При всем многообразии рыб все они имеют очень сходное внешнее строение тела, так как обитают в одинаковой среде - водной. Эта среда характеризуется определенными физическими свойствами: большая плотность, действие архимедовой силы на объекты, погруженные в нее, освещенность только в самых верхних слоях, стабильность температуры, кислород только в растворенном состоянии и в небольших количествах.
ФОРМА ТЕЛА рыб такова, что обладает максимальными гидродинамическими свойствами, позволяющими в наибольшей степени преодолевать сопротивление воды. Эффективность и скорость движения в воде достигается следующими особенностями внешнего строения:
Обтекаемое тело: заостренная передняя часть тела; между головой, туловищем и хвостом нет резких переходов; нет длинных разветвленных выростов тела;
Гладкая кожа, покрытая мелкой чешуей и слизью; свободные края чешуи направлены назад;
Наличие плавников, имеющих широкую поверхность; из них две пары плавников - грудные и брюшные - настоящие конечности.
ОРГАНЫ ДЫХАНИЯ - жабры , имеющие большую площадь газообмена. Газообмен в жабрах осуществляется путем диффузии кислорода и углекислого газа между водой и кровью. Известно, что в водной среде диффузия кислорода идет примерно в 10000 медленнее, чем в воздухе. Поэтому жабры рыб устроены и работают так, чтобы повысить эффективность диффузии. Эффективность диффузии достигается следующим путем:
Жабры имеют очень большую площадь газообмена (диффузии), благодаря большому количеству жаберных лепестков на каждой жаберной дуге; каждый
жаберный лепесток в свою очередь разветвлен на множество жаберных пластинок; у хороших пловцов площадь газообмена в 10 - 15 раз пре вышает поверхность тела;
Жаберные пластинки очень тонкостенны, их толщина около 10 микрон;
В каждой жаберной пластинке имеется большое количество капилляров, стенка которых образована только одним слоем клеток; тонкость стенок жаберных пластинок и капилляров определяет короткий путь диффузии кислорода и углекислого газа;
Через жабры прокачивается большое количество воды благодаря работе "жаберного насоса " у костных рыб и таранной вентиляции - особого способа дыхания, при котором рыба плывет с открытым ртом и открытой жаберной крышкой; таранная вентиляция - преимущественный способ дыхания у хрящевых рыб;
Принцип противотока: направление движения воды через жаберные пластинки и направление движения крови в капиллярах противоположны, что увеличивает полноту газообмена;
В крови рыб имеется в составе эритроцитов гемоглобин, отчего кровь поглощает кислород в 10 - 20 раз эффективнее, чем вода.
Эффективность извлечения кислорода из воды у рыб гораздо выше, чем у млекопитающих из воздуха. Рыбы извлекают из воды 80 - 90% растворенного кислорода, а млекопитающие - только 20-25% кислорода из вдыхаемого воздуха.
Рыбы, обитающие в условиях постоянной или сезонной нехватки кислорода в воде, могут использовать кислород воздуха. Многие виды просто заглатывают пузырек воздуха. Этот пузырек либо удерживается в ротовой полости, либо проглатывается. Например, у карпа в ротовой полости сильно развиты капиллярные сети, куда поступает кислород из пузырька. Проглоченный пузырек проходит по кишечнику, и из него кислород поступает в капилляры стенки кишки (у вьюнов, гольцов, карасей ). Известна группа лабиринтовых рыб , у которых в ротовой полости имеется система складок (лабиринт). Стенки лабиринта обильно снабжены капиллярами, через которые в кровь поступает кислород из заглоченного пузырька воздуха.
Двоякодышащие и кистеперые рыбы имеют одно или два легких, развивающееся как выпячивание пищевода, и ноздри, позволяющие вдохнуть воздух при закрытом рте. Воздух проникает в легкое, а через его стенки в кровь.
Интересны особенности газообмена у антарктических ледяных, или белокровых рыб , не имеющих в крови эритроцитов и гемоглобина. У них эффективно осуществляется диффузия через кожу, т.к. кожа и плавники обильно снабжены капиллярами. Их сердце втрое тяжелее, чем у близких родственников. Живут эти рыбы в антарктических водах, где температура воды около -2 о С. При такой температуре растворимость кислорода значительно выше, чем в теплой воде.
ПЛАВАТЕЛЬНЫЙ ПУЗЫРЬ - особый орган костных рыб, позволяющий изменять плотность тела, и тем самым регулировать глубину погружения.
ОКРАСКА ТЕЛА в значительной степени делает рыб невидимыми в воде: вдоль спины кожа более темная, брюшная сторона светлая, серебристая. Сверху рыбу незаметно на фоне темной воды, снизу она сливается с серебристой поверхность воды.
Раздел 1. Приспособления к плаванию.
В плавании немало трудностей.
Например, человеку, чтобы не тонуть, надо постоянно двигаться или
по крайней мере прилагать усилия. А как же самая обыкновенная речная
щука зависает в воде и не тонет? Проведите опыт: возьмите тонкую,
лёгкую палочку и проведите ей в воздухе. Не трудно? А попробуйте
провести в воде. Сложнее ведь, правда? А рыбы всегда движутся в
воде, и ничего! Вот эти вопросы и разъяснятся в этом разделе.
Первый вопрос - почему рыбы не тонут.
Да потому, что у них есть плавательный пузырь - видоизменённое лёгкое,
наполненное газом, жиром или каким-либо другим наполнителем, который
обеспечивает плавучесть тела рыбы. Расположен он под позвоночником,
поддерживая его как самый тяжёлый элемент тела. У хрящевых нет этого
пузыря, поэтому акулы и химеры большую часть времени вынуждены двигаться.
Лишь у некоторых акул есть примитивные заменители пузыря. Раньше
считалось, что акулы не смогут дышать, если остановятся, но это
не так - акулы не прочь поваляться на дне грота и, что не исключено,
даже поспать (хотя возможно, что в гротах "отдыхают" лишь
изнурённые или больные особи). Только скатов не волнует отсутствие
плавательного пузыря - они, лентяи, любят поваляться на дне. Что
до костистых, то плавательного пузыря нет лишь у нескольких видов,
в том числе у беспузырных окуней семейства скорпеновых, всех представителей
камбалообразных и слитножаберникообразных. Плавательный пузырь может
состоять из нескольких камер (карпообразные).
Второй вопрос - лёгкое движение в
воде. Попробуйте взять доску или плоскую пластинку, плавающую на
воде, положить её на воду и попробовать, не меняя положения, "затолкать"
её в воду. Она станет вилять, и только потом поддастся. Поэтому
для решения этого вопроса природа дала рыбам обтекаемую форму, то
есть тело стало заострённым с головы, объёмистым к середине и сужающимся
к хвосту. Но проблема не до конца решилась: вода - среда несжимаемая.
Но рыбы преодолели и это: они начали плавать волнообразно, расталкивая
воду сначала головой, затем телом, и потом хвостом. Отброшенная
вода стекает по бокам рыбы, проталкивая рыбу вперёд. А те рыбы,
которые не имеют такой формы - скорпена, морской чёрт, ковровая
акула, скат, камбала и т. п. - и не нуждаются в ней: они - донные
рыбы. Сидя на дне всю жизнь, можно обойтись без обтекаемости. Если
же нужно двигаться, то скат, например, плывёт, совершая волнообразные
движения плавниками (см. иллюстрации).
Остановимся на вопросе о покровах
рыб. Выделяется четыре основных типа рыбьей чешуи и множество второстепенных,
а также различные шипы и колючки. Плакоидная чешуйка напоминает
пластинку с зубцом; такими чешуйками покрыты хрящевые. Ганоидная
чешуя, ромбовидная и покрытая особым вещестом - ганоином - это признак
некоторых примитивных
лучепёрых, в том числе панцирников. Костные пластины
до 10 см в поперечнике - жучки - образуют 5 продольных рядов на
коже осётра, это всё, что осталось у него от чешуи (да у него не
то что чешуи - даже зубов нет, только слабые зубки у мальков). Мелкие
пластинки да отдельные чешуйки, разбросанные по телу, можно не принимать
в расчёт. Ктеноидная чешуя отличается от циклоидной лишь тем, что
ктеноидные чешуйки имеют зазубренный внешний край, а циклоидные
- гладкий. Эти два типа распространены среди большинства лучепёрых
(в том числе и самых примитивных - вроде покрытой циклоидной чешуёй
амии). Для древних лопастепёрых была характерна космоидная чешуя,
состоявшая из четырёх слоёв: поверхностного эмалеподобного, второго
- губчато-костного, третьего - костно-губчатого и нижнего - плотного
костного. Она сохранилась у латимерий; у современных дипноев два
слоя исчезли. У многих рыб есть шипы. Заострённые костные пластины
покрывают сомика колючую броняку. У некоторых рыб шипы ядовиты (об
этих рыбах во второй части главы "Опасные
рыбы"). Своеобразная "щётка" из шипов на спине
и множество шипов, покрывающих голову, - признаки древней акулы
стетакантуса (подробнее - ).
Конечности рыб, помогающие при плавании,
- плавники. У костных рыб на спине есть колючий спинной плавник,
а после него - мягкий спинной плавник. Иногда спинной плавник один.
Возле жаберных крышек с двух сторон находятся грудные плавники.
В начале брюха у костной рыбы есть парные брюшные плавники. Возле
мочевого и анального отверстий находится анальный плавник. "Хвост"
рыбы - хвостовой плавник. У хрящевой рыбы (акулы) всё почти так
же, лишь некоторые отклонения, но мы их рассматривать не будем.
У современных миног и миксин есть спинной предплавник и хвостовой
предплавник.
Теперь поговорим о том, что помогает
рыбам жить в подводном мире.
Раздел 2. Мимикрия рыб.
Мимикрия - способность
сливаться с фоном, быть незаметным. В этом разделе я расскажу о
мимикрии рыб.
 |
| Тряпичник |
На первом (или одном
из первых) месте по мимикрии стоят рыбы отряда колюшкообразных -
морские коньки и иглы. Коньки могут менять окраску в зависимости
от водорослей, на которые "уселись". Водоросль жёлтая, сухая - и
конёк жёлтый, водоросль зелёная - конёк зелёный, водоросль красная,
бурая - и конёк красный или бурый. Морские иглы не умеют менять
цвет, но они могут, заплывая в зелёные водоросли (сами иглы ведь
зелёные), так ловко подражать им, что не отличишь от водорослей.
А один конёк - тряпичник - и без пряток в водорослях спасётся. Он
весь как будто рваный, ободранный. Если он плывёт, его нетрудно
принять за тряпку или обрывок водорослей. Тряпичники разнообразнее
всего у берегов Австралии.
Не хуже умеют прятаться и камбалы.
Они приплюснуты с боков, и оба глаза у них на стороне, противоположной
песку, на котором они лежат. Они лучше коньков умеют маскироваться,
принимая почти любой цвет. На песке они песочного цвета, на сером
камне - серого. Пробовали даже класть камбалу на шахматную доску.
И она стала в чёрно-белую клеточку!
О мимикрии скорпен и ковровых
акул я рассказывал чуть раньше. Многие рыбы (например, коралловая
рыбка саргассовый клоун) маскируются, подобно морским иглам, под
окружающие водоросли или кораллы.
Мимикрия скатов очень "хитра".
Они не меняют цвет, не подражают водорослям. Они, ложась на дно,
просто-напросто прикрывают себя слоем песка! Вот и вся маскировка.
Раздел 3. Чувства: шестое, седьмое...
Если у вас дома есть аквариум, можете провести простой опыт. Сделайте для всех рыб по "купальной шапочке", которая одевается на голову рыбе (с вырезами для глаз, рта, жабр и плавников). Окуните палец в воду. Рыбы бросились прочь? А теперь оденьте на них "шапочки" и снова окуните в
воду палец. Вас наверняка удивит ненормальная реакция
рыб, ничуть не испугавшихся незнакомого предмета и даже давших себя
потрогать. Всё дело - в "шестом чувстве" рыб, системой
БОКОВОЙ ЛИНИИ (сейсмосенсорная система, или сейсмосенсорное чувство).
Система каналов, называемая "боковой линией", проходит
через всё тело рыбы как ряд чешуек, отличающейся от покрова всего
тела, и позволяет воспринимать все движения воды. "Шапочка"
блокирует органы боковой линии головы, и рыбка не чувствует приближения
постороннего предмета. Именно существованием боковой линии объясняется
то, что косяки рыбы мгновенно меняют направление, как одно целое,
и ни одна рыба не движется медленнее остальных. Боковая линия есть
у всех костных и хрящевых рыб, за редкими исключениями (брахиданио
из семейства карповых), а также - в наследство от предков-рыб -
у водных земноводных.
Но и органов боковой линии показалось
мало акулам! И у них появилось "седьмое чувство". В коже
любой акулы можно найти несколько выстланных внутри мешочков, называемых
АМПУЛАМИ ЛОРЕНЦИНИ. Они открываются каналами на голове и нижней
стороне морды акул. Ампулы Лоренцини чувствительны к электрическим
полям, они как бы "сканируют" дно водоёма и могут обнаружить
любое живое существо, даже затаившееся в укромном местечке. Именно
для того, чтобы "сканировать" с помощью ампул как можно
большую часть дна, у рыбы-молот такая форма головы. Кроме того,
ампулы Лоренцини позволяют акулам ориентироваться по магнитному
полю Земли. Разумеется, ампулы Лоренцини есть и у скатов, потомков
акул.
Раздел 4. Рыбы-полярники, или эти удивительные нототениевые
У рыб, которые живут в каких-то необычных
условиях, часто возникают необычные приспособления к ним. Как пример
я рассмотрю удивительных рыб подотряда нототениевых (отряд окунеобразные),
живущих не где-нибудь, а в АНТАРКТИДЕ.
В морях ледяного континента встречается
90 видов нототенивых. Их адаптация к недружелюбной среде началась
тогда, когда материк Антарктида стал таковым, отделившись от Австралии
и Южной Америки. Теоретически рыба способна выжить, когда кровь
на один градус холоднее точки, после которой начинается замерзание.
Но в Антарктике есть лёд, и он проникал через покровы в кровь рыбы
и вызывал замерзание жидкостей организма даже при переохлаждении
даже на 0,1 градуса. Поэтому у нототениевых рыб в крови стали вырабатываться
особые вещества под названием АНТИФРИЗЫ, которые обеспечивают более
низкую точку замерзания - они просто-напросто не дают расти кристалликам
льда. Антифризы найдены во всех жидкостях организма, кроме жидкости
глаза и мочи, у почти всех нототениевых. Благодаря этому они замерзают
при температуре воды (у разных видов) от -1,9 до -2,2 градуса Цельсия,
тогда как обычные рыбы - при -0,8 градусах. (Температура воды, скажем,
в заливе Мак-Мердо близ Антарктиды - от -1,4 до (редко) -2,15 градусов.)
Почки нототениевых устроены особым
образом - они выделяют из организма исключительно отходы, при этом
оставляя антифризы "на посту". Благодаря этому рыбы экономят
энергию - ведь вырабатывать новые "вещества-спасители"
приходится реже.
Помимо этого, у нототениевых ещё
много поразительных адапатаций. Вот, к примеру, у некоторых видов
позвоночник пустотелый, а в подкожном слое и мелких отложениях среди
мышечных волокон находятся особые жиры - триглицериды. Это способствует
плавучести, которая становится чуть ли не нейтральной (т. е. удельный
вес рыбы равен удельном весу воды, и рыба в своей среде фактически
невесома)
.
Раздел 5. Тилапия, или некоторые любят погорячее.
В конце главы давайте
перенесёмся из ледяных вод Антарктики в горячие источники Африки
и посмотрим на рыбку, сумевшую приспособиться к этим непростым условиям.
Обнаружить рыбёшек можно во время купания в таком источнике - внезапное
лёгкое щекотание наверняка означает, что вами заинтересовалась стайка
крошечных тилапий.
За время своего существования вода многих африканских озёр насыщалась
щелочами настолько, что рыбы там жить просто не могли. Тилапиям
озёр Натрон и Магади пришлось, чтобы выжить, перейти в пиающие озёра
горячие воды. Там они адаптировались настолько, что гибнут в прохладной
пресной воде. Однако же если обильные осадки делают воду озёр на
время более опреснённой, количество тилапий увеличивается, мальки
буквально кишат у границы источника и собственно озера. В 1962 году,
к примеру, благодаря дождям тилапии наполнили озеро настолько, что
на нём даже попробовали гнездиться любители наших рыбёшек - розовые
пеликаны. Однако снова пошла "чёрная полоса" - то ли не
хватило в воде кислорода, то ли снова увеличилось количество щёлочей,
но так или иначе вся рыба в озере передохла. Надо ли объяснять,
что гнездовья пеликанов там так и не возникло?
Приспособился к жизни в горячих источниках
только один вид тилапии - Tilapia grahami. Однако существует ШЕСТЬСОТ
других разновидностей этих африканских рыбёшек. Некоторые из них
весьма интересны. Так, мозамбикскую тилапию разводят в искусственных
прудах. Однако главное "достоинство" тилапии для зоолога
- это то, что она вынашивает икру ВО РТУ!
Рыбы — это древнейшие позвоночные хордовые животные, заселяющие исключительно водную среду обитания, — как соленые, так и пресные водоемы. По сравнению с воздухом, вода является более плотной средой обитания.
Во внешнем и внутреннем строении рыбы имеют приспособления для жизни в воде:
1. Форма тела обтекаемая. Голова клинообразной формы плавно переходит в туловище, а туловище — в хвост.
2. Тело покрыто чешуей. Каждая чешуйка своим переднем концом погружена в кожу, а задним — налегает на чешуйку следующего ряда, подобно черепице. Таким образом, чешуя — это защитный покров, который не мешает движению рыбы. Снаружи чешуя покрыта слизью, которая уменьшает трение при движении и защищает от грибковых и бактериальных заболеваний.
3. Рыбы имеют плавники. Парные плавники (грудные и брюшные) и непарные плавники (спинной, анальный, хвостовой) обеспечивают устойчивость и движение в воде.
4. Удерживаться в толще воды рыбам помогает особый вырост пищевода - плавательный пузырь . Он заполнен воздухом. Изменяя объем плавательного пузыря, рыбы изменяют свой удельный вес (плавучесть), т.е. становятся легче или тяжелее воды. В результате этого они могут длительное время находиться на различных глубинах.
5. Органами дыхания у рыб являются жабры, которые усваивают кислород из воды.
6. Органы чувств приспособлены к жизни в воде. Глаза имеют плоскую роговицу и шаровидный хрусталик — это позволяет рыбам видеть только близко расположенные предметы. Органы обоняния открываются наружу ноздрями. Обоняние у рыб хорошо развито, особенно у хищников. Орган слуха состоит только из внутреннего уха. У рыб есть специфический орган чувств — боковая линия.
Она имеет вид канальцев, тянущихся вдоль всего тела рыбы. На дне канальцев расположены чувствительные клетки. Боковой линией рыбы воспринимают все движения воды. Благодаря этому они реагируют на перемещение объектов вокруг них, на разнообразные препятствия, на скорость и направление течений.
Таким образом, благодаря особенностям внешнего и внутреннего строения, рыбы прекрасно приспособлены к жизни в воде.
Какие факторы способствуют возникновению сахарного диабета? Раскройте меры профилактики этого заболевания.
Заболевания не развиваются сами по себе. Для их появления требуется совокупность предрасполагающих факторов, так называемых факторов риска. Знания о факторах развития диабета помогают своевременно распознать заболевание, и в некоторых случаях даже предотвратить его.
Факторы риска при сахарном диабете подразделяют на две группы: абсолютные и относительные.
К группе абсолютного риска заболеваемости сахарным диабетом относятся факторы, связанные с наследственностью. Это генетическая предрасположенность к диабету, но она не даёт стопроцентный прогноз и гарантированный нежелательный исход развития событий. Для развития заболевания необходимо определенное влияние обстоятельств, окружающей среды, проявляющееся в факторах относительного риска.
К относительным факторам развития сахарного диабета относятся ожирение, нарушение обмена веществ, и ряд сопутствующих заболеваний и состояний: атеросклероз , ишемическая болезнь сердца, гипертоническая болезнь, хронический панкреатит , стрессы, невропатии , инсульты , инфаркты , варикозное расширение вен, поражение сосудов, отеки, опухоли, эндокринные заболевания, длительный прием глюкокортикостероидов, пожилой возраст, беременность плодом массой более 4 кг и многие, многие другие заболевания.
Сахарный диабет - это состояние, характеризующееся повышением уровня сахара крови. Современная классификация сахарного диабета, принятая Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ), выделяет несколько его видов: 1-й, при котором снижена продукция инсулина b-клетками поджелудочной железы; и 2-ой тип — самый распространенный, при котором снижается чувствительность тканей организма к инсулину, даже при нормальной его продукции.
Симптомы: жажда, частое мочеиспускание, слабость, жалобы на зуд кожи, изменение веса.
