СТРОЕНИЕ РЫБ - Форма тела, голова, боковая линия, плавники, способы передвижения
Форма тела. Поскольку рыбы живут в среде с большей плотностью, чем воздух, то форма их тела, его строение и функции определяются именно этим (рис. 3). Рыбы приспособлены к передвижению как в стоячей, так и в текучей воде. Плотность, вязкость, движения воды, как поступательные, так и колебательные, играют в их жизни су щ ественную роль.
Основные типы формы тела рыб: 1) торпедовидный – наиболее хорошие пловцы, обитатели толщи воды. К этой группе можно отнести акул, тунцов, лососей и т. д.;
2) стреловидный – близок к предыдущему, но тело более вытянуто, а непарные плавники отодвинуты назад. Хорошие пловцы, обитатели толщи и засадники. Сюда могут быть отнесены сарганы, щуки, барракуды;
3) сплющенный с боков – сильно варьирующий тип. Обычно его подразделяют на следующие подтипы:
- лещевидный;
- луна-рыбы;
- камбаловидный. По образу жизни эти рыбы наиболее разнообразны: от пелагических видов (луна-рыбы) до придонных (лещи) и донных (камбалы);
4) змеевидный – тело сильно вытянуто, на поперечном разрезе практически круглое. Обычные обитатели зарослей, укрытий, часто закапываются в грунт. Типичные представители: угри, мурены, иглы, миноги, миксины;
Рис. 3. Форма тела рыб: 1 – скумбрия; 2 – сарган; 3 – лещ; 4 – луна-рыба; 5 – камбала; 6 – угорь; 7 – морская игла; 8 – сельдяной король; 9 – кузовок; 10 – рыба-еж; 11 – морской конек; 12 – скат
5) лентовидный – тело сильно вытянуто и сжато с боков. Как правило, плохие пловцы, обитатели пелагиали и дна – сельдяные короли, сабли, щиповки, вьюны;
6) шаровидный – тело почти круглое, хвостовой плавник слабо развит. Плохие пловцы, обитатели придонных мест обитания. Сюда относятся кузовки, пинагоры, тетраодоны;
7) плоский – тело сплющено дорзо-вентрально. Плохие пловцы, обитатели дна, часто засадники. Представители – скаты, удильщики и т. д.
Между основными типами существуют переходные формы, определяя многообразие мировой ихтиофауны.
Тело рыбы состоит из головы, туловища и хвоста. Границей между головой и туловищем является задний край жаберной крышки (без жаберной перепонки), между туловищем и хвостом – анальное отверстие. При изучении внутривидовых различий рыб большое значение имеет установление морфологических признаков – пластических (качественных) и меристических (счетных). Пластические признаки ука
Рис. 4. Форма головы рыб: 1 – сельдь; 2 – клюворыл; 3 – лопатонос; 4 – акула-молот; 5 – парусник; 6 – сом-присоска; 7 – морской конек; 8 – акула; 9 – палтус; 10 – рыба-пила
На голове расположены рот, глаза, носовые и жаберные отверстия. У костных рыб на голове имеется одна пара жаберных щелей, а у большинства акул и всех скатов 5 пар. У химер 4 пары жаберных щелей прикрыты складкой кожи, подобной жаберной крышке. Настоящую жаберную крышку имеют лишь костные рыбы.
Жаберные крышки у рыб окаймлены жаберными перепонками, которые могут быть прикрепленными к межжаберному промежутку (у карповых) или свободными (у сельдевых). У некоторых рыб жаберные перепонки срастаются между собой, образуя складку (белуга).
Положение рта и его строение зависят от характера питания (рис. 5). У рыб различают рот: верхний, когда нижняя челюсть сильно выступает вперед кверху (чехонь, толстолобик); полуверхний, когда нижняя челюсть едва выступает вперед (уклейка); конечный, когда челюсти имеют одинаковую длину (пелядь, скумбрия); полунижний, когда верхняя
зывают на экстерьер рыбы, соотношение отдельных частей тела и включают различные измерения.
Голова. Формы голов у рыб разнообразны и зависят от условий обитания. У меч-рыбы верхняя челюсть вытянута в длинный мечевидный придаток, обеспечивающий ей высокие скорости плавания. У лопатоноса голова в виде лопаты, у иглы-рыбы – трубки. Своеобразна голова акулы-молота, напоминающая молот, на концах которого находятся глаза (рис. 4).
челюсть едва выступает вперед (вобла, лещ); нижний, когда верхняя челюсть, или рострум, сильно выступает вперед (хрящевые рыбы, осетровые, рыбец). Нижний рот может быть полулунным (белуга) или в виде поперечной щели (осетр, подуст). У некоторых рыб рот имеет вид косой щели, направленной вверх (синец, шемая). Рыбы, питающиеся у дна, обычно имеют нижний или полунижний рот, а планктофаги – верхний. Исключение составляют акулы, у которых положение рта связано не с характером питания (они в основном хищники), а определяется наличием рострума, выполняющего гидродинамические функции. У некоторых рыб межчелюстные кости подвижно соединяются с черепом и рот может выдвигаться, образуя ротовую трубку (выдвижной рот осетровых и карповых). У рыбообразных рот имеет воронкоподобную форму, выполняющую роль присоски.
Рис. 5. Форма рта рыб: а – верхний; б – конечный; в – полунижний; г – нижний; д – выдвижной; е – воронкообразный (круглый)
По бокам головы обычно расположены глаза. В некоторых случаях они смещены далеко наверх, а у взрослых камбал находятся на одной стороне. У всех рыб (за исключением круглоротых) носовые отверстия парные. У костных рыб они располагаются впереди глаз на верхней стороне головы, а у хрящевых (акул, скатов, химер) – на нижней. Позади глаз у хрящевых рыб и хрящевых ганоидов имеются отверстия – брызгальца, представляющие собой остаток нефункционирующих жаберных щелей. Многие рыбы имеют на голове усики (сом, треска, вьюн) как органы осязания и вкуса, а также шипы и колючки для защиты.
Боковая линия. У большинства рыб с каждой стороны расположена одна полная боковая линия (l.l. – linia lateralis), у некоторых она прерванная (корюшки, наваги) или изогнутая (чехонь). У терпугов расположено по 5 боковых линий с каждой стороны, а у ряда рыб (сельдевых) ее совсем нет, имеются лишь каналы на голове.
Плавники. Плавники являются характерной особенностью строения рыб. Их размеры, форма, количество, положение и функции различны. Плавники позволяют сохранять равновесие тела, участвуют в движении и торможении. Они подразделяются на парные, соответствующие конечностям высших позвоночных животных, и непарные. К парным плавникам относятся грудные Р (pinna pectoralis) и брюшные V (p. ventralis), к непарным – спинной D (p. dorsalis), анальный А (р. analis) и хвостовой С (p. caudalis). У лососевых, харациновых, сомиков-кошек и косатковых позади спинного плавника имеется жировой плавник, лишенный плавниковых лучей (p. adiposa).
Анальный плавник обычно бывает один, но у трески их два, а у колючей акулы нет совсем.
Хвостовой плавник отличается разнообразным строением и формой. По форме можно выделить полулунный (тунец), выемчатый (лосось), округлый (налим), вильчатый (сельдь), усеченный (треска), за остренный (бельдюга). В зависимости от величины верхней и нижней лопастей различают изобатный, гипо и эпибатный типы хвостовых плавников.
В изобатном плавнике верхняя и нижняя лопасти одинаковы (тунцы, скумбрии), в гипобатном удлинена нижняя лопасть (летучие рыбы), а в эпибатном – верхняя (акулы, осетровые). По форме и расположению относительно конца позвоночника различают несколько типов: прото церкальный – в виде плавниковой каймы (миноги); дифицеркальный – внешне и внутренне симметричный (двоякодышащие); гетероцеркаль ный – несимметричный, когда конец позвоночника заходит в верхнюю, наиболее удлиненную лопасть плавника (акулы, осетровые); гомоцер кальный – наружно симметричный, причем видоизмененное тело последнего позвонка заходит в верхнюю лопасть (костистые) (рис. 6).
Рис. 6. Типы строения хвостового плавника: 1 – протоцеркальный (минога); 2 – гетероцеркальный (акула, осет р ообразные); 3 – гомоцеркальный (большинство костистых рыб); 4 – дифицеркальный
Способы передвижения. Многообразие форм тела и условий обитания рыб определяет и различные способы их движения. Известны три способа – плавание, ползание и полет. Типичным для рыб является
плавание, которое осуществляется в основном за счет боковых изгибов тела и хвоста. Изгибание тела является результатом метамерного мышечного сокращения (рис. 7).
Рис. 7. Схема движения рыбы с помощью хвостового плавника (по М. А. Козлову, И. М. Олигеру, 2004)
Сильнее изгибают тело рыбы с большим числом позвонков. Очень короткое тело луны-рыбы (всего 17 позвонков) изгибаться не может. Рыбы, у которых строение тела исключает возможность боковых изгибов (кузовок, спинорог, конек, игла-рыба, луна-рыба, электрические рыбы), плавают благодаря волнообразным (ундулирующим) движениям плавников: электрический угорь – анальному; луна-рыба и кузовок – хвостовому; скаты – грудному (рис. 8).
Рис. 8. Форма ундулирующих плавников у различных рыб: 1 – морской конек; 2 – солнечник; 3 – луна-рыба; 4 – кузовок; 5 – морская игла; 6 – камбала; 7 – электрический угорь
Различают два типа плавания при помощи боковых изгибов тела: угревидный и скумбриевидный. Рыбы с угревидной формой (миноги, угри, вьюны) при движении волнообразно изгибают все тело. Этот тип передвижения является наиболее экономичным, хотя скорости плавания при этом невелики.
При скумбриевидном типе плавания большое значение имеет хвост, при помощи которого рыба отталкивается от воды и продвигается впе
ред. На долю хвоста приходится около 40 % всей движущей силы, создаваемой рыбой при плавании.
Рыбы плавают с различной скоростью, которая зависит от особенностей строения, физиологического состояния, температуры воды и других факторов. Наиболее подвижной является меч-рыба, способная развивать скорость до 33 м/с. Обыкновенный тунец, например, плавает со скоростью до 20 м/с, лосось – 5 м/с.
Скорость движения рыб находится в определенной зависимости и от длины тела, в соответствии с чем определяется коэффициент скорости (частное от деления абсолютной скорости на корень квадратный от ее длины v L / ) или количество длин корпуса в секунду L/c.
В зависимости от скорости движения рыб выделяют следующие группы: очень быстроплавающие (меч-рыба, тунцы, акула-мако) – коэффициент скорости около 70; быстроплавающие (лососи, скумб р ии) – коэффициент скорости 30–60; умеренно быстрые (кефали, треска, сельди) – коэффициент скорости 20–30; небыстрые (сазан, лещ) – коэффициент скорости 10–20; медленноплавающие (бычки) – коэффициент скорости 5–10; очень медленноплавающие (колюшка, лунарыба) – коэффициент скорости менее 5.
Рыбы одного вида могут плавать с различной скоростью, в связи с чем различают бросковую и крейсерскую скорости. Бросковую скорость, достигающую 30–70 L/c, рыбы развивают в течение очень короткого времени (при испуге, броске на добычу). С крейсерской скоростью, обычно не превышающей 1–4 L/c, рыбы плавают в течение длительного времени.
На скорость движения рыб оказывают влияние форма их тела, чешуйный покров, наличие слизи. Для медленноплавающих рыб обычно характерно высокое тело и крупная чешуя (многие карповые), а также угревидная, лентовидная, шаровидная форма тела.
Быстроплавающие рыбы имеют хорошо обтекаемую форму тела, мелкую чешую, тонкий мускулистый хвостовой стебель, нередко с горизонтальными килями (тунцы), сильно развитый, почти симметричный высокий хвостовой плавник, дополнительные плавнички позади спинного и анального плавников (тунцы, пеламиды, скумбрии). У многих быстроплавающих рыб имеются своеобразные обтекатели: жировые веки (кефали, сельдь-черноспинка), лопастинки у основания грудных плавников (лобан), удлиненные чешуйки на хвосте (сельдьчерноспинка).
Одним из способов передвижения является ползание по грунту, которое осуществляется в основном при помощи грудных плавников и хвоста (окунь-ползун, морской черт, многопер, илистый прыгун, морской петух). Окунь-ползун (анабас), например, обитающий в стоячих водах тропических районов, способен выползать на сушу и передвигаться с помощью грудных плавников, а также хвоста и колючек жаберной крышки.
Полет, точнее, воздушное парение, свойствен немногим, например летучим рыбам, обитающим в пелагиали тропических и субтропических вод Мирового океана. Расправив длинные и широкие грудные плавники, спасаясь от хищников, эти рыбы выпрыгивают из воды и некоторое время парят в воздухе, нередко пролетая расстояние до 200 и даже 400 м.