Как видят рыбы? Видят ли они нас? И кто мы для них? Инопланетяне, для которых обитатели подводного мира только продукт питания, или дружественные пришельцы, изучающие их неведомый и загадочный мир. Жизнь подводных обитателей полна чудесных и удивительных тайн.
Роль зрения для подводных животных чрезвычайно важна. С его помощью, как и с помощью других чувств (обоняния, осязания, слуха) рыбы получают информацию об окружающей среде, а также обеспечивают контакт между особями своего вида. Зрение определяет и пищевую активность рыб. У хищных он имеет одну цель -найти добычу и спрятаться от более сильного обитателя моря, чтобы избежать нападения и снова ринуться в поисках менее защищенных и слабых особей. А у беззащитных травоядных рыб нет ничего более важного, чем уйти от хищника и затаиться в укромном месте.
Оптические свойства воды не позволяют животному видеть далеко. Хрусталик у рыб не может менять форму и приспосабливать зрение к расстоянию. Острота его зависит от прозрачности воды. Хорошо рыбы могут видеть в прозрачной воде не более чем на расстоянии в 1,5-2 метра, однако различают предметы в пределах 12-15 метров.
Лучше видят хищные рыбы, живущие в проточной прозрачной воде (форель, хариус, жерех). Так как глаза у рыб расположены по бокам головы и на некотором возвышении над поверхностью тела, угол зрения у них очень велик и, не поворачиваясь, они могут видеть каждым глазом не только спереди, но и по сторонам -до 1700 по горизонтали и около 1500 по вертикали.
Акула-молот из-за странной формы головы отчетливо видит во всех направлениях: не только то, что происходит перед ней, но также и вертикально — выше и ниже, сбоку и сзади.
В мутной и малопрозрачной воде рыбам позволяет ориентироваться второе зрение — боковая линия, уникальнейший аппарат, который выполняет функцию своеобразного радара, позволяющего улавливать малейшие колебания воды. Глаза у рыб лишены век, и они постоянно открыты. Морская вода омывает их и очищает от посторонних примесей.
А теперь снова вернемся к вопросу, видят ли нас рыбы. Его особенно часто задают рыболовы-любители. Не совсем хорошо, но рыбы могут видеть и надводный мир. По закону преломления световых лучей они сравнительно отчетливо видят без искажения предметы, находящиеся прямо у них над головой, например шлюпку или птицу, пролетающую над водой.
Наклонно падающие лучи преломляются. И чем острее угол и ниже предмет, тем более искаженным он кажется рыбе. Например, рыболов, стоящий на берегу, виден рыбе достаточно хорошо. Но если он присядет, рыба практически не видит его, особенно в неспокойную погоду.
При лове кефали подъемным заводом рыба, попавшая в сетную ловушку, прекрасно видит стенку, преградившую ей путь, и стремится уйти, пытаясь перепрыгнуть через нее. Иногда крупные кефали проводят первоначальную рекогносцировку, незначительно выпрыгивая из воды, оценивая высоту стенки, и только затем делают мощный прыжок.
Оказавшись не в своей среде, на берегу, рыбы не утрачивают способности ориентации. Например, угорь спокойно переползает из одного водоема в другой. Да и попробуйте выбросить живую, только что пойманную крупную рыбу на берег: она сделает все, чтобы оказаться в родной стихии. Рыбы могут не только видеть, но и запоминать увиденное.
Удивительный случай произошел у берегов Пуэрто-Рико. Крупная акула-мако была подстрелена из охотничьего гарпунного ружья. Сделав рывок в сторону моря и освободившись от стрелы, она ринулась к берегу. К изумлению присутствующих, она пыталась схватить незадачливого охотника, стоявшего на берегу, не обращая внимания на находившихся рядом людей.
А у некоторых рыб глаза специально приспособлены для наблюдения не только в воде, но и в воздухе. Анаблепс-рыба — четырехглазка, обитающая в Амазонке. Глаза у нее разделены на верхнюю и нижнюю камеры, снабженные специальной оптикой. Верхняя часть глаза приспособлена для наблюдения в воздухе, нижняя — в воде. Эта рыба прекрасно видит и комарика в воздухе, и маленького рачка в воде.
Хищные рыбы видят намного лучше травоядных. Зоркое зрение им необходимо при выслеживании и преследовании жертв. Особенность зрительного аппарата некоторых рыб позволяет им расчленить движение ускользающей добычи на отдельные фазы и угадать ее направление и скорость, что позволяет молниеносным броском поймать быструю и проворную жертву. Мелкие стайные рыбы видят значительно хуже.
Исследованиями подтверждено, что рыбы различают даже форму предмета, квадрат отличают от треугольника, а куб от пирамиды, чего не могут даже некоторые наземные животные.
Рыбы различают цвет. Особенно обитающие в поверхностных слоях воды, куда хорошо проникают солнечные лучи. Это уже давно доказано многочисленными экспериментами и подтверждается их богатой окраской тела с различными цветовыми оттенками, особенно в период нереста. А рыбьи невесты более благосклонно относятся к самцу с яркой и пестрой окраской — принимают все-таки по одежке.
Но кто знает, чем еще руководствуются рыбьи самки при выборе партнера для продолжения рода. Многие виды рыб знают в «лицо» выбранных им «мужей» для совместной жизни и не позволяют чужаку вторгнуться в их жизнь и разбить семейное счастье.
Цветовое зрение позволяет рыбам приспосабливаться к среде для защиты от хищников. Например, рыбы, обитающие на светлом фунте, имеют светлую окраску, а живущие среди водорослей — полосатую камуфляжную одежду.
Ну а некоторые рыбы, такие как камбала, меняют окраску буквально на ходу в зависимости от цвета грунта и так сливаются с ним, что хищник, проплывая над затаившейся рыбой, не замечает ее. Однако ослепшие рыбы, в том числе и камбала, не меняют свой цвет в зависимости от изменения цвета грунта, и зрительное восприятие в этом случае остается основополагающим.
Зорче других дневные рыбы-хищники. К ним относятся щука, форель, хариус. К ночным — судак, лещ, сом. У них в сетчатой оболочке глаза находятся светочувствительные элементы, воспринимающие очень слабые световые лучи, которые позволяют различать в темное время суток тени жертвы.
Рыбы приспособились ориентироваться и в постоянном мраке — в глубоководной части океана. Глаза, как правило, большие, имеющие телескопическое строение, позволяющие им улавливать малейшие проблески света, исходящие обычно от самих же глубоководных обитателей.
У многих из них имеются своеобразные световые органы-«фонарики», встроенные для удобства в какую либо часть тела, например в рот. Голодная рыба широко открывает пасть, и лампочка автоматически загорается. Мелкие рыбешки, привлеченные светом, заплывают в рот, и хитрая хищница тут же его закрывает. У некоторых глубоководных рыб «горят» удлиненные отростки, исходящие из головы, как антенны, воспринимающие голоса других подводных жителей — «своих» или «чужих».
А другие сияют целиком, словно елочные новогодние игрушки, в свете горящих разноцветных гирлянд. Исследователи, опустившиеся в батискафе на большую глубину, в кромешное царство тьмы, были изумлены открывшимся перед ними чудесным красочным миром. Сверкающие призраки проплывали перед ними, переливаясь многоцветьем.
Какая красота прячется от человеческого взора в бесконечных глубинах океана! Хочется, чтобы человек для подводных жителей был лишь миролюбивым пришельцем, изучающим этот таинственный мир.
Владимир КОРКОШ, ихтиолог, журналист (Керчь).
Продолжаем нашу традиционную рубрику Советы бывалых рыбаков — раскажем об органах чувств рыб:
Навигация: О рыбе — органы, инстинкты
Зрение
Глаз рыбы — довольно совершенный оптический прибор. Он лишён век и постоянно открыт. Практически рыба в прозрачной воде видит не далее чем на 10-12 м, а ясно — только в пределах 1,5 м. 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°. Рыба хорошо видит предметы, расположенные спереди и по сторонам, несколько хуже — сзади, но даже в неподвижном состоянии способна просматривать большую часть окружающей среды. Совершенно необычным должен казаться рыбе надводный мир. Без искажения рыба видит лишь предметы, находящиеся прямо над её головой — в зените. 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 перестаёт видеть предмет. Лучи, идущие от глаза рыбы вне конуса, изображённого на рис. 1, полностью отражаются от водной поверхности, и она представляется рыбе зеркальной. В ней отражаются дно, водные растения, плавающие рыбы. Рис. 1. Схема углов зрения, под которыми рыба видит предметы, находящиеся в воде
Рис. 1.2. Схема углов зрения, под которыми рыба видит предметы, находящиеся над водой
С другой стороны, особенности преломления лучей позволяют рыбе видеть как бы скрытые предметы. Представим себе водоём с крутым обрывистым берегом. Сидящий на берегу человек не увидит рыбу — она скрыта береговым выступом, а рыба увидит человека (рис. 2). Поэтому на рыбалке всегда предпочтительнее сидеть, чем стоять, так как вероятность попасть в поле зрения рыбы значительно меньше.
Особенности строения глаза рыб, также, как и других органов, зависят прежде всего от условий обитания и образа их жизни. Рис. 2 Преломление лучей зрением человека и рыбы
Зорче других — дневные хищные рыбы — форель, жерех, щука. Это и понятно — они обнаруживают добычу главным образом зрением. Хорошо видят рыбы, питающиеся планктоном и донными организмами. У них зрение гоже имеет первостепенное значение для отыскивания добычи.
Многие наши пресноводные рыбы — лещ, судак, сом, налим — чаще охотятся ночью. Им нужно хорошо видеть в темноте. И природа позаботилась об этом. У леща и судака в сетчатой оболочке глаз находится светочувствительное вещество, а у сома и налима имеются даже специальные пучки нервов, воспринимающие самые слабые световые лучи. Эти рыбы обладают и способностью различать цвета и даже оттенки. Не зря же рыболовы привлекают внимание рыб, украшая свои крючки цветными шерстинками, чаще всего красными.
Рыболовы хорошо знают, что для успешной ловли не безразличен цвет применяемых блёсен.
Способность различать цвета развита у различных рыб неодинаково. Лучше различают цвета рыбы, обитающие у поверхности, где много света. Хуже — которые живут в глубине, куда проникает только часть световых лучей. Рыбы не одинаково относятся к искусственному свету. Одних он привлекает, других отпугивает. Например, костёр, разведенный на берегу реки, привлекает, по мнению старых рыболовов, плотву, налима, сома. А вот угорь, сазан не любят света.
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 10-12 м, а 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, близкие от рыбы предметы снаряжения рыболова — поводок, грузило, сачок, поплавок, лодка — должны сливаться с окружающим фоном.
Осязание у рыб
Осязание или тактильная чувствительность у рыб – основной путь познания ими окружающего мира. Источником информации при этом являются касания объектов, других рыб, растений, субстрата. А получается она через осязательные рецепторы, которые у рыб расположены по-разному: у хрящевых видов – на участках тела, которые не защищены плакоидной чешуей (на усиках у акул-пилоносов, на брюхе у скатов); у костных видов – по всему телу, но наиболее сконцентрированы на плавниках, усиках, губах.
Тактильные рецепторы располагаются в коже, которая покрывает тело рыбы, в носовом мешке (в выстилке), в ротовой полости, в толще ее слизистой оболочки (включая глоточную, и жаберную полости). Все они разделены специалистами на группы:
- быстроадаптирующиеся рецепторы:
- термальные колбы Краузе и тельца Мейснера, воспринимающие трение, перемещения, вибрацию, прикосновения; они содержат волоски, смещение и изгиб которых несет рыбе какую-либо информацию;
- тельца Пачини, «отвечающие» у рыб за восприятие высокочастотной вибрации.
- медленноадаптирующиеся рецепторы:
- клетки Маркеля, реагирующие на местное надавливание и способные улавливать пространственное высокое различие стимулов;
- тельца Руффини, способные улавливать растяжения внешних покровов кожи.
- нервные свободные окончания, охватывающие у рыб практически всю поверхность тела;
- нервные окончания на голове, являющиеся выходом тройничного нерва;
- нервные окончания на плавниках, хвостовом стебле, туловище, являющиеся выходом спинномозговых нервов.
Нервные окончания, помимо чисто тактильных ощущений, позволяют рыбам «различать» температурные, болевые и химические характеристики.
Органы осязания
Ихтиология утверждает, что у рыб тактильную специализированную функцию выполняет целый набор «устройств»: разрастания, выросты, плавниковые свободные лучи, плавники, усы, рострум. Кроме того, часто они несут на себе дополнительно хемосенсорные, вкусовые почки, что расширяет их функцию по оценке окружающего мира, позволяет «лучше присмотреться», в частности, к рыболовным приспособлениям, приманкам.
Усы
Данный вид рецепторов является эпидермальным, щупальцевидным по форме выростом, расположенным на голове рыбы, чаще вокруг или вблизи рта. Их длина, количество, форма у разных видов рыб сильно различаются; усы могут быть неподвижными, подвижными. При потерях значительной части, при повреждениях рецепторы регенерируются. В эпидермисе кожи усов, помимо тактильных рецепторов, есть много вкусовых почек.
Такой широкий набор «возможностей» усов указывает на их важность в жизни рыб, определяет образ жизни, поведение, питание. Особенно они нужны в сильно замутненных водах, на глубинах, куда практически не проникает солнечный свет.
Строение, длина усов оказывает влияние на экологию питания рыб. Например, длинноусые и короткоусые обыкновенные караси, у которых разница в размерах усов 1…2 см, в условиях недостатки пищи питаются различными кормовыми объектами.
Из наблюдений, полезных для рыболовов: если в усах рыб присутствуют вкусовые почки, значит они более активные в обследовании окружающего пространства при поиске пищи. Это, к примеру, присуще многим видам сомов, которые предпочитают питаться на дне и притом в сумерках. Так же поступают тресковые рыбы, добавляя к возможностям усов функции свободных лучей плавников.
Плавники
Свободные лучи, присутствующие в плавниках, – в ряду главных органов, которые обеспечивают рыбам осязание. Они есть в грудных, брюшных и спинных плавниках. Длина лучей бывает разной, у некоторых рыб даже может превышать длину тела.
В лучах учеными обнаружены сенсорные клетки подобные тем, которые расположены у рыб на подбородочных усиках. Такими рецепторами подводные обитатели тестируют донные объекты, оценивая их на возможность использования в пищу.
Есть примеры свободных лучей, которые могут двигаться. К примеру, у морских петухов сектор их перемещения достигает 180°, что позволяет рыбе ощупывать гораздо большую площадь, чем осматривать с помощью зрения.
Рострумы
Данный вид рецепторов – часть головы, расположенная впереди глаз. Как и все другие они бывают разных размеров, выполняют различные функции. Например, у рыб, которые быстро плавают, рострумы удлинены и способствуют снижению сопротивления воды; они же позволяют имеющимися тактильными сенсорами ощущать поток воды, выбирать оптимальное направление перемещений.
Имеющаяся на рострумах сеть боковых каналов информирует рыбу о скорости движения. У осетров здесь же расположены электрорецепторные органы; у лопатоносов, у которых рострумы утолщены и по длине равны трети общей длины рыб, они снабжены ампуллярными рецепторами, способными «сообщить» о присутствии вблизи отдельных планктонных организмов или об их скоплении.
Помимо осетровых и другие виды рыб, используя осязательные рецепторы на рострумах, ищут пищу в толще или на поверхности дна. Рострум некоторыми рыбами используется и как инструмент для добывания пищи с толщи грунта.
Дермальные зубы и нерестовые наросты
В период подготовки и в процессе икрометания нерестовые наросты выполняют роль самых востребованных осязательных рецепторов. Дермальные зубы (или одонтоды) разбросаны по всему телу рыб и предназначены для опробования пи щи, контроля потока воды.
В общем, тактильные ощущения более важны для травяных, донных, пещерных рыб. По наблюдениям, к примеру, сом хватает пищу только тогда, когда ее касаются усы. Если же приманка проплывает мимо, то хищник на нее чаще не реагирует. Важность осязания подчеркивает эксперимент, при котором гольянов и форелей ослепляли, но рыба не умирала с голоду именно благодаря использованию тактильных ощущений с помощью разных рецепторов.
Специально для lovitut.ru — В.А.Н.
Слух
О том, что рыбы реагируют на звуки, известно давно. Шум или звук может как пугать, так и привлекать рыбу. Рыболовы умело используют и любознательность, и пугливость рыб. Сома успешно ловят, приманивая ударами по воде особой колотушкой — «квоком». Очень часто используют шум рыбаки, чтобы загнать рыбу в сети. Установлено, что рыбы способны улавливать звуки с частотой колебания от 5 Гц до 13 кГц, т.е. в более широком по сравнению с человеком диапазоне (от 16 Гц до 13 кГц). Колебания, рождённые в воздушной среде, плохо доходят до слуха рыбы, потому что эти волны почти полностью отражаются от водной глади. Вы, наверное, наблюдали, что рыбы, плавающие в реке у самой поверхности воды, не реагируют на шум (даже сильный) с расстояния примерно 8-10 м. Но всякий шум, созданный в воде, раздражает рыбу. Объясняется это тем, что звуки, возникающие воде, рыбы способны слышать на значительном расстоянии. А некоторые рыболовы, не учитывая этого, часто с плеском опускают удочки, садки с рыбой или, того хуже, пытаясь освободиться от травинки на блесне, начинают с силой хлестать ею по воде.
Звуки с частотой от 16 до 13 000 колебаний в секунду рыбы воспринимают слуховыми лабиринтами, имеющимися в голове, и кожей. Учитывая слуховые возможности рыбы, на рыбалке надо стараться вести себя тихо, не создавая шума, который может отпугнуть рыбу, а вам и другим рыболовам испортить рыбалку. Механические и инфразвуковые колебания с частотами от 5 до 16 в секунду рыбы воспринимают «шестым» органом чувств, о котором подробно будет рассказано в следующем разделе.
Aquaria2.RU
Нельзя допустить, что рыбы не наделены зрением, что они не слышат, не имеют обоняния и осязания, не ощущают вкуса. Рыбам присущи все перечисленные пять чувств, у них имеются и соответствующие органы этих чувств. Кроме того, считается, что у рыб есть и шестое чувство, связанное с восприятием колебания и течения воды.
Глаза рыб отличаются своеобразными особенностями, соответствующими условиям жизни этой группы животных. Рыбы видят только на близком расстоянии, средней нормой их видимости считается расстояние в 1 метр; дальше 10–12 метров рыбы вообще ничего не видят. В плотной, малопрозрачной водной среде и более совершенные, чем у рыб, глаза не видят далеко.
Рыбы, очутившиеся на берегу, не утрачивают способности видеть. Угорь переползает из одного водоема в другой. Выброшенный на берег лосось свои движения направляет так, чтобы снова очутиться в водной стихии; так же ведет себя и щука.
Своеобразным строением отличаются глаза у рыбы анаблепс, водящейся в море у берегов Бразилии. Длина этой рыбки до 20 сантиметров. Научное название ее «тетрофтальмус», что по-русски значит четырехглаз. Глаза тетрофтальмуса разделены горизонтальной полоской на две части (но хрусталик один). Рыба эта обычно плавает на поверхности воды, нижние половины глаз находятся в воде, а верхние – в воздухе, и рыба, таким образом, может видеть предметы и в воде и в воздухе.
Выпуклые глаза рыбы прыгун тоже видят и в воде и в воздухе. Вспомним брызгуна, или стрелка, который метко направляет струю воды в сидящих на прибрежной траве насекомых.
Рыбы, обитающие на больших глубинах, а также в пещерных водах, имеют менее совершенные глаза, иногда у них орган зрения вовсе отсутствует.
Минога, глаза которой кажутся такими безжизненными, хорошо реагирует на свет. Я вел наблюдения над миногами в аквариумах Саратовской биологической станции. Днем миноги, обычно скучившись, висят в углах аквариумов, а с вечера и до рассвета носятся и даже выпрыгивают из воды. Если ночью осветить аквариум, миноги снова начинают собираться и присасываться к стеклу. Но вот что интересно. Миноги в аквариуме совершенно не реагировали на попытки привлечь их внимание темными и блестящими предметами, которые я вращал перед стеклом. Вывести миног из состояния покоя можно было только прикоснувшись к их телу.
Различают ли рыбы цвета? На этот вопрос нужно ответить утвердительно. Не случайно удильщики вешают на блесны пучочки ярко-красных ниток; рыб привлекает и блестящая, серебристая или золотистая, окраска блесны. Насадку с красным червем окуни берут более охотно, чем с белым. Белугу привлекает белый цвет. Раньше на Каспийском море существовал лов белуги «на каладу». На большие крючки насаживался кусок белой клеенки в форме треугольника. Возможно, что белуга насадку принимает за белую ракушку и берет ее. Такой лов был настолько добычлив, что подрывал запасы ценнейших осетровых рыб. Поэтому он был строго запрещен на Каспийском и других морях.
Любители аквариумных рыб знают, что можно приучить рыб подходить на определенные цвета.
Рыболовы окрашивают сети в малозаметные для рыб цвета.
Слуховой аппарат у рыб развит плохо, и это дает повод говорить о глухоте рыб. Но факт, что орган слуха у различных видов рыб развит в разной степени (у миног он более прост, у костистых рыб сложнее) указывает на совершенствование органа, и, несомненно, в этом есть целесообразность. Рыбы обладают способностью слышать.
Обратимся снова к рыболовецкой практике. Я видел, как корейцы в Японском море ловят минтая. Они промышляют эту рыбу крючками, без всякой насадки, но над крючками обязательно вешают побрякушки (металлические пластинки, гвозди и тому подобное). Рыбак, сидя в лодке, подергивает такую снасть, и минтаи собираются к побрякушкам. Ловля рыбы без побрякушек не приносит удачи.
Крик, стук, выстрелы над водой тревожат рыб, но это справедливее объяснять не столько восприятиями слухового аппарата, сколько способностью рыбы воспринимать колебательные движения воды с помощью боковой линии, хотя способ ловли сома «на клок», на звук, производимый особой (выдолбленной) лопаткой и напоминающий кваканье лягушки, многие склонны считать доказательством слуха у рыб. Сомы подходят на такой звук и берут крючок рыболова.
В непревзойденной по увлекательности классической книге Л.П.Сабанеева «Рыбы России» способу лова сома на звук отведены яркие страницы. Автор не дает объяснения, почему этот звук подманивает сома, но приводит мнение рыбаков о том, что он похож на голос сомих, которые будто бы на заре клохчут, призывая самцов, или на кваканье лягушек, которыми сомы любят полакомиться. Во всяком случае есть основание предполагать, что сом слышит.
В Амуре водится промысловая рыба толстолоб, известная тем, что держится стадно и при шуме выпрыгивает из воды. Выедешь на лодке в те места, где держится толстолоб, ударишь посильней веслом по воде или по борту лодки, и толстолоб не замедлит отозваться: сразу же несколько рыб с шумом выпрыгнут из реки, поднявшись на 1–2 метра над ее поверхностью. Ударишь еще, и снова толстолоб выпрыгнет из воды. Рассказывают, что бывают случаи, когда выпрыгнувшие из воды толстолобы топят маленькие лодки нанайцев. Однажды в нашем катере выпрыгнувший из воды толстолоб выбил стекло. Таково действие звука на толстолоба, видимо, очень неспокойную (нервную) рыбу. Эту рыбу, длиной почти в метр, можно добывать без ловушки.
Прудовые (домашние) рыбы подходят на звук колокольчика.
Но есть и более убедительные факты, говорящие в пользу наличия у рыб слуха. Многие рыбы сами издают звуки. В Южно-Китайском море рыбаки давно научились подслушивать рыбу. Рыбак опускает за борт лодки голову, погружает ее в воду сантиметров на 20 и слушает подводные звуки. Опытные рыбаки различают рыб по голосу. Рыбы одного вида ворчат, другого – чирикают, третьего – гудят и т. д. Стаи сельдей чирикают, как птенцы, кильки шумят, словно ветер в лесу. Слухачи утверждают, что рыбы одного и того же вида при питании издают не такой звук, как при миграции.
Рыбы морской орел (длиной до 2 метров), морской ворон и барабанщик, живущие у берегов тропических и подтропических морей (они попадаются также в Средиземном и Черном морях) издают под водой своеобразные звуки. Крупная рыба барабанщик (длина ее около 1,5 метра), живущая в западной части Атлантического океана, получила такое название не случайно: издаваемые ею звуки напоминают удары барабана. Научное название этой рыбы– «погониас хромис», что в переводе с греческого языка на русский означает бородатый скрипун. Рыба эта имеет на подбородке маленькие усики, а издаваемый ею звук некоторым кажется похожим на скрип.
В тропических водах обитает камбала, которая издает звук, напоминающий звук арфы или звук колокола. Черноморский морской петух тригла, похожий на бычка, издает звук «оо-хрр-оо». Происхождение этого звука объясняют трением костей жаберных крышек друг о друга. Тригла замечательна еще и тем, что может передвигаться (ходить) по дну моря, пользуясь тремя лучами грудных плавников, как ногами. Этим же трем плавникам приписывают роль органов осязания и даже органов вкуса. Некоторые виды триглы имеют органы свечения.
Дальнейшие исследования рыб, несомненно, позволят выявить много других видов, представители которых издают звуки.
Ученые располагают совершенной аппаратурой для морских исследований. Есть приборы, позволяющие находить стаи рыб, определять их примерную численность и т. д. Эхолот теперь стал универсальным устройством, которым пользуются и исследовательские и промысловые суда. Пройдет время, и появится такой прибор, который позволит воспринимать и записывать звуки подводного царства, и тогда уже никто не сможет утверждать, что в мире рыб царит вечное безмолвие.
Способность издавать и воспринимать звуки имеет определенное значение в жизни рыб. Подобно тому как гуси и лебеди во время перелетов поддерживают связь друг с другом посредством голоса, рыбы, возможно, также подают друг другу сигналы во время миграций, когда они стадом идут на нерест или ищут кормные участки.
Органы обоняния у рыб развиты хорошо. У акул и скатов носовые отверстия расположены на нижней стороне головы, у костистых рыб – на верхней, впереди глаз. Поступающая в носовые отверстия вода омывает носовую ямку, стенки которой пронизаны ветвями обонятельного нерва.
Обоняние играет немалую роль в жизни рыб. Производили такой опыт. Ослепленному налиму закрывали ноздри и подносили совсем близко корм, но рыба не обнаруживала его. Когда ноздри открывали, тот же слепой налим быстро находил корм, даже расположенный в 30 сантиметрах от него. А вот другой опыт. В углы аквариума положили разный корм, и рыба, пользуясь обонянием, находила нужную ей пищу.
Особенно хорошо развито обоняние у акул. Запах отходов китовых заводов привлекает их с довольно значительных расстояний. Если повредить обонятельные дольки мозга в голове акулы, она утратит чувство обоняния. Акул ловят на крюки, на которые насажены сильно пахнущие поджаренные куски тюленьего мяса.
Ощущают рыбы и вкус. Если акула рвется к жареному куску тюленьего мяса или рыбы, значит она признает этот кусок вкусным. Белуга хватает белую клеенку, насаженную на крючок, потому что принимает ее за съедобную ракушку. Органами вкуса у рыб являются сосочки, почечки на губах и теле. Если бросить рыбе неподходящий для нее корм, то она второпях может схватить его, но потом быстро выплюнет.
Рыболовы знают, какой рыбе какой корм нравится, и готовят соответствующую приманку. На Неве, да и в других местах лещ хорошо ловится на приманку в виде гречневой каши. Язь ловится на моченый горох, сом – на лягушек и так далее.
О наличии у рыб чувства осязания знает каждый – все рыбы моментально реагируют на самое легкое прикосновение к их телу. Смотришь на щуку, уснувшую на дне реки, и кажется, что она мертва, но едва прикоснешься к хвосту или к голове удилищем,– и щука вмиг исчезает.
При охоте со светлым лучом прекрасно видны рыбы, держащиеся у дна. Рыбак подносит острогу совсем близко к телу рыбы, но она не обнаруживает тревоги до того момента, как острога коснется ее. Кстати, нужно сказать, что такая охота запрещена, и я вспомнил о ней лишь для доказательства способности рыб ощущать прикосновение твердых предметов к их телу и реагировать на эти прикосновения. Рыбы осязают также плавниками и усами.
Мы уже говорили, что у рыб есть еще и шестое, так называемое боковое чувство. Рыбы ощущают колебания воды, движение других рыб, находящихся по соседству, чувствуют приближение к предметам. Это чувство позволяет рыбам свободно плавать и ночью, и в мутной воде.
Главным органом бокового чувства является боковая линия, представляющая собой у большинства рыб ряд прободенных чешуек, вдоль которых проходит канал с расположенными в нем чувствительными почками. У низко развитой плащеносной акулы боковая линия идет в виде бороздки от головы до хвоста, у других акул, как и у костистых, бороздка превратилась в закрытый канал, имеющий поры для сообщения с внешней средой.
Органы бокового чувства у некоторых личинок рыб представлены придатками на теле. На рисунке изображена личинка обыкновенного пескаря, у которой органы бокового чувства – в виде нежных придатков – находятся на голове. С возрастом они исчезают.
Ослепленную щуку помещали в аквариум, но она благодаря боковой линии быстро настигала свою жертву и проглатывала ее. Когда же боковую линию повредили, щука потеряла способность обнаруживать добычу.
У некоторых рыб боковая линия выражена только на передних чешуйках. У корюшки на боках тела по нескольку десятков поперечных рядов чешуй, боковая же линия проходит только по 4–15 передним чешуям. У гольяна боковая линия идет с перерывами, у некоторых рыб она сильно изогнута. Есть рыбы, у которых на каждом боку две, три и даже более боковых линий, иногда они разветвлены. У ряда рыб функции этого органа выполняют многочисленные бороздки, канальцы, которые расположены на голове и являются продолжением боковой линии. По мнению некоторых ученых, густая сеть головных чувствительных каналов сделала излишней боковую линию у сельдей, и она у них постепенно исчезла. Интересный и наглядный пример эволюции органа!
Чувствительные канальцы на голове хорошо видны, если осторожно снять с головы кожу. Давление воды передается рыбе через слизь, содержащуюся в каналах боковой линии и головы. Доказано, что звуковые колебания боковой линией не воспринимаются. «Шестое чувство» рыб нуждается в дальнейшем исследовании.
‹ Рыбы мирные и хищныеВверхВозраст и рост рыб ›
Шестое чувство
Главный орган этого чувства у рыб — боковая линия. Этот орган имеется только у рыб и земноводных, постоянно живущих в воде. Боковая линия — это канал, который обычно тянется вдоль туловища от головы до хвоста. В канале расположены чувствующие почки, соединённые с внешней средой, с нервами и с головным мозгом малюсенькими отверстиями, находящимися в чешуйках. Боковая линия воспринимает даже самые незначительные водные колебания и помогает рыбам определять силу и направление течения, улавливать отражённые токи воды, чувствовать движение соседа в стае, волнение на поверхности. Пользуясь «шестым» чувством, рыбы могут плавать ночью в мутной воде, не наталкиваясь на подводные предметы и друг на друга. Недаром опытный рыболов-спиннингист обращает внимание не только на внешний вид блесны и её «игру», но и на характер создаваемых ею колебаний. Применяются даже специальные блёсны — акустические. Боковая линия позволяет улавливать и те колебания, которые передаются воде извне — в результате сотрясения почвы, ударов по воде, взрывной волны. Такие колебания рыбы ощущают с гораздо большей чувствительностью, чем колебания в воздухе. Поэтому опытные рыболовы остерегаются стучать в лодке, ходят по берегу не топая, но не опасаются громко разговаривать.
Хищные рыбы пользуются боковой линией и как локатором, посредством которого следят за движением жертвы. Мирным же рыбам боковая линия помогает своевременно обнаружить врага, отличить его от своих сородичей.
Органы осязания, обоняния и вкуса. Помимо «шестого» чувства ориентироваться в воде рыбам помогают осязание и обоняние. Эти два чувства помогают рыбе в поисках пищи. Хорошо развитое обоняние, органами которого являются носовые ямки, разделенные на две части (передняя пара отверстий служит для входа воды, а задняя — для выхода), позволяет рыбам ощущать появление в водной среде необычных или же привычных для них растворённых веществ даже в ничтожно малых количествах. Органы осязания у некоторых рыб, как, например, у сазана, расположены чуть ли не на всем теле. Но чаще всего они находятся около рта. У налима органом осязания служит усик на нижней губе. У сома имеются два длинных подвижных уса. Рыбы хорошо отличают вкусное от невкусного, сладкое от кислого и соленого. Вкусовые органы расположены во рту и глоточной полости. У некоторых особей они выходят изо рта и на поверхность тела: у сазана — на усы, у сома и налима — на губы. Таким образом, рыбакдолжен иметь в виду, что рыбу не любым «блюдом» можно соблазнить, надо, чтобы и внешне оно выглядело привлекательным и имело хороший запах и вкус. Таблица 1.1 Условные обозначения: ххх — основной орган, участвующий в отыскании пищи; х х — орган, всегда участвующий в отыскании пищи: х — орган, иногда участвующий в отыскании пищи; 0 — орган, отсутствующий или не участвующий в отыскании пищи
К органам чувств рыбы относятся: зрение, слух, боковая линия, электрорецепция, обоняние, вкус и осязание. Разберем каждое по отдельности.
Нервная система и органы чувств рыб
1. Нервная система рыб представлена головным и спинным мозгом
. Головной мозг подразделен на следующие отделы: передний мозг, промежуточный, средний, мозжечок и продолговатый. От головного мозга идут двенадцать черепно-мозговых нервов, сгруппированных парами.
2. У переднего мозга
отсутствует деление на полушария, соответственно, почти отсутствует кора. На его переднем конце находятся обонятельные доли.
3. От промежуточного
и
среднего мозга
зрительные нервы идут к глазам. Средний мозг у большинства рыб невелик. В нем расположены центры зрительных рефлексов.
4. Мозжечок
отвечает за движения рыбы, он хорошо развит.
5. Продолговатый мозг
ответственен за функционирование пищеварительной системы, работу дыхательного центра, сердца и других органов.
Органы чувств
1. Органы обоняния
— одна ноздря у круглоротых и парные ноздри у всех остальных рыб, из которых отверстия ведут в обонятельные полости, не соединенные, что характерно для рыб, с ротовой. Как же рыбы чувствуют запахи в воде? Ноздря разделена перегородкой на две половинки, в одну вода затекает, через другую выходит. Именно в этот момент рыба успевает проанализировать запах и определить, в каком направлении находится пища.
2. Органы осязания
— покровы тела, чувствительные лучи плавников и усы. Очень забавные усы у осетровых, а у сома они вообще феноменальные — толстые и длинные.
3. Органы вкуса
— вкусовые сосочки, растущие на губах, во рту и даже на усиках.
4. Органы зрения
— крупные глаза, которые, увы, видят плохо, уже в паре метров картинка размывается. Большинству рыб доктор прописал бы очки от близорукости. Но зато угол зрения у рыб велик, до 170 градусов одним глазом, да и цвета они различают прекрасно. Лучше всех видят дневные хищники типа форели или щуки. Некоторые ночные рыбы приспособились видеть в темноте, у сома, например, для этого есть специальные нервы. Глубоководные рыбы в процессе эволюции глаза почти утратили.
5. Органы слуха
— внутреннее ухо, расположенное в черепе. Наружного уха у рыб нет вовсе за ненадобностью, ведь вода хорошо проводит звук, и рыбы чувствуют его через кости черепа. Именно поэтому рыбаки так болезненно относятся к громким звукам у воды.
6. Органы равновесия
в виде трех полукружных каналов также являются частью внутреннего уха. Каналы парные, как и орган слуха.
7. Боковая линия
— интересный орган рыб, нечто среднее между органами осязания и слуха. По бокам тела под чешуей проходят каналы с чувствительными клетками, которые улавливают направление движения и силу тока воды (сейсмосенсорное значение), а также инфразвук (низкие частоты). С помощью боковой линии рыбы могут определять, на каком расстоянии от них находятся другие рыбы, пища, различные предметы.
8. Плавательный пузырь
, в первую очередь, гарантирует плавучесть, благодаря наполняющим его газам. Но вдобавок к этому он может участвовать в процессе дыхания и образовывать звуки. Да, рыбы могут шуметь и даже «разговаривать» — они постукивают зубами, потирают плавниками друг о друга, издают звуки, двигая плавательным пузырем.
Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — подготовка к ЕГЭ по биологии (Москва)
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).
Система органов
Пищеварительная
Пищеварительная система начинается ротовым отверстием. У окуня и других хищных костных рыб на челюстях и многих костях ротовой полости находятся многочисленные мелкие острые зубы, которые помогают захватывать и удерживать добычу. Мускулистого языка нет. Через глотку в пищевод пища попадает в большой желудок, где начинает перевариваться под действием соляной кислоты и пепсина. Частично переваренная пища попадает в тонкую кишку, куда впадают протоки поджелудочной железы и печени. Последняя выделяет желчь, которая скопляется в желчном пузыре.
В начале тонкой кишки в неё впадают слепые отростки, благодаря которым увеличивается железистая и всасывающая поверхность кишечника. Непереваренные остатки выводятся в заднюю кишку и через заднепроходное отверстие удаляются наружу.
Дыхательная
Органы дыхания — жабры — расположены на четырёх жаберных дугах в виде ряда ярко-красных жаберных лепестков, покрытых снаружи многочисленными тончайшими складочками, увеличивающими относительную поверхность жабр.
Вода попадает в рот рыбы, процеживается через жаберные щели, омывает жабры, и выбрасывается наружу из-под жаберной крышки. Газообмен происходит в многочисленных жаберных капиллярах, кровь в которых течёт навстречу омывающей жабры воде. Рыбы способны усваивать 46-82% растворённого в воде кислорода.
Напротив каждого ряда жаберных лепестков находятся беловатые жаберные тычинки, имеющие большое значение для питания рыб: у некоторых они образуют цедильный аппарат с соответствующим строением, у других способствуют удерживанию добычи в ротовой полости.
Кровеносная
Кровеносная система состоит из двухкамерного сердца и сосудов. Сердце имеет предсердие и желудочек.
Выделительная
Выделительная система представлена двумя тёмно-красными лентовидными почками, лежащими ниже позвоночного столба почти вдоль всей полости тела.
Почки отфильтровывает из крови продукты распада веществ в виде мочи, которая по двум мочеточникам поступает в мочевой пузырь, открывающийся наружу позади заднепроходного отверстия. Значительная часть ядовитых продуктов распада (аммиак, мочевина и др.) выводятся из организма через жаберные лепестки рыб.
Нервная
Нервная система имеет вид утолщённой впереди полой трубки. Передний её конец образует головной мозг, в котором имеется пять отделов: передний, промежуточный, средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг.
Центры разных органов чувств размещены в различных отделах мозга. Полость внутри спинного мозга называется спинномозговым каналом.
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?
Особенности организации костных рыб (Osteichthyes)
Орган слуха и равновесия костных рыб, как и хрящевых, представлен только внутренним ухом, заключенным в хрящевую капсулу, наружные стенки которой окостеневают. Перепончатый лабиринт, или собственно внутреннее ухо, образовано лежащими во взаимоперпендикулярных плоскостях тремя хорошо развитыми полукружными каналами, отходящими от овального мешочка (вестибулярный аппарат или орган равновесия), лежащий ниже круглый мешочек имеет более или менее четко выраженный полый вырост — лагену — и служит собственно органом слуха. Отходящий от круглого мешочка тонкий эндолимфатический проток заканчивается слепо. В полости лагены, круглого и овального мешочков лежат отолиты, или слуховые камешки; они образованы кристалликами углекислой извести, скрепленными органическим веществом (по их слоистости, видной на шлифах, у многих видов можно определить возраст рыбы). Принципы работы органа слуха и равновесия описаны выше. У части костных рыб возникает связь плавательного пузыря с перепончатым лабиринтом: слепые отростки плавательного пузыря примыкают к затянутым перепонкой окошкам перилимфатической полости (некоторые окунеобразные, трескообразные) или образуется веберов аппарат — система косточек, соединяющих стенку плавательного пузыря с перилимфатической полостью внутреннего уха (карпообразные, сомообразные). Благодаря этому перепончатый лабиринт служит рецептором, улавливающим изменение давления в плавательном пузыре, а плавательный пузырь выполняет функцию резонатора и тем самым увеличивает остроту слуха. Костные рыбы воспринимают звуковые волны частотой от 16 до 12 000 Гц. Рецептором служат чувствительные поля лагены и круглого мешочка, а возможно, и овального мешочка. Низкочастотные звуки не выше 500-600 Гц, видимо, могут восприниматься и органами боковой линии. Следует напомнить, что в воде звуки распространяются со значительно большей скоростью, чем в воздухе (около 1500 м/с против 330 м/с) и на большие расстояния. Поэтому звуковая ориентация для водных животных, в том числе и для рыб, очень важна. Звукопроводимость тканей тела рыб близка к звукопроводимости воды, и поэтому восприятие звуков возможно при относительно простом строении органа слуха.
Слепая рыба (Astyanax fasciatus)
В последние десятилетия выяснилось, что ходячее выражение «нем, как рыба» не соответствует действительности. Рыбы издают разнообразные звуки, воспринимаемые особями того же и других видов, как сигналы определенного значения. Механические или неспецифические звуки, возникающие при различных действиях рыбы (плавании, дыхании, еде), тоже имеют сигнальное значение. Звуки челюстей при схватывании добычи и при перетирании пищи привлекают других особей своего вида и хищников, звуки питания хищных рыб вызывают оборонительную реакцию у мирных рыб: бегство, затаивание, уплотнение стаи и т. п. Привлекает хищников и звук трепетания или «крики боли» схваченной рыбы. Более определенное видоспецифическое значение имеют звуки, специально производимые рыбой в определенной ситуации: при встрече партнеров в период размножения (нерестовые сигналы, включающие призыв особи другого пола, опознавание и стимуляцию выделения половых продуктов), сигналы предупреждения, и угрозы при защите отложенной икры или охране своей территории и т. п. Эти специфические сигналы по звучанию могут быть очень разнообразными. Скрипучие и скрежещущие звуки издаются при произвольном трении друг о друга свободных костных лучей плавников, костей челюстей и жаберной крышки, пояса грудных плавников и т. д.
Особенно разнообразны звуки, издаваемые с помощью плавательного пузыря: они напоминают барабанный бой, хлопки, свист, ворчание, кудахтанье, жужжание, стоны и т. д. У рыбы-жабы (батрахообразные) на внешней стенке сердцевидного плавательного пузыря расположены плоские барабанные мышцы, а полость пузыря разделена плотной диафрагмой с отверстием посредине; издает звуки, похожие на хрюканье и пароходные гудки. У терапонов (окунеобразные) барабанные мышцы прикрепляются к затылочному отделу черепа и к стенкам передней части плавательного пузыря, звуки напоминают хлопки или барабанную дробь. Низкие ворчащие звуки издает макрурус (трескообразные), у которого лентовидные барабанные мышцы лежат по бокам плавательного пузыря. Звуковые вибрации стенок плавательного пузыря могут вызывать колебания косточек веберова аппарата, костей пояса грудных плавников или ритмичные удары плавниковых лучей по телу. Пока не выяснены механизмы звучания у бычков, белуги и ряда других рыб. Частоты издаваемых рыбами звуков лежат в пределах 20-12 000 Гц, т. е. в пределах чувствительности их слухового аппарата. Наиболее разнообразные акустические сигналы свойственны сумеречным и придонным рыбам, рыбам со сложной популяционной структурой.
Таким образом, костные рыбы имеют разнообразные органы чувств. При ориентировке и при поисках пищи почти всегда используются многие рецепторы. Так, нарушение положения тела, например, при ударе волны, воспринимается глазами, боковой линией, полукружными каналами и чувствительными полями круглого и овального мешочков (участками, к которым прилегают отолиты), плавательным пузырем и осязательными тельцами. При отыскании подвижной добычи используются зрение, органы боковой линии и электрические органы, обоняние и осязание помогает находить неподвижную пищу, а захват и проглатывание пищи проходит под контролем зрения и вкусовых и осязательных телец, расположенных на усиках и в ротовой полости.
Поведение и образ жизни. Поведение и связанная с ним популяционная структура костных рыб довольно сложны. Богатство безусловно-рефлекторной (врожденной) основы нервной деятельности рыб находит свое выражение в сложных инстинктах, обеспечивающих поиски и добывание пищи, размножение (нерестовые сигналы, выбор оптимальных мест для нереста, разнообразные формы заботы о потомстве), миграции, охрану индивидуальных участков или стайную организацию, обеспечивающую освоение больших территорий. Костные рыбы способны вырабатывать условные рефлексы на цвета, форму и размеры предметов, на звуки и другие раздражители. Все это определяет существование определенных и довольно различных у разных видов структур популяций. Сложные формы поведения рыб связаны не только с продолговатым и средним мозгом, но и с полосатыми телами переднего мозга. Так, цихлиды (окунеобразные) после удаления переднего мозга распознают особей другого пола, изучают новую территорию, но не могут откладывать икру и оплодотворять ее, теряют способность объединяться в стайки. У рыбок гемихромис способность охранять икру не восстановилась даже через 19 месяцев после повреждения полосатых тел.
Луна рыба (Mola mola)
Территориальное поведение сопровождается образованием различных внутрипопуляционных группировок. Их исходной формой, видимо, служит «выводок» — молодь, вылупившаяся из одной кладки. Только что выклюнувшиеся личинки не обращают внимания друг на друга, но уже через 2-3 дня обычно сближаются и повторяют движение соседей, составляя единую стайку с согласованным поведением. Этому способствует подражательное поведение, опирающееся на присущую молоди многих видов особую сигнальную «стайную» окраску — отчетливый рисунок или контрастные цветные пятна, — служащую опознавательными ориентирами. «Выводки» мальков обычно вскоре объединяются в большие стаи (элементарные популяции), состоящие из рыбок, развивавшихся совместно и обладающих сходным физиологическим состоянием и размерами. Такие группировки часто сохраняются до полового созревания.
При движении в стае рыбы определенным образом подстраиваются друг к другу, обеспечивая гидродинамически благоприятное расположение. Упорядоченность размещения рыб в стае иногда сохраняется и во время отдыха. Преимущества стайной жизни так называемых «мирных» рыб несомненны: стая быстрее находит скопления пищи, легче обнаруживает приближение врага; при появлении последнего рыбы сбиваются в столь плотную группу, что даже крупному хищнику трудно оторвать жертву, или, наоборот, рассыпаются, дезориентируя хищника. Хищники-рейдеры образуют «рассеянные стаи», в которых одиночки или группы из нескольких рыб держатся разобщено, но в пределах «видимости» (зрительной или акустической). Такое построение облегчает поиск подвижной добычи, ее атаку и захват. Многие виды рыб живут стаями в течение всей жизни (сельдевые, тресковые, карпообразные, окунеобразные и др.). Другие объединяются при кормовых и нерестовых миграциях, но распадаются на мелкие группировки на кормовых пастбищах и на нерестилищах, где нередко самки занимают отдельные участки для икрометания, иногда охраняемые и после откладки икры либо самкой (тихоокеанские лососи), либо самцом (некоторые тропические сомы и др.). Такие пресноводные хищники, как сом и щука, и ряд донных морских рыб (удильщикообразные, мурены из угреобразных, бычки-подкаменщики из скорпенообразных и др.) ведут одиночный образ жизни.
При недостатке пищи в водоеме нередко возникает каннибализм — поедание своей икры и молоди. В некоторых случаях он может становиться даже нормой. В отдельных озерах Западной Сибири крупные особи обыкновенного окуня питаются преимущественно мелкими окуньками, которые в свою очередь живут за счет планктона — пищи, не доступной для крупных окуней. Это дает возможность популяции существовать в водоемах, где для взрослых особей нет другого корма.
Особо сложные внутривидовые и межвидовые отношения характерны для рыб, населяющих тропические водоемы и коралловые рифы. Им сопутствует огромное разнообразие цветов и рисунков в окраске, развитие звуковой сигнализации и демонстрационного поведения, сложные формы брачного поведения и причудливый гермафродитизм, забота о потомстве (постройка гнезд, охрана икры и молоди). Такая внутривидовая (популяционная) организация упорядочивает использование пространства с его жизненными ресурсами. Примером усложнения взаимоотношений в богатых видами биоценозах тропических морей может служить существование мелких «рыб-чистильщиков», собирающих паразитов с кожи, поверхности глотки и жабр более крупных рыб — «пациентов». Последние иногда собираются к местам обитания «чистильщиков» большими группами, карикатурно напоминающими пациентов, терпеливо ожидающих в приемной «врача». Сами чистильщики обычно ярко окрашены, что предупреждает нападение на них. Одна из таких чистильщиков — рыбка Labroides dimidiatus, обитающая в тропиках Тихого океана, — представляет быстро и обратимо реверсирующего гермафродита, способного сменить состояние самца на состояние самки или обратно в течение нескольких минут. Они живут группами, состоящими из главы — крупного самца и гарема самок, среди которых крупные особи доминируют над мелкими. Самец активным поведением препятствует превращению самок в самцов, но при его гибели доминирующая самка немедленно превращается в самца, занимая его место (Робертсон, 1972). Отношения чистильщиков и обслуживаемых ими крупных рыб повели к появлению своеобразной мимикрии, когда мелкие хищники, по форме и окраске напоминающие чистильщиков, проникают в жаберные полости обманутых «пациентов», вырывая куски жабр.
Перуанская сардина (Sardinops sagax)
Для видов с одиночным образом жизни часто характерны защитная окраска и мощное вооружение (шипы, острые лучи плавников, иногда имеющие у основания ядовитые железы, и т. п.), у них обычно есть специальные звуковые сигналы, связанные с призывом самки и охраной территории.
Особенности образа жизни и поведения рыб, принадлежащих к различным отрядам, описаны выше. Независимо от экологического облика или систематической принадлежности жизнь рыбы всегда состоит из чередования в определенной последовательности событий, в своей совокупности образующих биологический цикл, тесно связанный с сезонными изменениями условий существования. Он состоит из размножения, нагула, подготовки к зимнему периоду и зимовки, после которой наступает сезон нового размножения. Отдельные этапы жизненного (сезонного) цикла рыб освещены при описании питания, размножения и других биологических явлений.
Важным элементом годового жизненного цикла многих видов рыб являются миграции — перемещения со сменой мест обитания. Миграции могут быть активными и пассивными. В первом случае рыбы активно движутся в избранном направлении, иногда преодолевая сильные течения и даже пороги (например, лососевые). При пассивных миграциях используется сила течения. Обе формы миграции обычно сочетаются: активная — у взрослых, пассивная — у личинок и молоди (миграции личинок сельди, угря и др.). Пассивная миграция имеет место и у некоторых малоподвижных пелагических рыб, живущих в районах круговых теплых течений (луна-рыба и др.).
Во время активных миграций рыбы ориентируются с помощью всех органов чувств. Считают, что особенно важны химические и температурные восприятия. Хотя рыбы способны различать даже небольшие, в доли градуса, перепады температур, основным направляющим, видимо, служит химическое чувство. Взрослые угри плывут в направлении повышающейся, а лососевые — понижающейся солености. Как указывалось выше, при входе в реку рыбы ориентируются с помощью химической памяти, сохранившей с личиночного периода запах «родной» реки. Наблюдения за поведением мигрирующих в море стай тихоокеанских лососей позволили предположить, что выбор общего направления к родному берегу осуществляется с помощью солнечной ориентации или астронавигации (предположение нуждается в проверке).
В жизни многих рыб миграции разного типа сменяют друг друга. После нереста, совершая кормовые миграции, рыбы переходят на богатые кормом «пастбища». Часть видов держится на этих кормовых участках более или менее оседло до следующего цикла размножения, другие постоянно перемещаются в поисках пищи. С наступлением сроков очередного размножения начинаются нерестовые миграции. У многих пресноводных и некоторых морских рыб северных и умеренных широт после нагула происходят зимовочные миграции. На местах зимовок в состоянии минимальной активности рыбы переживают зимний период. В пресных водоемах местами зимовок обычно служат наиболее глубокие участки — «ямы». В нижнем течении Урала, Волги и других каспийских рек в «ямах» зимуют осетровые, вобла, лещ, сазан и судак. Рыбы «стоят» неподвижно, близко друг к другу, иногда в несколько слоев. Нагуливающаяся и нерестящаяся в Азовском море хамса осенью уходит на зимовку в Черное море. Дальневосточные камбалы в районе залива Петра Великого нагуливаются в прибрежных районах моря, а на зимовках концентрируются в немногих участках на глубинах около 100-150 м; они выбирают участки с положительной температурой и закапываются в ил, иногда в несколько слоев.
Начало зимовочных миграций определяется физиологическим состоянием рыб (количеством накопленного жира, появлением «холодных» ферментов и др.) и изменением внешних условий (температуры, солености, содержания кислорода). При отсутствии жирового запаса зимовочная миграция может не состояться. Так, хамса, имеющая жирность менее 14%, не мигрирует из Азовского моря даже при резких понижениях температуры воды, при жирности 14-17% начинает миграцию при перепаде температур в 9-14 °С, а при жирности около 22% дружно мигрирует даже при небольшом снижении температуры. Иногда на зимовку уходят половозрелые популяции, а неполовозрелые особи продолжают кормиться всю зиму (лещ, судак и др.).
Губан чистильщик (Labroides dimidiatus)
Динамика численности рыб отражает взаимодействие их популяций со средой. Ее характер обусловливается многими факторами: продолжительностью жизни особей данного вида, характером и темпом их размножения, обеспеченностью пищей, размерами смертности и изменчивостью факторов среды (колебаниями уровня воды, температуры и содержания кислорода, изменениями мощности и направления морских течений и др.). У моноциклических видов, размножающихся только раз, в конце жизни, численность обычно менее устойчива и подвержена большим колебаниям, чем у долго живущих полициклических видов. Устойчивость численности зависит от обеспеченности пищей; существенное влияние оказывают враги и пищевые конкуренты. Вследствие большей стабильности физико-химических условий в водной среде, особенно в морях, по сравнению с сушей колебания численности рыб происходят с меньшей амплитудой, чем у многих наземных животных. Но промерзание нерестилищ в суровые зимы катастрофически сказывается на отдельных популяциях дальневосточных лососей, а перетирание плавающими льдами икры — на урожайности сельдей Охотского моря.
В последнее время усиливающееся воздействие на динамику численности рыб оказывает хозяйственная деятельность человека: увеличивается промысел, возрастает загрязнение водоемов промышленными и другими отходами, строительство гидростанций меняет гидрологический режим и т. п.
Частота и амплитуда колебаний числа особей в популяциях изменяется в широких пределах. Так, уловы тихоокеанского палтуса — Н. hippoglossus за период 1925-1947 гг. колебались в двукратном размере, а уловы тихоокеанской сардины — Sardinops sagax в 1937-1957 гг. изменялись от 2 млн центнеров до нуля. Высокая численность идущей в реки тихоокеанского побережья горбуши обычно бывает через год, а у атлантического лосося — раз в 10-11 лет.
Промысел, изреживая популяцию, приводит к «омоложению» ее возрастного состава: уменьшается доля медленно растущих старших возрастных групп, а улучшение питания приводит к ускоренному росту и более раннему созреванию молодых рыб. Таким образом, промысел в определенном размере оказывает положительное влияние на воспроизводство популяции, усиливая интенсивность размножения и темп роста рыб. Однако если вылов превышает норму (различную для разных видов и районов), он уменьшает стадо производителей и численность популяции начинает снижаться. Следовательно, для каждого вида и для данного водоема важно определить оптимальные нормы отлова, обеспечивающие постоянно высокие уловы за счет поддержания повышенной воспроизводительной способности популяции.
Литература: Н. П. Наумов, Н. Н. Карташев. Зоология позвоночных. Низшие хордовые, бесчелюстные, рыбы, земноводные. Москва «Высшая школа», 1979
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!
Общая характеристика класса Рыб (Pisces) и организации их нервной системы
хрящевых и костистых рыб принципиально отличаются друг от друга по структуре, развитию и уровню функциональной организации, поэтому их необходимо разбирать отдельно.
Конечный мозг (большие полушария) хрящевых рыб построен по инвертированному типу, т.е. содержат латеральные мозговые желудочки, хотя степень их развития в разных группах акул и скатов различается. В полушариях акул и скатов выделяют две основные области: дорсальную (паллиальную) и вентральную (субпаллиальную), гомологичных соответствующим областям мозга наземных позвоночных (рис. 11).
Рис. 11. Структура полушарий конечного мозга акулы Squalus acanthyas L. (по: Обухов, 1999, с изменениями). А-Е – уровни срезов мозга, DP, MP, LP – дорсальный, медиальный и латеральный паллиум, Str – стриатум (субпаллиум), Spt – септум, Tol – обонятельный бугорок, Vlat – боковой желудочек (полость конечного мозга), NС – центральное ядро, стрелки – границы участков полушария.
Следует отметить, что у ряда видов акул в дорсальном паллиуме формируется настоящий корковый слой с дифференцированными формами нейронов, сходными с таковыми в неокортексе млекопитающих и птиц!
Высокий уровень цитоархитектонической и нейронной дифференцировки ряда отделов конечного мозга хрящевых рыб коррелирует с высоким уровнем функциональной организации конечного мозга у отдельных видов акул и скатов. В полушария их головного мозга проецируются все основные сенсорные системы, а биохимический состав нейрональных мембран сходен с таковым у млекопитающих. Система афферентных и эфферентных проекций также аналогичны. Формирование у ряда хрящевых рыб в ЦНС структур, сходных по уровню морфо-функциональной организации с высшими позвоночными животными – есть проявление эволюционного феномена «филогенетического опережения».
Это явление связано с появлением в ходе эволюции у отдельных представителей определенной группы животных признаков, выходящих за рамки «типовых» характеристик группы, что отражает мозаичный характер эволюции. В целом направление, в котором развивалась ЦНС ряда видов хрящевых рыб, можно рассматривать как
эволюционно-прогрессивное
(Обухов, 1999).
Среди костных рыб Лучеперые рыбы являются единственной группой позвоночных животных, чей конечный мозг построен по эвертированному типу (рис. 12).
Процессу эверсии подвержена дорсальная часть полушария. По одной из классификаций она разделяется на ряд цитоархитектонических зон: медиальную, дорсальную, дорсо-латеральную, латеральную и центральную. Вентральная (субпаллиальная) область также подразделена на ряд зон. В связи с особенностями эмбриогенеза конечного мозга лучеперых рыб сложным является вопрос гомологии их полушарий со структурами конечного мозга инвертированного типа. Одни исследователи предлагают проводить прямую гомологию зон мозга двух типов, другие считают невозможным проведение каких-либо сравнений, поскольку рассматривают конечный мозг лучеперых рыб как особую линию в эволюции мозга позвоночных. Третьи, а их большинство, основываясь на современных данных о морфологии, гистохимии и связях конечного мозга позвоночных и учитывая особенности процессов инверсии и эверсии, считают, что можно найти решение данной проблемы. Так, зона Dp рассматривается как возможный гомолог латерального паллиума, зоны Dl и Dd – медиального и дорсального паллиума наземных позвоночных животных соответственно. Каудальные отделы зоны Dm и часть зоны Dc сравнивают со стриатумом, отмечая при этом, что другие части этих зон включают компоненты дорсального паллиума. Ростральные отделы медиальной зоны гомологизируются с частью амигдалы. Вентральные зоны Vd и Vv сравниваются с областью септальных ядер, зона Vl – с обонятельным бугорком, а каудальные отделы Vs, Vp, Vi – с частью амигдалы.
Среди огромного количества видов и групп Лучеперых рыб встречается разный уровень дифференцировки полушарий: от наиболее просто устроенного полушария у многоперых и осетровых рыб, до более сложной структуры полушарий у ряда высших костистых рыб. Отмечается четкая эволюционная линия развития конечного мозга Лучеперых рыб: Chondrostei – Holostei – Teleostei (рис. 13).
Рис. 13. Схемы цитоархитектонического строения полушарий ряда видов Лучеперых рыб (А) и фрагмент нейронной структуры конечного мозга карпа (Б) (по: Обухов, 1975; Никоноров, Обухов, 1983). 1 – Polypterus palmas L., 2 – Aciperser baeri Br., 3 – Lepomis punctatus, 4 – Salmo salar L., 5 – Ictalurus punctatus L. DL, DC – зоны дорсальной области полушария карпа Ciprinus carpio L., вн, гн, рн – веретеновидные, горизонтальные и радиальные нейроны, af, ef – афферентные и эфферентные волокна.
Анализ нейронной структуры полушарий конечного мозга различных представителей лучеперых рыб показал, что общий уровень его организации достаточно низок. Основная масса нейронов паллиума представлена разновидностями одного – аллодендритного класса нейронов. Это мультиполярные радиальные нейроны, расположенные преимущественно в глубоких слоях периферических зон паллиума и в центральной зоне, а также веерообразные и горизонтальные нейроны, сосредоточенные в поверхностных слоях зон (рис. 13 и рис. 14).
Степень ветвления дендритов не превышает 3-4-х классов, аксон часто отходит не от тела нейрона, а от начального сегмента одного из дендритных стволов. Клетки сочетают в себе признаки ассоциативных и проекционных элементов, поскольку некоторые из их аксонных коллатералей ветвятся в пределах данной зоны, а другие – длинные проекционные ветви выходят за пределы зоны и даже области полушария. У большинства же других позвоночных (как высших, так и низших) популяции нейронов паллиума разделены на субпопуляции ассоциативных интернейронов и проекционных нейронов. В вентральной, субпаллиальной области полушарий нейронная дифференцировка еще слабее – здесь преобладают нейроны лептодендритного типа. У лучеперых рыб в паллиуме и субпаллиуме не обнаружено высокодифференцированных короткоаксонных звездчатых нейронов, являющихся критерием высокого уровня организации нервных центров.
В целом в эволюционном ряду лучеперых рыб (Chondrostei – Holostei – Teleostei) не происходит существенных изменений в уровне нейронной дифференцировки полушарий, что позволило выдвинуть гипотезу об особом, эволюционно-консервативном
пути развития головного мозга Лучеперых рыб. Это подтверждается данными по физиологии, системе связей и поведении этих 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.
