Особенности строения и жизнедеятельности рыб, связанные с водным образом жизни

Рыбы — самая древняя и многочисленная (около 22 тыс. видов) группа хордовых животных, заселивших моря и пресные водоемы. Вся их организация несет на себе отпечаток приспособления к жизни в жидкой среде (вода в 1300 раз плотнее воздуха).

В течение эволюции рыбы приобрели обтекаемую торпедообразную форму тела, сплющенную в боковом или в спинно-брюшном (у придонных рыб) направлениях. Передняя часть головы (рострум) имеет клинообразную форму, что уменьшает лобовое сопротивление. У большинства рыб продольная ось тела удлинена. Отделы тела (голова, туловище, хвост) плавно переходят друг в друга, что создает вокруг плывущей рыбы ламинарный (без завихрений) поток воды. Спинная поверхность тела рыбы обычно выпуклая и широкая, брюшная — плоская и узкая. Расположенные под некоторым углом к туловищу грудные плавники и рострум, а также брюшные и хвостовой плавники создают подъемную силу, подобно крылу самолета. Череп рыб неподвижно соединен с позвоночником. Позвоночник имеет только два отдела — туловищный и хвостовой. Двояковогнутые позвонки соединяются при помощи суставных поверхностей, обеспечивая прочность осевого скелета и его подвижность преимущественно в горизонтальной плоскости.

Сформировался также комплекс приспособлений, повышающий плавучесть рыб. Так, у костных рыб имеется специальный гидростатический орган — плавательный пузырь, представляющий собой полый, заполненный смесью газов, вырост начальной части пищевода. В его стенке развита густая сеть кровеносных капилляров, которая позволяет поглощать из пузыря или выделяет в пузырь газовую смесь. В результате изменения объема пузыря изменяется и плавучесть рыбы.

У хрящевых рыб плавательный пузырь отсутствует. Плавучесть их тела достигается накоплением в печени, реже в других органах, запасов жира. Поэтому у некоторых видов акул она составляет до 25 % общей массы тела, тогда как у костных рыб — лишь 1-8 %.

Кожа рыб покрыта плакоидной или костной чешуей, богата железами, обильно выделяющими слизь, которая уменьшает трение тела о воду и выполняет защитную функцию.

Мускулатура рыб представлена однородными сегментами, разделенными соединительноткаными прослойками. Дифференцировка коснулась только мышц, управляющих движениями глаз, жаберных крышек нижних челюстей и плавников.

Органы дыхания — жабры — расположены на жаберных дугах. Газообмен осуществляется в многочисленных жаберных капиллярах, кровь в которых течет навстречу омывающей жабры воде, чем достигается высокая степень извлечения растворенного кислорода из воды.

У рыб двухкамерное сердце (с венозной кровью), состоящее из предсердия и желудочка; один круг кровообращения. Органы и ткани снабжаются артериальной кровью, богатой кислородом. Рыбы — пойкилотермные животные, жизнедеятельность которых зависит от температуры воды.

Большинство рыб, особенно пресноводных, — аммониотелические животные. Их лентовидные туловищные почки удаляют конечный продукт азотистого обмена — аммиак, концентрация которого сильно разбавляется проникающей в организм водой, что уменьшает его токсичность. Значительная часть аммиака выводится из организма непосредственно через жаберные лепестки.

Органы чувств рыб приспособлены к функционированию в водной среде. Из-за низкой прозрачности природных вод орган зрения не приспособлен к дальнему видению. Плоская роговица и почти шаровидной формы хрусталик позволяют рыбам видеть только близко расположенные предметы (до 10— 15 м). Обоняние у рыб хорошо развито, позволяет держаться в стае и обнаруживать пищу. Велико значение обоняния и «химической памяти» у мигрирующих рыб, с помощью которых они находят места нерестилищ.

Орган слуха и равновесия представлен только внутренним ухом. Большая скорость распространения звуковых колебаний в воде и высокая звукопроводимость тканей тела рыб позволяют достаточно хорошо воспринимать звуки при относительно простом строении органа слуха.

Исключительно важную роль в жизни рыб играет орган боковой линии. Он представлен продольными каналами, лежащими по бокам тела в коже и сообщающимися с наружной средой через многочисленные линейно расположенные отверстия. На дне каналов напротив отверстий имеются чувствительные клетки, снабженные ресничками. Они воспринимают изменения давления воды. С помощью боковой линии рыбы ориентируются в потоках воды, воспринимают приближение или удаление хищника, добычи или партнера по стае, избегают столкновения с подводными предметами.

У большинства рыб наружное оплодотворение, что характерно для первичноводных хордовых животных.