Глаз - совершенный оптический прибор. Он напоминает фотографический аппарат. Хрусталик глаза подобен объективу, а сетчатка - пленке, на которой получается изображение. У наземных животных хрусталик чечевицеобразный и может изменять свою кривизну. Это дает возможность приспосабливать зрение к расстоянию.
Под водой человек видит очень плохо. Способность преломлять световые лучи у воды и хрусталика глаза наземных животных почти одинакова, поэтому лучи собираются в фокусе далеко позади сетчатой оболочки. На самой же сетчатке получается неясное размытое изображение.
Хрусталик глаза у рыб шарообразен, он лучше преломляет лучи, но не может менять форму. И все же в какой-то степени рыбы могут приспосабливать зрение к расстоянию. Они достигают этого приближением или удалением хрусталика от сетчатой оболочки с помощью особых мышц.
Практически рыба в прозрачной воде видит не далее чем на 10-12 метров, а ясно - только в пределах полутора метров.
Угол зрения у рыб очень велик. Не поворачивая тела, они могут видеть предметы каждым глазом по вертикали в зоне около 150° и по горизонтали до 170°. Объясняется это расположением глаз по обеим сторонам головы и положением хрусталика, сдвинутого к самой роговице.
Совершенно необычным должен казаться рыбе над водный мир. Без искажения рыба видит лишь предметы, находящиеся прямо над ее головой - в зените. Например, облако или парящую чайку. Но чем острее угол входа светового луча в воду и чем ниже расположен надводный предмет, тем более искаженным кажется он рыбе. При падении светового луча под углом 5-10°, особенно если водная поверхность неспокойна, рыба вообще перестает видеть предмет.
Лучи, идущие от глаза рыбы вне конуса в 97,6°, полностью отражаются от водной поверхности, и она представляется рыбе зеркальной. В ней отражаются дно, водные растения, плавающие рыбы.
С другой стороны, особенности преломления лучей позволяют рыбе видеть как бы скрытые предметы. Представим себе водоем с крутым обрывистым берегом. Сидящий на берегу человек не увидит рыбу - она скрыта береговым выступом, а рыба увидит человека.
Фантастически выглядят полупогруженные в воду предметы. Вот как, по словам Л. Я. Перельмана, должен представляться рыбам человек, находящийся по грудь в воде: «Для них мы, идя по мелководью, раздваиваемся, превращаемся в два существа: верхнее - безногое, нижнее- безголовое с четырьмя ногами! Когда мы удаляемся от подводного наблюдателя, верхняя половина нашего тела все сильнее сжимается в нижней части; на некотором расстоянии почти все надводное туловище пропадает,- останется лишь одна свободно реющая голова».
Даже опустившись под воду, человеку трудно проверить, как видят рыбы. Невооруженным глазом он вообще ничего четко не увидит, а наблюдая через застекленную маску или из окна подводной лодки, увидит все в искаженном виде. Ведь в этих случаях между глазом человека и водой будет еще и воздух, который обязательно изменит ход световых лучей.
Как видят рыбы предметы, расположенные вне воды, удалось проверить подводной съемкой. С помощью особой фотоаппаратуры были получены снимки, которые полностью подтвердили высказанные выше соображения. Представление о том, каким кажется надводный мир подводным наблюдателям, можно составить, опустив под воду зеркало. При определенном наклоне мы увидим в нем отражение надводных предметов.
Особенности строения глаза рыб, так же как и других органов, зависят прежде всего от условий обитания и образа их жизни.
Зорче других - дневные хищные рыбы: , . Это и понятно: они обнаруживают добычу, главным образом, зрением. Хорошо видят рыбы, питающиеся планктоном и донными организмами. У них зрение тоже имеет первостепенное значение для отыскивания добычи.
Органы чувств. Зрение.
Орган зрения - глаз по своему устройству напоминает фотографический аппарат, причем хрусталик глаза подобен объективу, а сетчатка - пленке, на которой получается изображение. У наземных животных хрусталик имеет чечевицеобразную форму и способен изменять свою кривизну, поэтому животные могут приспосабливать зрение к расстоянию. Хрусталик у рыб шарообразный и не может менять форму. Зрение их перестраивается на различные расстояния при приближении или удалении хрусталика от сетчатой оболочки.
Оптические свойства водной среды не позволяют рыбе видеть далеко. Практически пределом видимости у рыб в прозрачной воде считают расстояние 10-12 м, а ясно рыбы видят не далее 1,5 м. Лучше видят дневные хищные рыбы, живущие в прозрачной воде (форель, хариус, жерех, щука). Некоторые рыбы видят в темноте (судак, лещ, сом, угорь, налим). У них в сетчатке глаза есть особые светочувствительные элементы, способные воспринимать слабые световые лучи.
Угол зрения рыб очень велик. Не поворачивая тела, большинство рыб способно видеть каждым глазом предметы в зоне около 150° по вертикали и до 170° по горизонтали (рис. 1) .
Иначе видит рыба предметы, находящиеся над водой. В этом случае вступают в силу законы преломления световых лучей, и рыба может видеть без искажения лишь предметы, которые находятся прямо над головой- в зените. Наклонно падающие световые лучи преломляются и сжимаются в угол 97°,6 (рис. 2) .
Чем острее угол входа светового луча в воду и ниже предмет, тем более искаженным видит его рыба. При падении светового луча под углом 5-10°, особенно если водная поверхность неспокойна, рыба перестает видеть предмет.
Лучи, идущие от глаза рыбы вне конуса, изображенного на рис. 2, полностью отражаются от водной поверхности, поэтому она представляется рыбе зеркальной.
С другой стороны, преломление лучей позволяет рыбе видеть как бы скрытые предметы. Представим себе водоем с крутым обрывистым берегом (рис. 3) .вне преломления лучей водной поверхностью может увидеть человека.
Рыбы различают цвета и даже оттенки.
Цветовое зрение у рыб подтверждается их способностью изменять окраску в зависимости от цвета грунта (мимикрия). Известно, что окунь, плотва, щука, которые держатся на светлом песчаном дне, имеют светлую окраску, а на черном торфяном дне - более темную. Особенно ярко выражена мимикрия у различных камбал, способных с изумительной точностью приспосабливать свою окраску к цвету грунта. Если камбалу пустить в стеклянный аквариум, под дно которого подложить шахматную доску, то на спине у нее появятся клетки, подобные шахматным. В природных условиях камбала, лежащая на галечном дне, настолько сливается с ним, что становится совершенно незаметной для человеческого глаза. В то же время ослепшие рыбы, в том числе и камбала, не меняют своего цвета и остаются темно-окрашенными. Отсюда ясно, что изменение рыбами окраски связано с их зрительным восприятием.
Опыты кормления рыб из разноцветных чашечек подтвердили, что рыбы отчетливо воспринимают все спектральные цвета и могут различать близкие оттенки. Новейшие опыты, основанные на спектрофотометрических методах, показали, что многие виды рыб воспринимают отдельные оттенки не хуже человека.
Методами пищевой дрессировки установлено, что рыбы воспринимают и форму предметов - отличают треугольник от квадрата, куб от пирамиды.
Известный интерес представляет отношение рыб к искусственному свету. Еще в дореволюционной литературе писали о том, что костер, разведенный на берегу реки, привлекает плотву, налимов, сомов и улучшает результаты ловли. Последние исследования показали, что многие рыбы - килька, кефаль, сырть, сайра - направляются к источникам подводного освещения, поэтому в настоящее время электрический свет используют в промысловой ловле. В частности, этим способом успешно ловят кильку на Каспии, а сайру у Курильских островов.
Попытки применить электрический свет в спортивной ловле пока не дали положительных результатов. Проводились такие опыты зимой в местах скопления окуня и плотвы. Во льду прорубали лунку и ко дну водоема опускали электролампу с рефлектором. Затем производили ловлю на мормышку с подсадкой мотыля в соседней лунке и в лунке, вырубленной в стороне от источника света. Оказалось, что количество поклевоквблизи лампы меньше, чём вдали от нее. Аналогичные опыты производились при ловле судака и налима ночью; они также не дали положительного эффекта.
Для спортивной ловли рыбы заманчиво использование приманок, покрытых светящимися составами. Установлено, что рыбы схватывают светящиеся приманки. Однако опыт ленинградских рыболовов не показал их преимуществ; обычные приманки рыбы во всех случаях берут охотнее. Литература по данному вопросу также не убедительна. В ней описываются только случаи поимки рыб на светящиеся приманки, а сравнительных данных о ловле в тех же условиях на обычные приманки не приводится.
Особенности зрения рыб позволяют сделать некоторые выводы, полезные для рыболова. Можно с уверенностью сказать, что находящаяся у поверхности воды рыба не в состоянии видеть стоящего на берегу рыболова далее 8-10 м и сидящего или ловящего взабродку - далее 5-6 м; имеет значение при этом и прозрачность воды. Практически можно считать, что если рыболов не видит рыбу в воде, когда смотрит на хорошо освещенную водную поверхность под углом, близким к 90°, то и рыба не видит рыболова. Поэтому маскировка имеет смысл только при ловле на мелких местах или поверху в прозрачной воде и при забросе на небольшое расстояние. Наоборот, предметы снаряжения рыболова, близкие к рыбе (поводок, грузило, сачок, поплавок, лодка), должны сливаться с окружающим фоном.
Слух.
Наличие слуха у рыб долгое время отрицалось. Такие факты, как подход рыб по звонку к месту кормежки, привлечение сомов ударами по воде особой деревянной колотушкой («клочение» сомов), реакция на свисток парохода, еще мало что доказывали. Возникновение реакции могло объясняться раздражением других органов чувств. Новейшие опыты показали, что рыбы реагируют на звуковые раздражения, причем эти раздражения воспринимаются и слуховыми лабиринтами, имеющимися в голове рыб, и поверхностью кожи, и плавательным пузырем, играющим роль резонатора.
Какова чувствительность звуковых восприятий у рыб, точно не установлено, но доказано, что они улавливают звуки хуже человека, причем высокие тона рыбы слышат лучше, чем низкие. Звуки, возникающие в водной среде, рыбы слышат на значительном расстоянии, а звуки, возникающие в воздушной среде, слышат плохо, так как звуковые волны отражаются от поверхности и плохо проникают в воду. Учитывая эти особенности, рыболов должен остерегаться шуметь в воде, но может не опасаться напугать рыбу, громко разговаривая. Интересно использование звуков в спортивной ловле. Однако вопрос о том, какие звуки привлекают рыб, а какие отпугивают, не изучен. Пока звук используют лишь при ловле сомов, «клочением».
Орган боковой линии.
Орган боковой линии есть только у рыб и земноводных, постоянно живущих в воде. Боковая линия чаще всего представляет собой канал, который тянется вдоль туловища от головы до хвоста. В канале разветвляются нервные окончания, с большой чувствительностью воспринимающие даже самые незначительные водные колебания. При помощи этого органа рыбы определяют направление и силу течения, ощущают токи воды, образующиеся при смывании подводных предметов, чувствуют движение соседа в стае, врагов или добычи, волнение на поверхности воды. Кроме того, рыба воспринимает и колебания, которые передаются воде извне - сотрясение почвы, удары по лодке, взрывную волну, вибрацию корпуса парохода и т. п.
Подробно изучена роль боковой линии в схватывании рыбой добычи. Многократно поставленные опыты показали, что ослепленная щука хорошо ориентируется и безошибочно схватывает движущуюся рыбку, не обращая внимания на неподвижную. Слепая щука с разрушенной боковой линией теряет способность ориентации, натыкается на стенки бассейна и. будучи голодной, не обращает внимания на плавающую рыбку.
Учитывая это, рыболов должен вести себя осторожно и на берегу и в лодке. Сотрясение почвы под ногами, волна от неаккуратного движения в лодке могут насторожить и надолго распугать рыбу. Не безразличен для успеха ловли характер движения в воде искусственных приманок, так как хищники при преследовании и схватывании добычи ощущают создаваемые ею водные колебания. Уловистее, безусловно, окажутся те приманки, которые наиболее полно воспроизводят признаки обычной добычи хищников.
Органы обоняния и вкуса.
Органы обоняния и вкуса у рыб разделены. Органом обоняния у костистых рыб служат парные ноздри, расположенные по обеим сторонам головы и ведущие в носовую полость, выстланную обонятельным эпителием. В одно отверстие вода входит, а из другого выходит. Такое устройство органов обоняния позволяет рыбе ощущать запахи растворенных или взвешенных в воде веществ, причем на течении рыба может чувствовать запахи только по струе, несущей пахучее вещество, а в тиховодье - только при наличии токов воды.
Орган обоняния слабее всего развит у дневных хищных рыб (щука, жерех, окунь), сильнее - у ночных и сумеречных рыб (угорь, сом, карп, линь).
Вкусовые органы расположены в основном во рту и глоточной полости; у одних рыб вкусовые сосочки находятся в области губ и усов (сом, налим), а иногда расположены по всему телу (сазан). Как показывают опыты, рыбы способны различать сладкое, кислое, гор " кое и соленое. Так же, как и обоняние, чувство вкуса сильнее развито у ночных рыб.
В литературе имеются указания о целесообразности добавлять в прикормку и насадку различные пахучие вещества, будто бы привлекающие рыбу: мятное масло, камфару, анисовые, лавро-вишневые и валерьяновые капли, чеснок и даже керосин. Неоднократное использование этих веществ в корме не показало сколько-нибудь заметного улучшения клева, а при большом количестве пахучих веществ, наоборот, рыба почти совсем переставала ловиться. Аналогичный результат дали опыты, поставленные над аквариумными рыбами, которые неохотно ели корм, смоченный анисовым маслом, валерьянкой и т. п. Вместе с тем естественный запах свежей прикормки, особенно конопляного жмыха, конопляного и подсолнечного масла, ржаных сухарей, свежесваренной каши, без сомнения, привлекает рыбу и ускоряет ее подход к кормушке.
Значение тех или иных органов чувств при отыскании пищи различными рыбами показано в табл. 1.
Таблица 1
Закройте один глаз! Теперь откройте и закройте другой. Что вы видели? Практически одно и то же - и правым и левым глазом, ведь обоими глазами вы смотрите вперед. Теперь представьте, что то же самое проделает рыба. Закроет правый глаз - увидит то, что находится с левой стороны от нее, закроет левый - увидит то, что с правой. Но ведь рыба не может закрывать глаза - значит, она одновременно смотрит и вправо и влево! И видит совсем разные картины. Как же рыба в них разбирается?
Расположенные на разных сторонах головы, глаза рыбы приспособлены к монокулярному зрению, так как шаровидный хрусталик далеко сдвинут вперед, к самой роговице (рис.1), в глаз проникают лучи не только спереди, но также сверху и с боков, - и поэтому поле зрения рыбы весьма обширно!
Рис.1.
Считая вместе с движением глаз, угол зрения охватывает по горизонтали 166-170°, по вертикали - около 150°; а бинокулярное зрение возможно только в очень ограниченном поле (приблизительно 130°). И именно в этом поле рыба ясно различает предметы. Положение глаз рыбы служит в этом отношении определяющим фактором. Если рыба хочет рассмотреть объект, она вынуждена быстро развернуться, чтобы он оказался в поле зрения обоих глаз - в узком конусообразной формы бинокулярном пространстве (рис.2).
Рис.2.
Предметы, находящиеся над поверхностью воды, рыба способна видеть через так называемое «зрительное окно». Это окно равняется окружности на поверхности воды, образованной углом в 97,6° с вершиной, расположенной в точке нахождения рыбы (рис.3).
Рис.3.
Через это окно рыбы видят от зенита до горизонта во всех направлениях. Это полусферическое зрительное поле содержит все предметы, находящиеся над плоскостью, касательной к поверхности воды у края окна. Но искажение и яркость предметов весьма различны. Предметы, находящиеся прямо над головой, кажутся больше (они воспринимаются рыбой почти без искажений), и следует помнить об этом при ловле пугливых рыб. По мере опускания предмета по меридиану воздушной полусферы к горизонту, его изображение будет уменьшаться как в ширину, так и в длину и в то же время искажаться, хотя линейное расстояние от рыбы до предмета неизменно. Предмет становится видимым более смутно в связи с тем, что лучи, образующие с поверхностью воды все меньший угол, сильно отражаются от поверхности и только частично попадают в глаз рыбе. Явление преломления света вызывает также расхождение между истинным и наблюдаемым местоположением предмета в пространстве. При этом наибольшее расхождение между ними будет при угле падения лучей света в 45°, уменьшаясь по мере приближения к 90°.
В отличие от прочих животных, у рыбы глаз имеет эллипсоидную форму и снабжен плоской роговицей. Преломляющая сила глаза зависит не только от кривизны роговицы и хрусталика, но и от свойств материала, из которого они состоят, а роговица у рыб, как и у человека, не способна в воде преломлять световые лучи.
В большинстве своем рыбы близоруки - они хорошо видят только на близком расстоянии - около 1 м, а дальше 10-12 м вообще ничего увидеть не могут. В сетчатке у костистых рыб имеются специальные воспринимающие элементы - колбочки и палочки. Причем у рыб дневных преобладают колбочки, а у добывающих пищу в сумерки и ночью - изобилуют палочки: так, у ночного налима насчитывается 260 палочек на той же площади, где у щуки имеется всего 18! На свету состояние сетчатки изменяется: колбочки выдвигаются к свету, и наоборот, в сумерки к свету сдвигаются палочки.
У рыб (как и у людей) различная концентрация световоспринимающих элементов приводит к тому, что они видят отчетливо только специально рассматриваемый предмет. Хищным рыбам, подстерегающим свою добычу, необходимо очень широкое поле зрения, чтобы хорошо видеть достаточно обширный участок, и им такое зрение не очень подходит. Однако и здесь природа нашла выход - световоспринимающие приборы глаза устроены так, что они способны передавать в мозг информацию не об интенсивности падающего на них света, а лишь о характере изменения освещенности. Как только произойдет хоть малейшее изменение освещенности палочек и колбочек, они немедленно телеграфируют об этом мозгу и ждут следующих изменений, чтобы дать следующую телеграмму. И так всю жизнь.
У большинства хищных рыб очень сильна двигательная пищевая реакция на движение объектов питания. Формами защиты рыб-жертв от рыб-хищников являются образование стай, неподвижность и т.д. Чтобы спастись от хищников, мирные рыбы должны издали увидеть приближающуюся опасность, поэтому малейшая, едва заметная подвижность крупных объектов, их силуэтов, теней и неясные мелькания хорошо воспринимаются этими рыбами и вызывают у них оборонительную реакцию. Так что во время рыбалки учитывайте эти особенности зрения нехищных рыб и постарайтесь своим страшным видом и не менее страшной тенью их не распугать. Кстати, именно эта четко выраженная защитная реакция на тень лежит в основе способа ловли кефали на рогожку.
Когда вы ловите на блесну, живца или другую двигающуюся приманку, учитывайте еще один важный фактор. Восприятие движений рыбами можно измерить в так называемых оптических моментах, которые характеризуются способностью рыб воспринимать прерывистость света. Оптический момент человека равен 1/18-1/24 с. Это значит, что, когда в зрительном поле человека проходит 18-24 одинаковых предмета в секунду, они сливаются вместе, принимая вид неподвижной линии. По мере уменьшения этой скорости последовательно движущиеся предметы воспринимаются сначала как мелькание, а затем как отдельные перемещающиеся предметы. Ихтиологи определяют оптические моменты с помощью специальной оптомоторной установки. Например, у черноморских рыб, а также леща и окуня они вдвое меньше, чем у человека (1/57-1/67 с), это означает, что по сравнению с человеком рыбы способны воспринимать вдвое более быстрые движения. У пресноводных: гольяна, линя, карася, толстолобика, щуки и верховки оптический момент примерно вдвое больший (1/18-1/27 с). Такое разнообразие оптических моментов у рыб связано, по-видимому, с различным восприятием движений. Небольшие величины оптических моментов позволяют некоторым «зрительным рыбам» успешно питаться подвижными объектами и избегать своих врагов. Любой движущийся предмет, размеры которого меньше или равны величине рыбы, являются зрительным пищевым сигналом, а движущийся предмет большего размера - зрительным оборонительным сигналом. Практически все рыбы реагируют на движущуюся тень, но восприятие движений и характер ответных реакций зависят от образа жизни рыб. С этим связана более грубая способность восприятия движений у пресноводных малоподвижных рыб - карася и толстолобика, питающихся неподвижными и малоподвижными объектами. Именно небольшими оптическими моментами можно объяснить, почему при ловле с катеров или спиннингом крючки остаются пустыми - рыбы или не замечают проносящуюся на большой скорости приманку, или она действует на них отпугивающе, а вы так старались!
Конечно, калькулятор и компьютер на рыбалку брать не надо, лучше внимательнее присмотреться к тому, как и чем питаются рыбы.
Оказывается, рыбьи глаза способны идентифицировать большинство геометрических фигур. На выбор рыбой пищевых приманок значительное влияние оказывает их форма. Ихтиологами применялись приманки примерно одинакового размера следующих форм: шар, конус, треугольник, квадрат, параллелепипед, червеобразная, звезда и т.д. Все предлагаемые формы, за исключением звезды, воспринимались рыбами положительно. Вероятно, необычность формы звезды их отпугивает, так как даже очень голодные рыбы избегали хватать ее.
А воспринимают ли рыбы цвет? Прежде считали, что различение цветов в воде невозможно. Но еще в середине XX в. Карл Фриш успешно вырабатывал условные рефлексы пескаря на определенный цвет, давая корм всегда в красной мисочке с одновременным выкладыванием пустых черной, серой и белой мисок. Очень скоро пескари научились подплывать прямо к красной миске. Было доказано, что для цветового зрения рыбам служат колбочки.
Эксперименты по исследованию цветового зрения у рыб были продолжены многими ихтиологами и проводятся до сих пор. Шименц установил, что рыбы воспринимают ультрафиолетовые лучи как цветовые, отличая их от прочих. Если вспомнить, что ультрафиолет проникает глубже других лучей, то представление о полной темноте глубин до 1500 м не будет правильным. Кстати, Гертер дрессировал рыб не только на разный цвет, но и на определенную форму, и даже на буквы R и L.
Но это все ученые. А что же говорят рыболовы? Например, насадку с красным червем окуни берут охотнее, чем с белым, а белугу, наоборот, привлекает белый цвет. Раньше на Каспийском море существовал браконьерский лов белуги «на каладу». На большие крючки насаживались куски белой клеенки в форме треугольника. Возможно, что белуга принимает насадку за белую ракушку и берет ее. Издавна рыболовы окрашивают свои сети в малозаметные для рыб цвета.
К сожалению, на наличие цветового зрения исследованы на сегодняшний день не все виды рыб, но точно известно, что цвета различают речная минога, мойва, треска, пикша, сайда, полосатая зубатка, подкаменщик, камбала-ерш, кефаль, хамса, ставрида, морской и речной налим, барабулька, лещ, щука, речной окунь, золотой карась, линь, сазан, речной угорь, ушастый окунь, гольян и некоторые другие рыбы. Еще было установлено, что рыбы, выращенные на разных кормах, предпочитают разные цвета пищи.
Кстати, не забывайте, что рыбы, очутившиеся на берегу, не утрачивают способности видеть. Угорь переползает из одного водоема в другой. Выброшенные на берег лосось или щука свои движения направляют так, чтобы снова очутиться в водоеме. Так что будьте аккуратны и не разбрасывайте рыб вдоль берега, а то добыча вам только хвостом махнет!
К органам чувств рыбы относятся: зрение, слух, боковая линия, электрорецепция, обоняние, вкус и осязание. Разберем каждое по отдельности.
Орган зрения
Зрение – один из основных органов чувств у рыб. Глаз состоит из округлой формы хрусталика, имеющего твердую структуру. Находится вблизи роговицы и позволяет видеть на расстояние до 5м в состоянии покоя, максимальное зрение достигает 10-14м.
Хрусталик улавливает множество световых лучей, позволяя видеть в нескольких направлениях. Часто глаз имеет возвышенное положение, таким образом, в него попадают прямые лучи света, косые, а также сверху, снизу, с боков. Это значительно расширяет поле зрения рыб: в вертикальной плоскости до 150°, а в горизонтальной – до 170°.
Зрение монокулярное – правый и левый глаз получает отдельное изображение. Глаз состоит из трех оболочек: склера (ограждает от механических повреждений), сосудистой (поставляет питательные вещества), и ретинальной (обеспечивает световосприятие и цветоощущение за счет системы палочек и колбочек).
Орган слуха
Слуховой аппарат (внутреннее ухо или лабиринт) расположен в задней части черепной коробки, включает два отделения: верхний овальный и круглый нижний мешочки . В овальном мешочке расположены три полукружных канала – это орган равновесия, внутри лабиринта течет эндолимфа, с помощью выводного протока соединяется у хрящевых рыб с окружающей средой, у костных — заканчивается слепо.
Орган слуха у рыб совмещен с органом равновесия
Внутреннее ухо делится на три камеры, в каждой находится отолит (часть вестибулярного аппарата, который реагирует на механическое раздражение). Внутри уха заканчивается слуховой нерв, образуя волосковые клетки (рецепторы), при изменении положения тела раздражаются эндолимфой полукружных каналов и помогают сохранять равновесие.
Восприятие звуков осуществляется за счет нижней части лабиринта – круглого мешочка. Рыбы способны улавливать звуки в диапазоне 5Гц – 15кГц. К слуховому аппарату относятся боковая линия (позволяет услышать низкочастотные звуки) и плавательный пузырь (выступает как резонатор, соединён с внутренним ухом посредством Веберового аппарата , состоящего из 4 косточек).
Рыбы близорукие животные , передвигаются часто в мутной воде, с плохим освещением, некоторые особи обитают в морских глубинах, куда свет не достает вовсе. Какие же органы чувств и как позволяют ориентироваться в воде при таких условиях?
Боковая линия
Прежде всего – это боковая линия – основной орган чувств у рыб. Представляет собой канал, который идет под кожей вдоль всего тела, в области головы разветвляется, образуя сложную сеть. Имеет отверстия, через которые связывается с окружающей средой. Внутри расположены чувствительные почки (рецепторные клетки), которые воспринимают малейшие изменения вокруг.
Так они могут определять направление течения, ориентироваться на местности ночью, ощущать движение других рыб, как в стае, так и приближающихся к ним хищников. Боковая линия оснащена механорецепторами, они помогают водным жителям уворачиваться от подводных камней, инородных предметов, даже при плохой видимости.
Боковая линия может быть полной (располагается от головы до хвостовой части), неполной, а может быть вовсе заменена на другие развитые нервные окончания . При травмировании боковой линии рыба уже не сможет долго существовать, что свидетельствует о важности данного органа.
Боковая линия рыб — главный орган ориентации
Электрорецепция
Электрорецепция – орган чувств хрящевых рыб и некоторых костистых (электрический сом). Акулы и скаты ощущают электрические поля с помощью ампул Лоренцини – небольшие капсулы заполненные слизистым содержимым и выстланы специфическими чувствительными клетками, находятся в области головы и сообщаются с поверхностью кожи при помощи тонкой трубки.
Очень восприимчивы и способны ощущать слабые электрические поля (реакция возникает при напряжении в 0,001 мКв/м).
Так электрочувствительные рыбы могут выследить жертву, скрытую в песке, благодаря электрическим полям, которые создаются при сокращении мышечных волокон во время дыхания.
Боковая линия и электрочувствительность – это органы чувств характерны только для рыб!
Орган обоняния
Обоняние осуществляется при помощи ресничек, расположенных на поверхности специальных мешочков. Когда рыба чует запах, мешочки начинают двигаться: сужаться и расширятся, улавливая пахучие вещества. Нос включает 4 ноздри, высланные множеством чувствительных клеток.
Своим нюхом легко находят пищу, сородичей, партнера на период нереста. Некоторые особи способны подавать сигналы об опасности выделяя вещества, к которым чувствительны другие рыбы. Считают, что обоняние для водных жителей важнее зрения.
Органы вкуса
Вкусовые рецепторы рыб сосредоточены в ротовой полости (ротовые почки), и ротоглотке. У отдельных видов (сом, налим) встречаются в области губ и усов, у сазанов — по всему телу.
Рыбы способны распознавать, как и человек, все вкусовые характеристики: соленое, сладкое, кислое, горькое. С помощью чувствительных рецепторов рыба может отыскать необходимую пищу.
Осязание
Рецепторы осязания расположены у хрящевых рыб на участках тела не покрытых чешуей (брюшная область у скатов). У костистых чувствительные клетки разбросаны по всему телу, основная масса сосредоточена на плавниках, губах — дают возможность ощущать прикосновения.
Особенности органов чувств у костистых и хрящевых
Косные рыбы имеют плавательный пузырь, который воспринимает более широкий диапазон звуков, у хрящевых он отсутствует, также у них идет не полное разделение внутреннего уха на овальный и круглый мешочки.
Цветное зрение свойственно костистым, поскольку в их сетчатке находятся и палочки, и колбочки. Зрительный орган чувств хрящевых включает лишь палочки, которые не способны различать цвета.
У акул очень острый нюх, намного больше развита передняя часть мозга (обеспечивает обоняние), чем у других представителей.
Электрические органы – особые органы хрящевых рыб (скатов). Используются для защиты, нападения на жертву, при этом генерируются разряды мощностью до 600В. Могут выступать в качестве органа чувств – образуя электрическое поле, скаты улавливают изменения при попадании в него посторонних тел.
Представители костных рыб имеют костный или костно-хрящевый скелет. По старой систематике костных рыб выделяли в ранге класса, в котором было четыре подкласса: хрящекостные (осетровые), лучеперые (подавляющее большинство рыб), двоякодышащие (протоптерус), кистеперые (латимерия). По новой систематике костные рыбы - это группа, включающая два класса: лучеперые и лопастеперые рыбы.
Костные рыбы появились приблизительно в девоне. На сегодняшний день их около 30 тысяч видов.
Рыбы в процессе эволюции обзавелись множеством прогрессивных черт строения, которые позволили им приспособиться к разнообразным условиям водной жизни, а следовательно, рыбы многообразны по условиям жизни и форме тела.
Кожа костных рыб
Наружный покров рыб образует эпидермис (многослойный эпителий) и дерма (соединительная ткань). В эпидермисе есть железы, выделяющие слизь, которая уменьшает трение тела о воду при движении рыбы.
Чешуя костная. Это отличает костных рыб от хрящевых, у которых чешуя плакоидная (имеет иное происхождение и строение).
В коже рыб есть пигментные клетки, обуславливающие окраску тела. Некоторые виды рыб могут менять свою окраску, приспосабливаясь к окружающему фону.
Скелет рыбы
Скелет рыб составляет позвоночник, мозговой череп, висцеральный скелет, скелет парных конечностей и их поясов.
Также как у хрящевых у костных рыб позвоночник делится на туловищный и хвостовой отделы.
От поперечных отростков тел позвонков отходят ребра. Ребра оканчиваются свободно, они служат защитой внутренним органам.
Лучи парных плавников костные, соединены с костями поясов конечностей. Плавник движется относительно своего пояса как единый рычаг. Пояса конечностей костной рыбы лежат в мягких тканях свободно.
Мышечная система сохраняет метамерное строение, однако более сложное, чем у хрящевых рыб. Мышцы крепятся к костям скелета.
Плавают рыбы за счет движения хвостового плавника. Парные конечности - грудные и брюшные плавники - выполняют функцию рулей глубины.
Нервная система и органы чувств рыб
Спинной мозг рыб находится в канале, образованном верхними дугами позвонков. Таким образом спинной мозг хорошо защищен.
Головной мозг защищен черепной коробкой и состоит из пяти отделов: переднего мозга с обонятельными долями, промежуточного и среднего мозга, мозжечка, продолговатого мозга. Наиболее развиты у костных рыб мозжечок и средний мозг. Первый отвечает за координацию движений, а во втором находятся зрительные центры.
В глазах находится шаровидный хрусталик, роговица утолщена. Аккомодация достигается за счет движения хрусталика, а не изменения его формы (как, скажем, у млекопитающих). Рыбы видят в даль обычно до 15 м, т. е. их хрусталик приспособлен для зрения на близком расстоянии. Такое приспособление зрения в процессе эволюции обусловлено низкой прозрачностью воды. Глаза имеют веки.
Ноздри ведут в замкнутые обонятельные мешки. Там расположены обонятельные рецепторы.
Хорошо развиты органы химического чувства (обоняния и вкуса). Вкусовые почки у костных рыб находятся не только в ротовой полости, но и в различных местах кожи тела.
Орган слуха и равновесия состоит из внутреннего уха, включающего три полукружных канала (орган равновесия), и полого мешочка, который воспринимает звуковые колебания. Благодаря плотности воды звуковые волны передаются через кости черепа и достигают органов слуха (другими словами, во внешнем отверстии нет необходимости). Рыбы могут издавать звуки (скрип, щелчки). Такие звуки выполняют роль сигналов при поиске пищи и во время размножения. Звуки издаются с помощью трения зубов, костей, при изменении объема плавательного пузыря.
Осязательные клетки у рыб расположены по всей поверхности тела.
Орган боковой линии
У рыб имеется уникальный орган боковой линии. Он состоит из чувствительных клеток, которые расположены на дне желобков или в каналах на теле рыбы. Эти каналы или желобки имеют отверстия во внешнюю среду. Чувствительные клетки органа боковой линии имеют реснички. Каналы тянутся по обеим сторонам всего тела рыбы.
Функция органа боковой линии - это восприятие колебаний воды. С помощью боковой линии рыбы определяют скорость и направление течения, наличие предметов рядом и даже колебания напряженности магнитных и электрических полей.
Пищеварительная система рыб
В ротовой полости костных рыб имеются недифференцированные зубы. Зубы могут находиться не только на челюстных, но и небных и некоторых других костях. Зубы рыб выполняют лишь функции захвата и удержания добычи, но не измельчают еду. Рыбы просто заглатывают пищу. Слюнных желез у них нет.
За ротовой полостью идет глотка и пищевод, открывающийся в желудок. Желудочный сок содержит соляную кислоту и пепсин, которые частично расщепляют пищу. Дальнейшее переваривание происходит в кишечнике с помощью секретов печени и поджелудочной железы. У растительноядных видов костных рыб в кишечнике обитают симбиотические простейшие и бактерии, которые выделяют ферменты, способствующие перевариванию пищи.
Мальки рыб питаются планктоном. Пища взрослых костных рыб разнообразна, многие всеядны.
Плавательный пузырь
Плавательный пузырь в процессе эмбрионального развития костной рыбы образуется как вырост на спинной стороне кишки в области будущего пищевода. У ряда рыб пищевод и плавательных пузырь сохраняют сообщение между собой и во взрослом состоянии.
Плавательный пузырь, выполняя функцию гидростатического органа, позволяет костным рыбам находиться наплаву без всяких мышечных усилий. Это происходит за счет изменения объема газов в пузыре. Кровь капилляров стенок пузыря поглощает из него или выделяет в него газ. Когда пузырь увеличивается, общая плотность рыбы уменьшается, и она всплывает.
У всех хрящевых рыб плавательного пузыря нет. Среди костных рыб его нет у скумбриевых и многих донных видов.
Кроме своей основной функции, плавательный пузырь частично участвует в дыхании.
Дыхательная система костных рыб
У костных рыб от 5 до 7 пар жаберных щелей, поддерживаемых жаберными дугами и прикрытых с каждой стороны одной жаберной крышкой.
В процессе эмбрионального развития жаберные отверстия образуются в переднем отделе пищеварительной трубки.
На жаберных дугах расположены жаберные лепестки, в которых находится густая сеть мелких капилляров. Здесь происходит газообмен.
Движение воды и омывание жаберных лепестков обеспечивается движениями рта и жаберных крышек. Костные рыбы засасывают воду через рот и на выдохе прогоняют ее через жаберные щели. При этом вода омывает жаберные лепестки.
Кроме дыхания жабрами ряд рыб частично осуществляют газообмен с помощью кожи. Также могут заглатывать воздух, в этом случае кислород всасывается кишечником.
Кровеносная система рыб
Сердце рыб двухкамерное (одно предсердие и один желудочек), следовательно, имеется только один круг кровообращения. Через сердце проходит венозная кровь, которая затем направляется в жабры. Оттуда уже артериальная кровь через выносящие жаберные артерии попадает в спинную аорту и по отходящим от нее сосудам разносится по тканям. Отдав кислород, кровь по венам собирается в предсердие.
Таким образом, приносящие жаберные артерии доставляют венозную кровь от сердца, а выносящие жаберные артерии с артериальной кровью объединяются в спинную аорту.
Сердце у рыб сокращается редко и слабо. Так у речного окуня происходит 20 сокращений в минуту. Следовательно, у рыб достаточно медленный обмен веществ. Рыбы холоднокровны (температура их тела зависит от температуры окружающей среды).
Выделительная система
Выделительная система рыб представлена двумя туловищными почками, которые имеют лентовидную форму.
У большинства костных рыб конечным веществом распада белков является аммиак. Он ядовит и для вывода его из организма требуется много воды.
Моча из почек через мочеточники поступает в мочевой пузырь, откуда выходит через самостоятельное отверстие. Частично продукты распада у рыб удаляются через жабры в процессе дыхания.
Размножение костных рыб
Подавляющее большинство рыб раздельнополы. Однако в качестве исключения имеются гермафродитные виды, у которых половые железы попеременно выполняют функции то семенников, то яичников. А вот у морского окуня разные части половых желез одновременно образуют сперматозоиды и яйцеклетки.
Размножение только половое. У костных рыб оплодотворение почти всегда наружное.
Для рыб характерна большая плодовитость, так как при внешнем оплодотворении много икры не оплодотворяется. Кроме того гибнет много мальков. У рыб, проявляющих заботу о потомстве, плодовитость ниже.
Некоторые виды (лососевые и др.) размножаются один раз в жизни, после чего погибают.
Индивидуальное развитие происходит с неполным превращением. Личинки рыб называются мальками.