Рыбы

Внешнее строение рыб сложно и разнообразно. Однако некоторые признаки свойственны большинству рыб, например спинной, анальный, хвостовой, грудные и брюшные плавники. По внутреннему строению пищеварительной системы рыбы сходны с другими позвоночными. Тело билатерально (двусторонне) симметрично, если не считать пищеварительного тракта. Последний состоит из рта, челюстей, обычно покрытых зубами, языка, глотки, пищевода, желудка, кишечника, пилорических придатков, печени, поджелудочной железы, селезенки, прямой, или толстой, кишки и заднепроходного, или анального, отверстия. В кишечнике акул и некоторых других примитивных рыб находится спиральный клапан, уникальный орган, увеличивающий «рабочую» поверхность пищеварительного тракта без увеличения его длины. У хищных рыб кишечник обычно короткий, образующий одну-две петли, в то время как у растительноядных видов он длинный, извитой, со множеством петель.

Дыхательная система состоит из жаберных дуг, покрытых нежными мясистыми жаберными лепестками, обильно снабжаемыми кровью по капиллярам и более крупным сосудам. В передней части рта расположены особые оральные клапаны, препятствующие обратному выходу воды. Когда рот закрыт, она попадает в глотку, протекает между жаберными дугами, омывает жаберные лепестки и выходит наружу через жаберные щели (у хрящевых рыб) или отверстие под жаберной крышкой (у костных рыб).

Нервная система – мозг, нервы и органы чувств – координирует функции организма и связывает его с внешним миром. Как и у других позвоночных, в нервную систему рыб входят головной и спинной мозг. Головной состоит из обонятельных долей, полушарий переднего мозга, промежуточного мозга с гипофизом, зрительных долей (среднего мозга), мозжечка и продолговатого мозга. От этих отделов отходят десять черепно-мозговых нервов. Глаз состоит из роговицы, хрусталика, радужной оболочки, сетчатки, а у акул есть еще веко – мигательная перепонка, которая может надвигаться снизу на роговицу. Наружное ухо у рыб отсутствует. Внутреннее ухо состоит из трех полукружных каналов с ампулами, овального мешочка и круглого мешочка с выступом (лагеной). Рыбы – единственные позвоночные с двумя или тремя парами отолитов, или ушных камешков, которые помогают поддерживать определенное положение в пространстве. У некоторых групп плавательный пузырь сообщается с внутренним ухом тончайшей трубочкой, а у гольянов, карпов, сомов, харациновых и электрических угрей связан с ним сложным костным механизмом – веберовым аппаратом. Это позволяет лучше воспринимать («слышать») вибрации окружающей среды. Система боковой линии – уникальный орган чувств рыб. Обычно она представляет собой сеть углублений или каналов в коже головы и туловища с нервными окончаниями в глубине. Эти каналы у костных рыб обычно открываются на поверхности порами. Вся система соединена нервами с внутренним ухом. Она служит для восприятия низкочастотных колебаний, что позволяет обнаруживать движущиеся объекты.

Рыбы чрезвычайно разнообразны по строению и адаптациям. Они ходят, плавают и летают (планируют). Некоторые способны видеть и в воде, и в воздухе, издавать различные звуки, излучать свет и даже генерировать сильный электрический заряд. Каждая структура выполняет свое назначение – служит для защиты, добывания пищи или размножения.

Челюсти рыб разнообразны – от беззубых до снабженных долотовидными резцами и длинными острыми клыками. У некоторых растительноядных форм, например рыб-хирургов и южноамериканских сомов, зубы находятся на длинных тонких стебельках с чашевидной вершиной. Рыбы-попугаи замечательны своими образующими клюв зубами, что придает им сходство с птицами, откуда и произошло название семейства. Рот может быть направлен вниз, как у акул, вперед, как у лососей, или вверх, как у звездочетов. Губы бывают покрыты длинными волосовидными выростами, как у волосозуба (Trichodon), который, закопавшись в грунт, при помощи этого фильтра очищает вдыхаемую воду от песка. Жаберные отверстия бывают двух типов. Для акул и скатов типичны пять наружных жаберных щелей, а для костных рыб – четыре или пять отверстий, прикрытых жаберной крышкой, которая направляет проталкиваемую через жабры воду в одну общую открывающуюся наружу щель.

Глаза у рыб в целом устроены так же, как и у других позвоночных. Снаружи они покрыты роговицей. Свет проходит через зрачок – отверстие в радужной оболочке – и фокусируется сферическим хрусталиком на сетчатке, занимающей заднюю стенку глаза. Зрительные стимулы передаются с сетчатки по зрительному нерву в головной мозг. Поскольку в сетчатке у рыб присутствуют и палочки, и колбочки, можно заключить, что они различают цвета. У четырехглазки (Anableps), обитающей в Центральной и Южной Америке, глаза разделены на две части: верхняя приспособлена видеть в воздухе, а нижняя – под водой. Хрусталик здесь овальный и расположен под таким углом, чтобы фокусировать на сетчатку лучи света из обоих источников. Поскольку костные рыбы лишены век для увлажнения глаз во время пребывания в воздухе, четырехглазка решает эту проблему, периодически погружая голову в воду.

Способность к люминесцентному излучению широко распространена у разных, не связанных между собой близким родством групп морских рыб. Свечение обычно обеспечивается специальными железами, расположенными в коже или на определенных чешуях. Железы состоят из светящихся клеток, позади которых может находиться отражатель, а спереди – линза. Рыбы способны произвольно «включать» и «выключать» свое свечение. Местоположение светящихся органов различно. У большинства глубоководных рыб они собраны группами и рядами на боках, брюхе и голове, напоминая жемчужные пуговицы или современную, отражающую ночью свет, дорожную разметку. Назначение этого холодного свечения не до конца ясно. В абсолютной темноте океанических глубин, где обитают некоторые рыбы-удильщики, оно, вероятно, используется для привлечения мелкой добычи и особей противоположного пола.

Издаваемые некоторыми рыбами звуки человеческое ухо может ясно расслышать за много метров. Они различаются по высоте и интенсивности. Среди множества «голосистых» рыб наиболее известны горбыли, барабанщики, ронки, спинороги, рыбы-жабы и сомы. Их звуки напоминают хрюканье, визг, скрип, лай и в целом – шум скотного двора. Происхождение издаваемых звуков различно. У некоторых сомов движение газа в плавательном пузыре взад-вперед заставляет вибрировать туго натянутые мембраны. Ронки трут друг об друга глоточные зубы. Горбыли и барабанщики производят особенно громкий шум с помощью колебаний плавательного пузыря: раздается что-то вроде приглушенного стука отбойного молотка о тротуар. Некоторые спинороги издают звуки, вращая плавниковыми лучами. Обычно наиболее часто и интенсивно рыбы используют звуковые сигналы в период размножения.

Некоторые рыбы способны жалить не менее опасно, чем ядовитые змеи. Действие их яда сходно с укусом кобр, гремучих змей или пчел. Наиболее известные из таких рыб – скаты-хвостоколы (Dasyatidae), скорпеновые (Scorpaenidae), рыбы-жабы (Batrachoididae) и драконовые (Trachinidae). Менее ядовиты сомы, тропические окунеобразные из Тихого океана, относящиеся к семейству Siganidae, некоторые акулы (Squalus, Heterodontus) и химеры. У скатов-хвостоколов жало находится на верхней стороне хвоста, примерно на расстоянии трети или половины его длины от конца. Оно достигает 30 см в длину, по бокам зазубрено и окружено у основания ядовитыми железами. Хвостоколы встречаются на мелководьях, около песчаных и илистых пляжей теплых морей, в устьях рек и тихих бухтах, а некоторые виды даже в реках Азии и Южной Америки за 1600 км от моря. Хвостоколы прячутся в мягком грунте. Если на них наступить, они взмахивают мощным хвостом, на котором поднимается ядовитое жало, и оно глубоко втыкается в жертву, вызывая пронизывающую боль. Это приспособление служит и для защиты, и для нападения. Питаются хвостоколы живущими в иле и песке беспозвоночными. У большинства других ядовитых рыб такие железы лежат вдоль спинных и грудных плавниковых шипов и у их основания. Когда шип вонзается в тело жертвы, из окружающих его тканей выдавливается яд и по особому желобку поступает в рану. У Siganus в каждом грудном плавнике два желобчатых ядовитых шипа. Наиболее развиты жалящие органы у морских дракончиков и рыб-жаб. Шипы на жаберных крышках и первые два спинных луча у них полые, как зубы у ядовитых змей. Основание такого шипа окружено ядовитой железой.

Генерировать электрический заряд способны рыбы пяти групп: морские звездочеты (Astroscopus), живущие в Африке пресноводные гимнархи (Gymnarchus) и электрические сомы (Malapterurus), морские электрические скаты (Tetronarce) и южноамериканский электрический угорь (Electrophorus electricus).

Окраска удивительно многообразна. Некоторые пресноводные виды в сезон размножения приобретают ослепительный блеск с малиновыми, ярко-желтыми и синими пятнами, а в остальное время окрашены гораздо скромнее. Среди коралловых рифов в тропических морях обитает несколько сотен видов рыб, соперничающих своей расцветкой с бабочками и птицами. Здесь можно встретить почти все мыслимые виды окраски: от серой и серебристой до контрастной черной с желтыми, синими, красными линиями, кольцами, полосами, штрихами или зелеными, желтыми и пурпурными крапинками, пятнами, кляксами и кругами, опоясывающими тело. Пигменты, соответствующие черным и коричневым оттенкам, называются меланинами. Яркие цвета обеспечивают жирорастворимые липоиды. Оба типа пигментов находятся в специальных клетках, хроматофорах, в глубине кожи. Кроме того, особые отражающие гранулы – иридоциты – придают рыбам молочно-белую и серебристую окраску. Способность хроматофоров расширяться и сжиматься позволяет рыбам изменять узор на теле, что помогает маскироваться. Характер окружающей среды воспринимается зрением и чисто рефлекторно изменяет состояние хроматофоров. В результате очень многие рыбы становятся практически незаметными.

Древнейшие окаменелые остатки настоящих рыб найдены в ордовикских отложениях. Следующие четыре периода (силур, девон, миссисипий и пенсильваний) называют «веком рыб» – это были самые крупные и разнообразные на Земле животные. В более поздние геологические эпохи их видовое богатство и численность остались высокими, но появились более эволюционно продвинутые группы – амфибии и рептилии, затем птицы, млекопитающие и, наконец, человек. Наиболее примитивные из современных рыб – акулы, скаты и химеры с хрящевым скелетом. Он частично окостеневает у осетровых, ильной и некоторых других рыб. Наконец появляются виды с полностью окостеневшим скелетом, их называют костистыми (Teleostei).

Рыбы занимают почти все водные местообитания. Они встречаются в полярных и тропических морях, в холодных горных озерах и ручьях и в горячих источниках с температурой до 43° C. Многие виды живут в открытом море, вдали от берегов, некоторые – на огромных океанических глубинах, в полной темноте. Рыбы обитают в зарослях водной растительности, расщелинах скал и среди камней; они могут зарываться в ил, песок и гальку. Некоторые ведут ночной образ жизни, но большинство охотится днем. Несколько видов обитает в темных пещерах: они почти или полностью слепы.

Рыбы встречаются во всех крупных реках, почти во всех крупных озерах и отсутствуют лишь в немногих водоемах. Морские рыбы подразделяются на прибрежные, океанические и глубоководные формы. Первые обитают на мелководьях у берегов, среди них – сельди (Clupea), скумбрии (Scomber), морские окуни (Sebastodes), помацентровые (Pomacentridae), камбалы (Pleuronectes), боррачиты (Salarias) и т.д. На континентальном шельфе встречаются палтусы (Hippoglossus) и трески (Gadus). Океанические рыбы обитают в открытых морях до глубин 90–150 м. Они называются пелагическими. Среди них такие крупные объекты спортивного лова, как тунцы (Thunnus), меч-рыбы (Xiphias), марлины (Makaira), и мелкие светящиеся анчоусы (Myctophidae) и скумбрещуки (Scomberesocidae). На глубинах от 135 до 540 м обитает множество небольших рыб с огромными глазами и серебристой окраской. Еще глубже обитают батипелагические виды с мелкими глазами и светящимися органами, например стомиевые (Stomiatidae) и глубоководные удильщики (Ceratiidae). Окраска этих рыб в основном черная. Абиссальные рыбы, в частности долгохвостые (Macrouidae), всю жизнь проводят на океанических глубинах у дна.

Пресноводные рыбы распространены по всем континентам и крупным островам.

Размножение

Способы размножения рыб различны. Некоторые живородящие – из тела матери выходит активная молодь. Остальные – яйцекладущие, т.е. мечут икру, оплодотворяемую во внешней среде. Репродуктивное поведение некоторых рыб весьма своеобразно. В их способах размножения трудно увидеть четкую эволюционную последовательность. Примитивные по своей анатомии акулы и скаты главным образом живородящие или откладывают роговые яйцевые капсулы. У более высокоразвитых рыб в одной и той же группе можно встретить и живородящие, и яйцекладущие виды.