КЛАСС ХРЯЩЕВЫЕ РЫБЫ

Тип Хордовые

Надкласс Рыбы

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РЫБ

В современной систематике хордовых животных Рыбы (Pisces) являются надклассом, включающим два класса:

Тип Хордовые (Chordata)

Подтип Позвоночные (Vertebrata)

Надкласс Рыбы (Pisces)

1. Класс Хрящевые рыбы (Chondrichthyes). Около 600 видов.

2. Класс Костные рыбы (Osteichthyes). Более 20 тысяч видов.

Надкласс рыбыимеет следующие основные ароморфозы (ароморфозы – это крупные эволюционные изменения, ведущие к общему усложнению строения и организации организма):

1. Замена хорды хрящевым, затем костным позвоночником.

2. Активный поиск и захват пищи (появление челюстей).

3. Образование черепа, защищающего мозг.

4. Возникновение парных конечностей — плавников.

5. Развитый головной мозг и органы чувств. Ведущий отдел головно­го мозга — средний мозг (т.н. ихтиопсидный тип мозга).

6. Во внутреннем ухе появляются три полукружных канала, лежащие во взаимно перпендикулярных плоскостях, что обеспечивает более совершенную координацию движений.

7. Один круг кровообращения. Сердце двухкамерное. В сердце веноз­ная кровь. У двоякодышащих рыб намечается образование второго, (легочного) круга кровообращения.

8. Обонятельные мешки парные. Каждый из них открывается наружу самостоятельным носовым ходом (ноздри парные).

9. Органы дыхания — жабры.

10. Пищеварительный тракт дифференцирован: обособляется желудок, кишечник подразделяется на тонкий и толстый отделы.

11. Дифференцировка пищеварительной железы на поджелудочную и печень.

12. Образование туловищных почек (т.н. мезонефрическая почка).

13. В коже возникают защитные, преимущественно костные образова­ния — чешуи.

Общая характеристика рыб

СТРОЕНИЕ РЫБ

Рыбы являются первичноводными организмами. Они обитают в пресных и соленых водоемах. В связи с тем, что водная среда обитания очень плотная и вязкая (плотность воды в 800 раз выше, чем плотность воздуха, а вязкость в 50 раз больше, чем вязкость воздуха) рыбы имеют обтекаемую форму тела, чаще уплощенную с боков.

Общую схему строения рыб удобно рассматривать на примере Окуня речного - Perca fluviatilis (тип Хордовые, подтип Позвоночные, надкласс Рыбы, класс Костные рыбы, отряд Окунеобразные). Окунь речной – промысловая рыба, широко распространенная в пресных водоемах Европы и Азии. Окунь - хищная рыба, питается различными беспозвоночными животными и рыбой, причем часто поедает большое количество мальков, поэтому может быть вреден в местах рыборазведения. Окунь достигает половой зрелости на втором году. Его нерест начинается только после исчезновения льда на водоемах. За некоторое время до нереста окраска окуней становится особенно яркой. Они собираются стаями в заводях, старицах и других местах, мелких и без течения. Самки выметывают икру, склеенную в виде лент, на водные растения. Самцы в это время извергают сперму. Подвижные спер­матозоиды подплывают к икринкам и проникают в них. Сложное инстинктивное поведение рыб в период размножения называют нерестом. Оплодотворенная икринка начинает делиться. Обра­зуется многоклеточный зародыш, у которого на брюшной стороне виден желточный мешок — остаток запаса питательных веществ икринки. У окуня через 9—14 дней после оплодотворения личинка покидает оболочку икринки и начинает самостоятельно питаться сначала микроорганизмами, а потом мелкими рачками и другими животными, взвешенными в толще воды. Через некоторое время личинка становится похожа на взрослого окуня — это малек. Он растет сравнительно быстро: примерно через два месяца длина его достигает 2 см, а через год молодой окунь имеет длину около 10 см. Икра окуня часто погибает от обсыхания, гибнут от врагов личинки и мальки. Только благодаря тому, что при нересте самка окуня выметывает до 300 тыс. икринок, часть потомства доживает до взрослого состояния.

Общая схема строения рыб на примере Окуня речного представлена на рисунке 1. Различная форма тела рыб показана на рисунке 2.

Тело любой рыбы состоит из головы, туловища и хвоста. Границей между головой и ту­ловищем служит жаберная щель, а между туловищем и хвостом — аналь­ное отверстие.

На голове у рыб располагается рот, глаза, ноздри. Рот у костных рыб расположен на переднем конце головы, отчего та­ких рыб называют конечноротыми,

Общая характеристика рыб

у хрящевых рыб рот общирный, поперечно расположенный. По бокам головы находятся крупные плоские глаза. Впереди лежат парные ноздри — органы обоняния. Ноздри открываются в обонятельную ямку и не сообщаются между собой.

У костных рыб есть костная жаберная крышка. В связи с этим вместо пяти жаберных от­верстий (как у хрящевых рыб) образуется одна жаберная щель. У хрящевых рыб жаберной крышки нет.

Рис. 1. Схема строения костных рыб.

1 — мозг; 2— глаза; 3 — обонятельные ямки; 4 — жаб­ры; 5 — сердце; 6 — грудной плавник; 7— кишечник; 8 — брюшной плавник; 9 — половая железа; 10 — анальное отверстие; 11 — анальный плавник; 12 — хвостовой плавник; 13 — спинной плавник; 14 — позвоночник; 15 — почка; 16 — плавательный пузырь.

Рис. 2. Различная форма тела рыб.

1 - торпедовидная форма (скумбрия)

2 - стреловидная форма (сарган)

3 – сплющенная с боков (лещ)

4 – тип луны-рыбы (луна-рыба)

5 – тип камбалы (камбала)

6 – змеевидная форма (угорь)

7 - лентовидная форма (сельдяной король)

8 - шаровидная форма (кузовок)

9 - плоская форма (скат).

Общая характеристика рыб

Конечности у рыб водного типа – плавники. Парные плавники (грудные, брюшные) расположены в вертикальной плоскости. Спинные плавники снабжены мягкими ветвистыми и тверды­ми колючими лучами. Лучи связаны между собой тонкой кожистой пере­понкой. На нижней стороне тела ближе к заднему концу находится подхвостовой, или анальный плавник. Перед ним в об­щем углублении лежат три отверстия: анальное, половое и выделительное – у костных рыб, а у хрящевых рыб имеется одно клоакальное отверстие.

Плавникиделятся на две группы: парные (грудные, брюшные) обеспечивают повороты, поддержание равновесия, медленные движения; непарные (спинной, анальный) обеспечивают устойчивость при дви­жении, хвостовой выполняет функции руля.

Вдоль тела тянется хорошо заметная боковая линия — орган ориента­ции рыб.

Тело костных рыб покрыто костной (ганоидной) чешуей, состоящей из про­зрачных костных пластинок. Каждая чешуйка лежит в особом карма­не. Чешуи налегают друг на друга в виде черепицы, защищающей тело рыбы. У хрящевых рыб чешуя плакоидная, состоящая из дентина. Строение чешуи рыб представлено на рисунке 3.

Рис. 3. Чешуя рыб.

I. плакоидная чешуя у хрящевых рыб.

II. ганоидная чешуя у костных рыб:

1 - циклоидная чешуя,

2 - ктеноидная чешуя,

3 - вершина чешуи,

4 - годичные кольца,

5 - центр чешуи.

Общая характеристика рыб

Тело рыбы покрыто слизью, способствующей лучшему передвижению в плотной водной среде, уменьшающей трение при плавании и обла­дающей бактерицидными свойствами, препятствующими проникновению в кожу бактерий.

Скелет костных рыб – костный, а у хрящевых рыб – хрящевой. Разделен на отделы: осевой скелет (позвоночник), скелет головы (череп) и скелет конечностей (плавники).

Позвоночник делится на два отдела: туловищный и хвостовой. Состоит из двояковогнутых позвонков, между которыми сохранились остатки хор­ды. Туловищный позвонок состоит из тела позвонка, верхней и нижней дуги. Концы верхних дуг срастаются, образуя спинномозговой канал, и заканчиваются длинным непарным остистым отростком. Нижние дуги разрастаются в стороны в виде двух поперечных отростков, к которым причленяются длинные и тонкие ребра. У хвостовых позвонков хорошо выражены нижние дуги, которые образуют гемальный канал и заканчива­ются нижним остистым отростком. По гемальному каналу проходят кро­веносные сосуды. Ребра отсутствуют. Позвонки соединяются друг с другом при помощи суставных отрост­ков, расположенных у основания верхних дуг. Такое соединение обеспе­чивает прочность скелета при сохранении его подвижности. У активно плавающих рыб всегда имеется развитый позвоночник. Позвоночный столб у рыб неподвижно соединен с черепом.

Череп рыб состоит из большого количества костей: мозговой (черепной) ко­робки, челюстных костей, жаберных дуг и жаберных крышек.

Скелет конечностей включает пояс и скелет свободных конечностей. Первичный плечевой пояс представлен лопаткой и коракоидом (врановой костью). Сверху к нему прикрепляется большая серповидная кость с вы­тянутым, заостренным отростком — клейтрумом. С помощью двух малень­ких косточек вторичного пояса (надклейтрум и заднетеменная кость) плече­вой пояс неподвижно сочленяется с черепом. Тазовый пояс прост и имеет форму треугольной кости. Соединен с парными брюшными плавниками. Лежит в толще брюшной мускулатуры и не соединен с позвоночником.

Скелет свободных конечностей (плавников) состоит из хрящевых или костных лучей, покрытых кожей.

Мышечная система состоит из отдельных сегментов, разделенных со­единительнотканными перегородками. Появляются группы мышц (жа­берные, мышцы парных плавников). Сокращения мышц обеспечивают из­гибание позвоночника и приводят в движение хвостовую лопасть.

Нервная система состоит из спинного и головного мозга. Головной мозг представлен пятью отделами: передним, промежуточным, средним, продолговатым и мозжечком. Хорошо развиты обонятельные доли переднего мозга. Передний мозг мал по размерам, крыша эпителиальная и не содержит мозгового вещества.

Общая характеристика рыб

К промежуточному мозгу подходят зри­тельные нервы. В среднем мозге хорошо развиты зрительные центры. Мозжечок отвечает за координацию движений и в связи со сложными дви­жениями в воде достигает крупных размеров. В продолговатом мозге на­ходятся центры регуляции дыхательной, кровеносной, пищеварительной систем, а также центры органов чувств (слуха, боковой линии). От голо­вного мозга отходят десять пар черепно-мозговых нервов.

Органы чувств у рыб разнообразны. Вкусовые рецепторы (органы химического чувства) располагаются по всей поверхности тела — на голове, плавниках, в глот­ке, пищеводе, ротовой полости. Эти рецепторы важны для поиска и рас­познавания пищи. Экспериментально установлено, что рыбы могут разли­чать горькое, соленое, кислое, сладкое. Органы обоняния представлены парными слепыми обонятельными мешками, на спинной стороне головы, выстланными обонятельным эпите­лием. Парные наружные ноздри соединяют полости этих мешков с внеш­ней средой. Внутренних ноздрей (хоан) нет. Орган обоняния позволяет ры­бам находить партнера в период размножения, чувствовать приближение добычи или опасность. Органы зрения (глаза) располагаются по бокам головы. Зрение моноку­лярное. Роговица плоская, хрусталик имеет шаровидную (сферическую) форму. Рыбы могут видеть только на близком расстоянии. Круговые мыш­цы зрачка и хрусталика отсутствуют. Аккомодация (изменение фокусно­го расстояния) происходит за счет перемещений хрусталика к передней камере или от нее с помощью отростка сосудистой оболочки (серповидно­го отростка), который прикрепляется к задней стенке хрусталика. В сет­чатке содержатся палочки и колбочки (цветовое зрение). Орган слуха и равновесия представлен внутренним ухом с тремя полу­кружными каналами (орган равновесия), содержащими жидкость с взве­шенными твердыми кристаллами. Рыбы способны издавать и восприни­мать различные звуки в широком диапазоне. Звуковая проводимость тка­ней тела рыбы близка к звукопроводимости воды, поэтому звуковые волны передаются непосредственно через ткани. Боковая линия (орган осязания) — орган, воспринимающий направле­ние, перемещение воды, ее давление и силу потока. Это группа чувстви­тельных клеток, погруженных в каналы, проходящие под кожей и откры­вающиеся на поверхность тела отверстиями.

Пищеварительная система начинается ротовым отверстием, огра­ниченным челюстями с коническими зубами (для захвата и удержания пищи). Настоящего языка нет. Крышей ротовой полости является осно­вание черепа (первичное твердое нёбо). Глотка, пронизанная жаберны­ми щелями, переходит в короткий пищевод, а затем в растяжимый же­лудок. От него отходит тонкая кишка, образуя характерный изгиб, по­сле чего кишка тянется прямо назад (толстая кишка) и открывается наружу у костных рыб самостоятельным анальным отверстием, а у хрящевых рыб в клоакальную полость. В начальной части тонкой кишки у костных рыб расположены слепые выросты — пилорические придат­ки, выполняющие функцию увеличения пищеварительной поверхности кишечника. У хрящевых рыб пилорических придатков нет, а есть так называемый спиральный клапан. У рыб развита печень, желчный пузырь, в петле кишечни­ка располагается поджелудочная

Общая характеристика рыб

железа в виде долек. От переднего от­дела кишечника обособляется плавательный пузырь (вырост спинной стенки пищевода), наполненный смесью газов. Его функции: гидроста­тическая, газообменная (частично), резонансная (увеличение диапазо­на воспринимаемых звуковых волн). У хрящевых рыб плавательного пузыря нет.

Дыхательная система представлена жабрами, которые состоят из четырех пар жаберных дуг. На жаберных дугах расположены жаберные тычинки, выполняющие функцию цедильного аппарата, а также жа­берные лепестки, снабженные густой сетью капилляров. Вода, попада­ющая в глотку через рот, омывает жаберные лепестки, в которых проис­ходит газообмен (поступление кислорода в кровь и выведение из нее уг­лекислого газа). Строение жабр представлено на рисунке 4.

Рис. 4. Строение органов дыхания рыб.

1 - жаберная дуга,

2 - жаберные лепестки,

3 - жаберные тычинки.

Акт дыхания у костных рыб производится движением жаберных крышек: ры­ба приподнимает жаберную крышку, жаберная перепонка прижимает­ся к жаберной щели. В результате образуется пространство с понижен­ным давлением, и вода из ротоглоточной полости всасывается в боко­вую жаберную полость. При опускании жаберной крышки создается избыточное давление, и вода через наружные жаберные отверстия вы­талкивается наружу.

У рыб могут возникать приспособления для использования атмосфер­ного кислорода: стенки кишечника с кровеносными сосудами, выросты дорсальной и

Общая характеристика рыб

вентральной стенки глотки, плавательный пузырь. Органы воздушного дыхания обеспечивают выживание особей в сильно загрязнен­ных водоемах, где количество кислорода в воде снижается.

Кровеносная система замкнутая. Один круг кровообращения. На брюшной стороне располагается двухкамерное сердце, состоящее из предсердия и желудочка, содержащее венозную кровь. Венозная кровь из желудочка сердца поступает в брюшную аорту и далее по четырем прино­сящим жаберным артериям в жабры. В жаберных лепестках кровь насы­щается кислородом и становится артериальной. Затем выносящие жабер­ные артерии впадают в корни аорты и далее в спинную аорту, несущую кровь к голове, мускулатуре и по всем внутренним органам. Венозная кровь возвращается в сердце по непарной хвостовой вене и по парным задним и передним кардиальным венам. Правая задняя кардиальная ве­на проходит через почки, не разветвляясь, а левая дает сеть капилляров. Воротная система почек развита только в левой почке. Задние кардиальные вены сливаются с передними и образуют кювьеровы протоки. Подкишечная вена проходит через печень и, распадаясь там на капилляры, об­разует воротную систему печени. Из печени выходит печеночная вена, впадающая, как и кювьеровы протоки, в венозный синус. У рыб в крови имеются эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Эритроциты имеют овальную форму и содержат ядра.

Выделительная система представлена парными лентовидными туло­вищными почками (мезонефрос, первичные почки), расположенными по бокам позвоночника почти вдоль всей полости тела. От каждой почки от­ходят мочеточники, сливающиеся в общий проток и впадающие в моче­вой пузырь, который самостоятельным отверстием мочеиспускательного канала открывается позади анального отверстия во внешнюю среду у костных рыб, а у хрящевых отверстие мочеиспускательного канала открывается в клоакальную полость. Че­рез почки выводятся продукты азотистого обмена — мочевина, раство­ренная в воде. Основным конечным продуктом азотистого обмена являет­ся аммиак. Он обладает высокой токсичностью, и накопление его в крови в больших концентрациях нежелательно, вредно для организма. Благо­даря растворимости аммиака в воде выделение продуктов обмена возмож­но через жабры и кожу.

Половая система. Раздельнополые. Половые железы парные. Оплодо­творение у костных рыб наружное. Развитие прямое. Икра богата желтком, и последую­щее развитие осуществляется во внешней среде. Рыбы являются анамниями, т.е. позвоночными животными, чьи зародыши не имеют специальных зародышевых оболочек, и развитие их протекает в водной среде.

Особенности размножения костных рыб:

1. У большинства рыб осуществляется выметывание (нерест) большого количества икры в воду, где происходит ее оплодотворение и разви­тие зародышей (речной окунь). При этом большое количество икри­нок погибает на ранних стадиях развития от хищников или попадая в неблагоприятные условия. Существуют нерестовые

Общая характеристика рыб

миграции. Проходные рыбы осуществляют миграцию из морей в реки. Лососе­вые — кета, горбуша — проделывают длинный путь из моря в реки, где существует благоприятный кислородный режим для развития икры. Некоторые (речной угорь) плывут на нерест из рек в моря.

2. Выметывание небольшого количества икры, которая благодаря за­боте о потомстве имеет больше шансов на выживание (например, са­мец трехиглой колюшки строит гнезда, самец морского конька вы­нашивает развивающуюся икру в специальной сумке и др.).

3. Яйцеживорождение (гуппи, меченосцы) — из половых путей самки появляются личинки, превращающиеся при переходе к самостоя­тельному питанию в мальков.

У хрящевых рыб оплодотворение внутреннее, яйца развиваются в яйцеводах, количество эмбрионов не велико.

Рыбы, являясь элементом биологического разнообразия, имеют огромное значение в природе как потребители создающегося в воде растительного вещества. Рыбы являются переносчиками вещества и энергии по пищевым цепям. Кроме того, рыбы продуцируют хозяйственно ценные продукты (мясо, жир) и могут быть активно использованы человеком.

Рыбы как биологическая группа возникли в ходе эволюции на Земле в силуре палеозойской эры (435 - 400 млн. л.н.). Уже в девоне они представляли господствующую группу организмов во всех типах водных бассейнов. До настоящего времени сохранились лишь две ветви эволюции рыб: хрящевые и костные рыбы.

Современная классификация рыб:

КЛАСС ХРЯЩЕВЫЕ РЫБЫ

1. подкласс АКУЛОВЫЕ, или Пластиножаберные

1. Отряд Акулы (катран, плащеносная акула, рыба-молот,морской ангел)

2. Отряд Скаты (шиповатый скат, лучистый скат, электрический скат, пила-рыба)

2.подкласс ХИМЕРОВЫЕ, или Цельноголовые (европейская химера)

КЛАСС КОСТНЫЕ РЫБЫ

1.подкласс ЛУЧЕПЕРЫЕ

1.1. надотряд Хрящекостные рыбы

Отряд Осетровые (осетр,калуга, севрюга, лопатонос)

Общая характеристика рыб

1.2. надотряд Костистые рыбы:

Отряд Сельдеобразные (сельдь, салака, пузанок, анчоус, черноспинка, шпрот, килька, сардина)

Отряд Лососеобразные (хариус, корюшка, кета, горбуша, нерка, семга, кумжа, сиг, форель, голец, таймень, белорыбица, нельма)

Отряд Щукообразные (щука, умбра, далия)

Отряд Карпообразные (подотряд карповидные (плотва, вобла, тарань, красноперка, лещ, линь, карась, сазан, толстолоб, белый амур), подотряд сомовидные(сом, косатка))

Отряд Угреобразные (мурена, угорь)

Отряд Карпозубые (ципринодон, четырехглазка, гамбузия)

Отряд Сарганообразные (полурыл, сайра, сарган, летучая рыба)

Отряд Трескообразные (треска, пикша, навага, налим)

Отряд Окунеобразные (подотряд окуневидные (коралловые рыбы, ушастый окунь, цихлиды, тиляпия, судак,окунь, ерш, ставрида, барабулька, зеленушка), подотряд морские собачки (бельдюга, зубатка, морская собачка), подотряд лабиринтовые (ползун, макропод, петушки, гурами), подотряд скумбриевые (скумбрия, пеламида, меч-рыба, парусник), подотряд тунцы (тунец, бонито), подотряд бычки (бычок-кругляк, бычок-бабка, бычок-головач, бычок-жаба), подотряд костнощекие (морской окунь, голомянка, пинагор, подкаменщик)

Отряд Рыбы-прилипалы (рыба-прилипало)

Отряд Камбалообразные (ромб, камбала, морской язык, палтус, калкан)

Отряд Колюшкообразные (трехиглая колюшка)

Отряд Кефалеобразные (подотряд морские щуки (морская щука, барракуда), подотряд кефалевидные(кефаль, атерина)

Отряд Ногоперые (морской черт, удильщик)

Отряд Сростночелюстные (кузовок, иглобрюх, луна-рыба).

Общая характеристика рыб

2. подкласс ЛОПАСТЕПЕРЫЕ

2.1. надотряд Многоперые

Отряд Многоперы (многоперы)

2.2 надотряд Кистеперые

Отряд Целакантообразные (латимерия)

2.3. надотряд Двоякодышащие

Отряд Однолегочные (рогозуб), Отряд Двулегочные (протоптерус, лепидосирен).

Вопросы для самоконтроля

1. Какие признаки отличают рыб от других позвоночных животных?

2. Назовите ароморфозы рыб.

3. Из каких частей состоит тело рыбы?

4. Какие плавники у рыб парные?

5. Какие плавники у рыб связаны с поясами конечностей?

6. Чем покрыто тело у рыб?

7. Какова мышечная система у рыб?

8. Какое строение имеет скелет рыбы на примере костной рыбы.

9. Как устроена пищеварительная система у рыб?

10. Какая из пищеварительных желез продуцирует желчь?

11. Какую роль играет плавательный пузырь у рыб?

12. Какую роль играют жаберные дуги?

13. Как устроены органы дыхание у рыб?

14. Какая кровь проходит через сердце рыбы?

15. Сколько кругов кровообращения у рыбы?

16. Каково строение выделительной системы рыб?

17. Каково строение нервной системы у рыб?

18. Расскажите о многообразии органов чувств у рыб.

19. Каково строение органов размножения рыб?

20. Как размножаются рыбы?

21. Какое значение имеют рыбы в природе и в хозяйственной деятельности человека?

22. Какова классификация рыб?

Многообразие рыб