Удобнее всего рассмотреть строение и физиологические процессы жизнедеятельности костистых рыб на примере окуня речного — наиболее распространённого представителя пресных водоёмов.
Внешнее строение костистой рыбы
Тело окуня состоит из трёх отделов:
- голова,
- туловище,
- хвост.
Условно границей между головой и туловищем считается задняя часть жаберных крышек, а между туловищем и хвостовым отделом — анальное отверстие.
В основном тело рыбы удлинённое, обтекаемой формы. Покрыто черепицеобразно расположенной костной чешуёй, по концентрическим кольцам которой можно определить возраст животного. Чешуйки одним концом входят в кожу.
Кожные железы выделяют слизь, которая способствует уменьшению трения о воду и выполняет защитную функцию.
В плавании рыбы значительную роль играют плавники:
- основное значение в движении вперёд принадлежит хвостовому (непарный равнолопастный плавник);
- спинные и анальный (так же непарные плавники) действуют как стабилизаторы;
- парные плавники (грудные и брюшные) необходимы для поворотов, остановок, сохранения равновесия.
Внутреннее строение рыб
Скелет костный. Исполняет опорную и защитную функции. Состоит из скелета головы, позвоночника и скелета конечностей и их поясов.
Скелет головы имеет два отдела:
- мозговой;
- жаберно — челюстной.
В мозговом отделе черепа размещён головной мозг. Жаберно — челюстной представлен верхними и нижними челюстями, жаберными дугами и подъязычной дугой, поддерживающей язык. С обеих сторон головы размещены плоские широкие кости жаберных крышек, которые защищают жабры.
Позвоночник состоит из позвонков, тело которых вогнуто с обеих сторон. (амфицельные позвонки). Между телами позвонков находятся остатки хорды. Со спинной стороны позвонков размещены верхние дуги, оканчивающиеся остистыми отростками. Совокупность верхних дуг образует спинномозговой канал, где проходит спинной мозг.
Позвоночный столб делится на туловищный и хвостовой отделы. К поперечным отросткам позвонков туловищного отдела присоединяются рёбра. Тела позвонков хвостового отдела, которые имеют нижние дуги и оканчиваются остистыми отростками, образуют канал (гемальный), в котором проходят кровеносные сосуды.
Скелет конечностей представлен скелетами непарных и парных плавников. Скелет непарных плавников состоит из ряда коротких плавниковых подпорок. Грудные и брюшные плавники поддерживаются короткими плавниковыми лучами, которые присоединяются к поясам конечностей (плечевому и тазовому).
Мышечная система окуня имеет метамерное строение. Она представлена двумя большими боковыми мышцами, которые разделены продольной бороздой на спинной и брюшной отделы. В поперечном направлении мышцы разделены на сегменты. Есть и дифференцированные мышцы: челюстей, жаберных крышек, плавников, глаз, глотки.
Пищеварительная система начинается ртом. В ротовой полости преимущественно на челюстях размещены зубы конической формы, служащие для удержания добычи. Ротовая полость ведёт в глотку, пронизанную жаберными щелями. Дальше пища через короткий пищевод попадает в желудок (способный растягиваться) и начинает перевариваться под влиянием желудочных желез. Частично переваренная в желудке пища попадает в тонкий кишечник, куда впадают протоки пищеварительных желез — поджелудочной и печени. В тонком кишечнике пища окончательно переваривается, всасывается и попадает в кровь. Непереваренные остатки пищи выводятся в заднюю кишку и выбрасываются наружу через анальное отверстие. Слюнные железы отсутствуют.
Выделительная система представлена почками тёмно — красного цвета, которые находятся в туловищном отделе по сторонам позвоночника над плавательным пузырём. От почек отходят мочеточники, по которым моча перетекает в мочевой пузырь, откуда через мочевое отверстие выводится наружу.
Органы дыхания представлены жабрами. Жабры состоят из жаберной дуги, жаберных тычинок и жаберных лепестков. Жаберные тычинки, не пропускающий частичек пищи в орган дыхания. На внешней выгнутой стороне дуги размещены ярко — красные жаберные лепестки. Дыхание происходит с помощью жаберных крышек и рта, которые двигаются, нагнетают воду в жаберную полость и выталкивают её наружу. Когда вода попадает в жаберную полость, сквозь стенки капилляров жаберных лепестков происходит обмен газов в условиях водной среды.
Кровеносная система рыб замкнута. Один круг кровеобращения. Сердце двухкамерное, состоит из предсердия и желудочка, между которыми есть клапаны, обеспечивающие движение кровь течёт по брюшной аорте и попадает в приносные жаберные артерии, несущие кровь к жабрам, где она превращается в артериальную. Артериальная кровь по венозных жаберных артериях течёт к сонным артериям (несут кровь к голове) и спинной аорте (поставляет кровь внутренним органам), где превращается на венозную и по венам (сердечным) течёт к сердцу. Замечание Подкишечная вена (в ней всасываются переваренные питательные вещества) несёт кровь к печени, там она разветвляется до капилляров и образует воротную систему печени (печень выполняет барьерную функцию). Тут кровь освобождается от ядовитых веществ, формируется печёночная вена, несущая кровь к сердцу.
Нервная система окуня состоит из центральной (головного и спинного мозга) и периферической (нервов, отходящих от головного и спинного мозга). Головной мозг дифференцирован на типичные для позвоночных пять отделов:
- передний мозг(от него отходят осязательные доли),
- промежуточный мозг,
- средний мозг,
- мозжечёк,
- продолговатый мозг (переходящий в спинной).
Передний мозг развит слабо. Средний достигает больших размеров. Хорошо развит мозжечёк. Отделы мозга управляют жизненно важными функциями. В переднем отделе мозга расположен центр обоняния, в среднем — зрения, в продолговатом — слуха и осязания, в мозжечке — координации движений.
Спинной мозг представлен толстостенной трубкой с узким каналом.
Органы чувств. Роль органов чувств чрезвычайно важна в жизни рыб. С помощью органов чувств и нервной системы осуществляется связь рыбы с окружающей средой. Благодаря безусловным и условным рефлексам происходит питание, обеспечивается соответствующее поведение рыб. Характерным для органа зрения является то, что круглый хрусталик глаза не изменяет формы и почти касается плоской роговицы. Потому рыбы близоруки. Они видят на расстоянии от 1 до 12 м. Органы слуха (они же и органы равновесия) представлены перепончатым лабиринтом (внутреннее ухо), размещённым в костных капсулах черепа. Органы обоняния — две ноздри, размещённые спереди глаз и ведут в обонятельные мешки. Обоняние хорошо развито. Органы вкуса — это микроскопические вкусовые бугорочки, размещённые в ротовой полости и на поверхности кожи.
Орган боковой линии располагается по бокам тела в виде узенькой полоски. Это погружённый в кожу канал, который соединяется с внешней средой многочисленными отверстиями, пронизывающими чешуйки. Отверстия ведут в заполненный слизью канал, где находятся рецепторы, которые воспринимают силу и направление колебания воды.
Только у рыб имеется плавательный пузырь, расположенный в брюшной полости под почками. Стенки плавательного пузыря пронизаны кровеносными сосудами, через которые кровь выделяет или поглощает газ. С помощью плавательного пузыря регулируется удельный вес рыбы в воде, в следствие чего рыба может перемещаться на различную глубину.
Половая система. Животные разнополые.
Случается и гермафродитизм — у морского окуня.
У самцов на спинной стороне брюшной полости расположены парные удлинённые гладкие белесоватые тела — семенники, которые продуцируют семенную жидкость, которая по выводящему протоку выводится через половое отверстие. У самки окуня яичник непарный, имеет зернистую структуру (у большинства рыб он парный). В нём вырабатываются яйцеклетки, в которых накопляются питательные вещества и превращаются на икру, выводящуюся наружу через половое отверстие.
Размножение и развитие костистых рыб
Сезонные изменения в жизни рыб связаны с изменением условий существования зависимо от сезона и состоят из размножения, нагула, подготовки к зимнему периоду и зимовли. Половой зрелости большинство пресноводных рыб достигает в 3 — 4 года, белый амур, севрюга — в 6 — 13 лет, белуга — в 15 — 20 лет, отдельные же виды (тюлька, бычки) — в несколько месяцев.
Когда созревают половые продукты, у рыб проявляется инстинкт размножения. Характерным для рыб является нерест — выбрасывание самками икры с дальнейшим их оплодотворением семенной жидкостью самцов.
Нерест ранней весной происходит у щук, окуней и др., позже нерестятся плотва, лещ, судак; в конце лета — карась, карп, линь и др.; у лососевых нерест происходит осенью.
Для некоторых рыб характерны нерестовые миграции.
Лососевые, осетровые рыбы живут в морях. На нерест они плывут в верховья рек, чтобы там на мелководье в безопасности отложить икру.
Онтогенез речного угря происходит в бассейне рек Балтийского моря, а на нерест он плывёт в Атлантический океан, где на глубине, среди водорослей Саргассового моря, отлаживает икру.
Это проходные рыбы. Во время нерестовых миграций некоторые виды рыб (кета, горбуша и др.) не питаются. Организм их истощается, после размножения они гибнут.
Большинство рыб отлаживает икру там, где они живут (на мелководье, среди растений). Оплодотворение икринок происходит в воде. Тут происходит и их развитие.
У некоторых рыб (тюльки, аквариумных рыб) развитие икры происходит на протяжении нескольких часов, а у других (лосося) — несколько месяцев.
Развитие костистых рыб непрямое: из икринок выходят личинки (прозрачные, без плавников и рта, питающиеся за счёт желтка икринки). У личинки есть хорда и нет парных плавников и чешуи. Личиночная стадия в основном очень короткая. Личинки растут и превращаются в мальков, которые отличаются от взрослых особей лишь размером тела.
После размножения у рыб начинается посленерестовый нагул, необходимый для возобновления запаса питательных веществ и подготовки к зиме. Зимой, когда понижается температура воды, значительно уменьшается активность рыб.
Забота о потомстве
Большинство рыб, отложив икру, не заботится о потомстве. Потому лишь частичка процента икринок и мальков превращаются во взрослых рыб. Отсюда понятна выработанная в процессе природного отбора огромная плодовитость рыб.
Плотва выбрасывает 25 тыс. икринок, карп и щука — 100 тыс., треска, рыба — луна — до нескольких миллионов икринок.
Рыбы, у которых выработались приспособления для сохранения потомства, отличаются низкой плодовитостью.
Лососевые с помощью плавников делают ямки, в которые самки отлаживают икру, а самцы поливают её молоками. После этого рыбы засыпают ямки галькой. В связи с этим кета отлаживает лишь 3 — 5 тыс. икринок, горбуша — 1 — 2 тыс.
Самка сома обыкновенного отлаживает икру на «гнездо», самец поливает её молоками. Взрослые рыбы охраняют икру: аэрируют воду и отпугивают врагов.
Оригинально приспособилась к защите потомства горькая на вкус рыба горчак. Самка с помощью яйцеклада, который разрастается во время нереста, отлаживает несколько икринок под створки моллюска. Чтобы избавиться от икринок горчака, моллюск сильнее втягивает воду сифоном. Самец горчака возле сифона выпускает молоки, которые попадают внутрь моллюска и оплодотворяют икринки. Личинки горчака некоторое время находят тут приют.
У самцов морской иглы икра сохраняется в складке кожи на нижней стороне тела. Икринки морского конька развиваются внутри брюшного мешка самца, куда самка отлаживает икру. Самцы трёхиглой корюшки строят гнездо, в котором самка отлаживает икру. Самцы охраняют икру, способствуют улучшению её аэрации. Потому самка отлаживает всего до 100 икринок.
Есть среди рыб и живорождение (оплодотворение икринок происходит в теле самки).
В озере Байкал на большой глубине обитает очень интересная небольшая прозрачная рыбка голомянка. Она поднимается на поверхность раз в жизни, чтобы родить живых мальков (мальки выходят через разрыв стенки брюшка).
Живорождение наблюдается и у аквариумных рыбок — гуппий, меченосцев, потому они малоплодовиты.
