кажется абсолютно голой. Чешуя акул называется плакоидной. Она является самой древней по происхождению. По составу, форме и химическому строению плакоидная чешуя напоминает зубы. Это пластинка с выступающим наружу шипом. У чешуи акул широкое основание и приплюснутая форма. Пластинки настолько плотно прилегают друг к другу, что кожа кажется голой. На самом деле она защищает тело акул подобно железной кольчуге.

Плакоидная чешуя выполняет и дополнительные функции. Она значительно снижает сопротивление воды, что позволяет акулам развивать скорость до 80 км/ч. А еще она позволяет осуществлять практически бесшумные движения. Это очень важно во время охоты и нападения.

Скаты

У этих рыб есть и хвост, и чешуя. Но вид у них очень необычный. Тело их сплюснуто в спинно-брюшном направлении. Грудные плавники у рыб срослись с головой, напоминая крылья. Речь идет о скатах.

Большая их часть живет в морях, но известны и обитатели пресных водоемов. В зависимости от среды обитания цвет скатов варьирует от желтоватого до черного. Глаза расположены на верхней стороне тела. Здесь же находятся брызгальца. Они представляют собой первую пару жаберных щелей, которыми открываются дуги органов дыхания.

Характерная форма тела взаимосвязана с их придонным образом жизни. Плавают скаты за счет волнообразных движений широких грудных плавников. Но большую часть времени они проводят на дне. Здесь они закапываются в песок или поджидают добычу. Пищевой рацион этих рыб составляют мелкие беспозвоночные животные, рыба или планктон.

Костные рыбы

Этот класс гораздо более многочисленный. Его представителями является более 20 тысяч видов. Обитают они во всех типах водоемов: от мелких речушек до океанических просторов.

Эти рыбы имеют более прогрессивные черты строения. К ним относится наличие полностью окостеневшего скелета и плавательного пузыря, который удерживает тело в толще воды. Органы дыхания у костных рыб защищены жаберными крышками. Последние не только защищают их, но и принимают участие в осуществлении дыхательных движений.

Рыба без чешуи: возможно ли это

В коже рыб расположены многочисленные железы. Они выполняют защитную функцию. Выделяемые ими вещества предотвращают проникновение внутрь болезнетворных микроорганизмов, уменьшает трение воды вовремя плавания. У отдельных видов слизь содержит ядовитые вещества.

Тело костных рыб также покрыто чешуей, которая является производными кожи. Она имеет вид полупрозрачных плоских пластинок. Отдельные чешуи накладываются друг на друга подобно черепице. Своим передним краем каждая пластинка углубляется в кожу, а задняя накрывает чешуйку следующего ряда. Рост этих структур подобен формированию годичных колец у деревьев. Рост пластинок происходит весной, а зимой прекращается.

У всех ли рыб есть чешуя? Абсолютно. Но у одних она полностью покрывает тело, а у других расположена на теле отдельными рядами. К последней традиционно относятся Хрящевые рыбы и некоторые Костные. К примеру, у белуги, стерляди, осетра и севрюги острые чешуйки расположены вдоль тела несколькими тяжами.

Особенности покровов

Все черты внешнего строения рыбы позволяют им лучше приспособиться к жизни в водной среде. Скрыться от хищников им позволяет не только скорость передвижения, но и окраска покровов. У многих рыб она является защитной. К примеру, спинная сторона окуня темнее, чем брюшная. Это делает рыбу менее заметной на фоне дна. Брюшко у окуня серебристое. Это делает его незаметным на фоне поверхности воды для добычи, которая находится снизу. Поперечные полоски обеспечивают окуню отличную маскировку среди зарослей водорослей.

У других видов окраска пестрая и яркая. Она называется предупреждающей, поскольку ее обладатели практически всегда ядовиты. Камбала имеет способность изменять свою окраску в зависимости от условий окружающей среды.

Что такое боковая линия у рыб

На обеих сторонах тела невооруженным глазом хорошо заметна тонкая полоска. Она тянется от жаберных щелей до основания хвоста. Эта структура называется боковая линия. Она состоит из рецепторов, которые называются невромастами. Последние образованы группой волосковых клеток.

Боковая линия у рыб является органом восприятия вибраций и движений в окружающей среде. С ее помощью рыбы определяют направление и скорость течения. Подобная структура обнаружена у всех личинок и части взрослых видов земноводных, головоногих моллюсков и ракообразных. Рыбы используют его в качестве ориентира в пространстве, что особенно важно во время охоты.

Необычные виды

Несмотря на большое количество общих черт строения, существует целый ряд водных обитателей, которые никак не похожи на представителей этого класса. Одной из них является рыба-капля. Большую часть жизни она имеет обычный вид: хвост, чешуя, плавники... Однако при всплытии на поверхность воды ее тело начинает раздуваться и превращаться в студенистое существо, похожее на монстра с огромным носом.

В коралловых океанических рифах можно встретить рыбу-кузовок. Она имеет форму куба. К этому необычному образу можно добавить ярко-желтый цвет с черными точками. Пока ученые не могут объяснить, по каким причинам в процессе эволюционных изменений классическая плоская форма тела изменилась на кубическую.

Плоская голова с червеобразным отростком, на которой расположены глаза голубого цвета, огромная пасть, яркие полоски на коже... Такой организм действительно существует. Называется он рыба-лягушка. Обнаружена она в индонезийских водах не так давно - в 2009 году.

А как же не сказать о рыбе-звездочете! Ее точно не спутаешь ни с кем. Звездочета можно узнать по двум выпученным глазам и широкому рту, который расположен сверху головы. Он зарывается в песок, выслеживая свою жертву. На первый взгляд это абсолютно безобидная рыба. На самом деле ее шипы, расположенные над спинными плавниками, содержат ядовитые вещества и способны генерировать небольшое количество электрического тока.

Итак, к особенностям внешнего строения рыб, которые помогают им приспособиться к жизни в воде, относятся:

• Обтекаемая форма тела. Оно состоит из головы, туловища и хвоста. У придонных видов, которые ведут малоподвижный образ жизни, тело сплюснуто в спинно-брюшном направлении.
• Большое количество желез, выделяющих слизь.
• Чешуя, которая покрывает тело рыб полностью или образует продольные полосы.
• У хрящевых рыб органы дыхания открываются наружу жаберными щелями. У костных они закрыты крышками, которые защищают органы дыхания и участвуют в осуществлении дыхательных движений.
• Наличие нескольких видов плавников: парных и непарных. К первой группе относятся брюшные и грудные. Спинной, хвостовой и анальный являются непарными. Они обеспечивают все виды движений, маневренность и устойчивое положение в толще воды.

Задание:

1. рассмотреть и зарисовать схему строения головного мозга щуки (рис. 1);

2. рассмотреть и зарисовать схему кровеносной системы щуки (рис. 2);

3. рассмотреть схему поперечного разреза жабры щуки (рис. 3);

4. отметить в альбоме:

1. прогрессивные черты организации костных рыб, используя вышеперечисленные признаки.

Рис. 1. Головной мозг щуки сверху, снизу и продольный разрез

1. обонятельные луковицы; 2. перекрест зрительных нервов; 3. тело мозжечка; 4. полосатые тела; 5. боковые выступы мозжечка; 6. ромбовидная ямка; 7. воронка; 8. нижние доли промежуточного мозга; 9. зрительные доли; 10. мозжечковая заслонка; I – XII – черепно-мозговые нервы

Рис. 2. Схема кровеносной системы щуки

1. выносящие жаберные артерии; 2. анастомоз между воротной веной почек и правой задней кардинальной веной; 3. брюшная аорта; 4. предсердие; 5. луковица аорты; 6. кювьеров проток; 7. венозный синус; 8. хвостовая вена; 9. передняя кардинальная вена; 10. задняя кардинальная вена; 11. желудочек; 12. печеночная вена; 13. нижняя яремная вена; 14. воротная вена печени; 15. воротная вена почек; 16. выносящие артерии жаберных дуг; 17. общая сонная артерия; 18. наружная сонная артерия; 19. собственно наружная сонная артерия; 20. внутренняя сонная артерия; 21. чревнобрыжеечная артерия; 22. гиоидная артерия; 23. спинная аорта; 24. глазнично-носовая артерия; 25. псевдобронхиальная артерия; 26. подключичная артерия; 27. корни спинной аорты

Рис. 3. Схема поперечного разреза жабры щуки

1. жаберные тычинки; 2. скелетная основа жаберного лепестка; 3. приносящая жаберная артерия; 4. выносящая жаберная артерия; 5. жаберная дуга; 6. жаберные лепестки

Занятие № 15

Происхождение, многообразие и экология костных рыб

Задание:

1. рассмотреть схему происхождения костных рыб (рис. 1);

2. рассмотреть и записать экологические группы костных рыб (табл. 1);

3. рассмотреть многообразие костных рыб (табл. 2);

4. отметить в альбоме:

1. виды рыб, обитающих на территории Ульяновской области;

2. виды рыб, включенных в Красную Книгу Ульяновской области.

Рис. 1. Происхождение костных рыб

26. Примитивные костные рыбы; 27–30. Лучеперые (Actinorterygii ); (27. Хрящевые ганоиды (Chondrostei ); 28. Палеониски (Palaeonisci ); 29. Костные ганоиды (Holostei ); 30. Костистые рыбы (Teleostei )); 31. Многоперы (Brachiopterygii ); 32 - 34 . Лопастеперые (Sarcopterygii ) (32. Двоякодышащие; 33. Кистеперые; 34. Рипидистии

Таблица 1

Экологические группы рыб

Таблица 2

Многообразие костных рыб

Комплекс прогрессивных особенностей строения костных рыб особенно ​отчетливо и полно выражен у наиболее молодой и прогрессивной ветви ​этого класса - костистых рыб Teleostei, которая включает подавляющее ​большинство ныне живущих форм этого класса.

Осевой скелет костистых рыб составлен многочисленными костными позвонками. Тела позвонков спереди и сзади вогнутые - такие позвонки называют амфицельными. Пространство, образующееся между вогнутыми поверхностями соседних позвонков, и узкий канал, пронизывающий в центре тела позвонков, заполнены остатками хорды (рис. 34, 1), имеющей четковидную форму. Позвоночник делится на два отдела: туловищный (pars thoracalis) и хвостовой (pars caudalis); позвонки этих отделов отличаются своим строением.

Как и у хрящевых рыб, череп костистых рыб состоит из двух отделов: осевого черепа, или мозговой коробки (neurocranium), и лицевого, или висцерального, черепа (splanchnocranium). Но в отличие от хрящевых череп костистых рыб почти целиком образован костной тканью и состоит из многочисленных отдельных костей.

Во внутреннем строении костистых рыб наиболее бросающаяся в глаза особенность - появление плавательного пузыря - гидростатического органа, увеличивающего «плавучесть» и позволяющего рыбам маневрировать без существенной затраты энергии. У хрящевых рыб это возможно только при движении, что, естественно, требует значительной затраты энергии. Плавательный пузырь выполняет и некоторые добавочные функции: служит резонатором издаваемых рыбой звуков, может служить резервуаром для накопления резервного запаса кислорода (а у некоторых видов - и органом воздушного дыхания) и т. п.

Отсутствие спирального клапана, свойственного хрящевым рыбам, компенсируется у костистых рыб увеличением относительной длины кишечника и развитием у многих видов пилорических придатков, также увеличивающих общую всасывающую поверхность кишечника. Эти преобразования способствуют усилению интенсивности и эффективности пищеварения.

Своеобразно строение мочеполовой системы костистых рыб. Они, как и хрящевые рыбы, обладают мезонефрическими (туловищными) почками с мочеточниками, соответствующими вольфовым каналам. В отличие от хрящевых костистые рыбы имеют мочевой пузырь. Что же касается половых протоков костистых рыб, то они представляют собой особые образования, не гомологичные ни вольфовым, ни мюллеровым каналам. Эти особенности возникают в результате изменений хода эмбрионального развития гонад и, по-видимому, связаны с приспособлением к выведению большого количества половых продуктов; плодовитость костистых рыб значительно выше, чем хрящевых. Впрочем, рассмотренные особенности мочеполовой системы являются специфическим свойством только костистых (и некоторых других костных) рыб и не получили дальнейшего развития в эволюции позвоночных животных.

В скелете имеется костная ткань, череп костных рыб почти целиком образован костной тканью и состоит из многочисленных отдельных костей. Во внутреннем строении костных рыб - появление плавательного пузыря, жабры стали не приросшими пластинами, а отдельно свисающими лепестками, прикрытые жаберной крышкой, имеется мочевой пузырь.

Согласно последним научным данным предки современных рыб - бесчелюстные животные, напоминающие их внешним видом, - обитали уже в раннем кембрии, около 530 миллионов лет тому назад. Допускается мысль о том, что подобные существа, найденные в 1999 году в провинции Юньнань, могут быть прародителями всех позвоночных.

На данный момент хрящевые рыбы, костные рыбы (лопастеперые и лучеперые) составляют более половины всех живущих на планете. Всего насчитывается около 31 тысячи видов самых разнообразных форм, размеров, обитающих в соленых и пресных водоемах. Изучением древних существ занимается отдельная наука - ихтиология. Остановимся более подробно на классах, их особенностях и различиях.

Хрящевые рыбы

Главная особенность всех представителей класса в том, что их скелет состоит из хрящей, которые со временем в результате отложения минералов могут стать достаточно твердыми. Ранее по этой причине их считали доисторическими животными. Однако для многих из них характерно живорождение, иногда даже с образованием желчной плаценты - это то, чем хрящевые рыбы отличаются от костных рыб кардинально.

Помимо этого, они имеют еще несколько анатомических особенностей строения. Во-первых, отсутствие плавательного пузыря. Поэтому им приходится двигаться, для того чтобы опускаться на дно водоема. Во-вторых, у хрящевых рыб отсутствуют жаберные крышки, и жабры открываются наружу характерными щелями. В-третьих, все они покрыты которая подобна зубам позвоночных. Она состоит из дентина и покрывающего его слоя эмали. Подобная чешуя не восстанавливается при утрате, однако при росте рыбы ее количество увеличивается.

Системы жизнеобеспечения у хрящевых рыб

Характеристика хрящевых и костных рыб будет не полной, если не упомянуть об основных системах: кровеносной, пищеварительной и половой, в которых наблюдаются различия. Хрящевые имеют кровь красного цвета (объясняется наличием гемоглобина и эритроцитов), которая вырабатывается селезенкой. Сама кровеносная система по строению напоминает таковую у круглоротых. Вдоль позвоночника тянутся в виде двух темно-красных полос почки. Кишечник хрящевых рыб состоит из трех отделов, это: толстый и тонкий кишечник, прямая кишка. Хорошо развиты печень, поджелудочная железа. Но самое основное в том, что классы Хрящевые рыбы и Костные рыбы отличаются строением половой системы. Для первого характерно с образованием яйца, которое может быть отложено во внешнюю среду либо остаться в нижней части яйцевода. Во втором случае в материнском организме начинает развиваться эмбрион.

Классификация хрящевых рыб

Все из существующих ныне представителей класса Хрящевые рыбы разделены на три надотряда.

Костные рыбы: общая характеристика

Долгое время, вплоть до 21-го века, хрящевые рыбы, костные рыбы рассматривались как два класса. Однако в научной среде все большое распространение получает иная точка зрения. Так, канадский зоолог в своих работах лопастеперых и лучеперых рыб определяет в отдельные классы, а костных, соответственно, в надкласс. Это самые разнообразные обитатели всех видов водоемов. Их рот образован хватающими челюстями и расположенными на них зубами, жабры находятся на а ноздри парные.

Отличия от хрящевых рыб

Самое главное отличие костных рыб от хрящевых понятно из названия - скелет. Он из костей. Во внутренней полости расположены системы кровообращения, выделения, размножения и пищеварения. Чешуя тоже характерная, одного из трех типов: циклоидная, ктеноидная или ганоидная.

Следующее отличие - наличие располагающегося под позвоночником и заполненного газами, которые выделяют кровеносные сосуды. При увеличении его объема рыба легко всплывает на поверхность, при уменьшении - направляется в глубину.

Различия имеют не только внешние признаки хрящевых и костных рыб, но и органы размножения, как уже было сказано. Для большинства представителей второй группы характерно наружное оплодотворение, происходящее в водной среде. Данный процесс получил название нереста, он происходит в определенные сроки и сопровождается характерным поведением.

Лучепёрые рыбы

Это численно преобладающий класс в современном разнообразии рыб, их насчитывают более 20 тысяч видов, что составляет около 95 %. Они заселяют все уголки планеты, от арктических морей до жаркого экватора, размеры колеблются от 8 мм до 11 метров, а вес отдельных особей достигает более двух тонн. Название, как нетрудно догадаться, связано со строением парных плавников, в которых отсутствует базальная ось. Класс, в свою очередь, делится на две группы: Новоперые (самые процветающие виды) и Костнохрящевые рыбы. Строение последних имеет отличительные особенности. Они имеют плавательный пузырь, но в то же время их скелет в основном состоит из Хорда имеет только хрящевые дуги и не расчленена, тела позвонков как таковые отсутствуют. Отличительная особенность - рострум и нижний рот. Многие из них являются промысловыми, в частности осетровые (на фото ниже - вылов белуги).

Лопастепёрые рыбы

Немногочисленный класс рыб, в основе скелета которых лежит упругая хорда. Они сочетают в себе прогрессивные и архаические черты, все представители относятся к двум современным надотрядам - Кистеперые и Двоякодышащие. Обе группы объединяют древних рыб. Двоякодышащие обитают в пресных водоемах Австралии, Южной Америки и Африки. Они обладают не только жабрами, но и легкими. Это позволяет им некоторое время обходиться без воды и свободно чувствовать себя в обедненных кислородом водоемах. Всего известно 6 видов: четыре африканских протоптера (фото ниже), австралийский рогозуб и южноамериканский чешуйчатник.

Надотряд Кистеперые

Он считается почти вымершим. До наших дней дошел лишь один род - Латимерия (на фото ниже), насчитывающий два вида. Причем оба они были открыты сравнительно недавно, первый экземпляр выловили в Индийском океане в 1938 году. Считается, что кистеперые рыбы - обитатели пресных водоемов, в которых испытывался недостаток кислорода. В связи с этим у них развилась мускулатура у основания плавников и двойной способ дыхания (легкие и жабры). Это позволило впоследствии некоторым перебраться обратно в моря, а пресноводные в конечном итоге вымерли. Существует предположение, что именно кистепёрые рыбы дали начало классу Земноводные.

Таким образом, хрящевые рыбы, костные рыбы имеют ряд индивидуальных особенностей. Основные из них наблюдаются в строении скелета (хрящевое или костное), наличии или отсутствии плавательного пузыря, типе чешуи, половой системе и способе размножения.