наличие плавательного пузыря у каких рыб
Плавательный пузырь, часть 1: общая характеристика
Обитание в воде неизбежно накладывает отпечаток на строение тела рыб. Не только общий план строения, но и многие системы органов, призванные обеспечить жизнедеятельность рыб в водной среде, по своему строению, а иногда и по принципам функционирования, отличаются от подобных у наземных животных. Есть и те, которые являются уникальными, то есть не встречающимися у представителей других групп позвоночных животных.
Расположение плавательного пузыря в теле рыб
Основные современные крупные таксоны рыб в отношении наличия/отсутствия плавательного пузыря и выполняемым им функциям характеризуются следующим образом:
Наглядно различные варианты положения плавательного пузыря рыб представлены на рисунке ниже.
Положение плавательного пузыря в разных группах рыб
Дальнейшая эволюция плавательного пузыря рыб шла по пути постепенной утраты его связи с кишечником. Канал, соединяющий плавательный пузырь с пищеварительной трубкой, называется воздушным (лат. ductus pneumaticus). У наиболее примитивных групп этот канал широкий и короткий и отходит от передней части кишечника или даже задней части глотки. Такое его положение укорачивает путь в плавательный пузырь для заглатываемого ртом с поверхности воды воздуха. Более продвинутые группы демонстрируют тенденцию к удлинению и утоньшению воздушного канала, а также смешению его в задние отделы кишечника. У наиболее продвинутых групп рыб воздушный канал полностью утрачивается. Те рыбы, у которых связь плавательного пузыря с кишечником имеется, называются открытопузырными, тех, у которых плавательный пузырь не соединен с кишечником называют закрытопузырными.
Соединение плавательного пузыря с кишечником является важным таксономическим признаком и, кроме того, может указывать на древность происхождения тех или иных групп рыб. Так, открытопузырность сохраняется почти у всех Сельдеобразных (Clupeiformes) и Карпообразных (Cypriniformes), у Лососеобразных (Salmoniformes) и Щукообразных (Esociformes), Двоякодышащих (Dipnoi), Многоперовых (Polypteriformes), костных и хрящевых ганоидов. Закрытопузырными являются, например, Окунеобразные (Perciformes) и Трескообразные (Gadiformes).
На этом все. Во второй части рассказа о плавательном пузыре рыб будет детально обсуждаться особенности его строения в разных группах рыб и функции, которые он может выполнять помимо гидростатической.
Надкласс рыбы
Общими признаками всех рыб является наличие обтекаемой формы тела, жизнь в воде. Тело подразделяется на голову, туловище и хвост. Хорошо развиты органы чувств: зрения, обоняния, слуха, осязания, равновесия.
Ароморфозы рыб
Рыбы отличаются от предшествующих эволюционных форм новыми, прогрессивными чертами строения, которые повысили их уровень организации. Давайте их перечислим.
Образуются предшественники конечностей, плавники, парные придатки тела, обособленные от туловища и головы, приводимые в движение мускульной силой.
У рыб хорда редуцируется, на ее месте формируется позвоночник. У хрящевых рыб позвоночник в течение всей жизни имеет хрящевое строение, а у костных рыб позвоночник окостеневает: он представлен костной тканью.
Обратите особое внимание, что в скелете хрящевых ганоидов (осетровых рыб) хорда сохраняется на всю жизнь.
Костные рыбы
Для большинства костных рыб характерен костный скелет, наличие жаберных крышек, прикрывающих жабры. Жаберные лепестки расположены непосредственно на жаберных дугах, имеется плавательный пузырь. Оплодотворение наружное.
Большинство видов костных рыб (90%) относятся к костистым рыбам. Для большей части костистых рыб характерно непрямое развитие (с метаморфозом).
Форма тела обтекаемая, рыбообразная, за счет чего снижается трение о воду. Поверхность тела покрыта налегающими друг на друга (подобно черепице) чешуйками.
В коже находится множество желез, которые секретируют слизь, покрывающущю все тело рыбы, благодаря чему снижается трение о воду. Из-за слизи пойманную рыбу тяжело удержать в руках, она выскальзывает.
Позвоночник состоит из двух отделов: туловищного и хвостового. В центре каждого позвонка имеется отверстие. Прилегая друг к другу, отверстия позвонков вместе соединяются в единый спинномозговой канал, в котором лежит спинной мозг.
Скелет грудных плавников соединен с позвоночником костями плечевого пояса, в отличие от скелета брюшных плавников, который не сочленяется с позвоночником. Имеются жаберные крышки, снаружи прикрывающие жаберные щели (у хрящевых рыб жаберные крышки отсутствовали, 5 жаберных щелей открывались каждая в отдельности наружу.)
Полость тела вторичная (целом).
Мышечная система сегментируется, что выражается в возникновении отдельных (дифференцированных) мышечных пучков. Наиболее ярким примером дифференцировки являются мышцы ротового аппарата и парных плавников.
Состоит из ротовой полости, глотки, продолжающейся в пищевод, желудка, толстого и тонкого кишечника. У многих рыб в ротовой полости имеются язык и острые зубы, расположенные на челюстях. Зубы предназначены не для механического измельчения пищи, а в основном для схватывания и удержания добычи. Слюнные железы отсутствуют, имеются вкусовые рецепторы.
Глотка тесно связано не только с пищеварительной, но и с дыхательной системой: здесь располагается жаберный аппарат рыб. С помощью жабр они приспособились забирать из воды растворенный в ней кислород и насыщать им кровь, откуда кислород поступает ко внутренним органам и тканям.
Процесс дыхания осуществляется благодаря тому, что вода через ротовое отверстие попадает в глотку. Вследствие движений жаберной крышки вода из ротоглоточной полости втягивается в боковую жаберную полость, омывая жабры. В результате газообмена в кровь рыбы поступает кислород, а углекислый газ покидает ее и растворяется в воде.
Как и хрящевые, костные рыбы имеют один круг кровообращения. Сердце двухкамерное, состоит из одного предсердия и одного желудочка. Запомните, что в сердце у рыб кровь венозная. Она накачивается сердцем в жабры, где происходит ее насыщение кислородом, после чего кровь становится артериальной.
Артериальная кровь направляется к внутренним органам и тканям, движется кровь внутри сосудов: кровеносная система замкнутого типа.
У всех хордовых нервная система трубчатого типа. Головной мозг состоит из продолговатого, среднего мозга, мозжечка, промежуточного и переднего мозга.
Развитие одних и тех же отделов у разных классов хордовых неодинаково, что мы с вами отчетливо увидим по мере изучения данного раздела. Я рекомендую вам обратить на данную тему особое внимание.
Также хорошо выражен (развит) мозжечок, который отвечает за координацию движений и ориентацию тела в пространстве. Это связано со сложными перемещениями рыбы, которая «парит как птица» только не в воздушной, а в водной среде. От головного мозга берут начало 10 пар черепно-мозговых нервов.
Органы зрения приспособлены к водной среде: хрусталик имеет шарообразную форму. Роговица плоская, аккомодация (настройка глаза на наилучшее видение объекта) происходит только благодаря перемещению хрусталика.
Рыбы хорошо видят лишь на близком расстоянии. Имеются органы вкуса на коже и нижней челюсти, а также органы обоняния, открывающиеся в ротовую полость.
Развитие у большинства рыб (костистые рыбы) непрямое, с метаморфозом. Запомните, что процесс выметывания икры и ее последующего оплодотворения называется нерест, он носит сезонный характер. У пресноводных рыб нерест происходит весной, в это время строго запрещена ловля рыбы.
Плавательный пузырь
Этот орган характерен исключительно для костных рыб: у хрящевых рыб (акулы, скаты) он отсутствует. Плавательный пузырь представляет собой воздушный мешок, заполненный смесью газов: азотом, кислородом, углекислым газом.
При заполнении газом пузырь расширяется: это меняет удельный вес рыбы, он понижается и рыба всплывает. Обратная схема происходит при уменьшении пузыря. Но откуда появляется газ, которым наполняется пузырь, если рыба обитает в воде? Отвечая на этот вопрос, отметим, что все рыбы делятся на два типа: открытопузырные и закрытопузырные.
У открытопузырных рыб плавательный пузырь сообщается с пищеварительной системой. Они в течение всей жизни поднимаются к поверхности воды и заглатывают воздух, по мере необходимости они могут освобождаться от газов, выдавливая их через глотку, а затем рот в окружающую среду. К таким рыбам относятся сельдеобразные, щукообразные, карпообразные, двоякодышащие.
Закрытопузырные рыбы имеют пузырь, не сообщающийся с пищеварительной трубкой. Газы в него поступают благодаря газовой секреции: они переходят из растворенного (в крови) состояния в газообразное, заполняя пузырь. Когда пузырь уменьшается газы вновь растворяются в крови, возвращаясь в кровеносное русло. К таким рыбам относятся: трескообразные, окунеобразные, кефалеобразные.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Плавательный пузырь: описание и качества воздушной камеры в теле рыб
Рыбы — это огромная группа позвоночных животных, обитающих в воде. Их главной особенностью является жаберное дыхание. Для перемещения в жидкой среде эти животные используют самые разнообразные приспособления. Плавательный пузырь — важнейший гидростатический орган, регулирующий глубину погружения, а также участвующий в дыхании и генерации звуков.
Плавательный пузырь — важнейший гидростатический орган, регулирующий глубину погружения рыб
Развитие и строение гидростатического органа
Формирование рыбного пузыря начинается на ранней стадии развития. Один из отделов прямой кишки, видоизменённый в своеобразный вырост, со временем заполняется газом. Для этого мальки всплывают и захватывают воздух ртом. Со временем связь пузыря с пищеводом у части рыб утрачивается.
Рыбы, имеющие воздушную камеру, делятся на два типа:
Воздушный пузырь у рыб представляет собой полость с прозрачными эластичными стенками.
По своему строению различают:
Как правило, у большей части рыб этот орган один, но у двоякодышащих он парный. Глубинные виды могут обходиться очень маленьким пузырём.
Функции плавательного пузыря
Плавательный пузырь в теле рыбы является уникальным и многофункциональным органом. Он заметно облегчает жизнь и экономит массу энергии.
Полость камеры не может расширяться и сжиматься произвольно. При погружении давление на тело возрастает, и оно сжимается, соответственно уменьшается объем газа, а общая плотность увеличивается. Рыба с лёгкостью опускается на нужную глубину. Когда рыбка поднимается в верхние слои воды, давление ослабевает, а пузырь расширяется, словно воздушный шарик, толкая животное вверх.
Давление газа на стенки камеры порождает нервные импульсы, вызывающие компенсаторные движения мышц и плавников. Используя такую систему, рыба без особых усилий плавает на нужной глубине, экономя до 70% энергии.
Дополнительные функции:
Такой простой, на первый взгляд, орган является незаменимым и жизненно необходимым аппаратом.
Рыбы, не имеющие воздушной камеры
Из описания плавательного пузыря видно, насколько он совершенный и многофункциональный. Несмотря на это, некоторые с лёгкостью обходятся и без него. В подводном мире обитает множество животных, у которых нет гидростатического аппарата. Для перемещения они пользуются альтернативными способами.
Глубоководные виды всю жизнь проводят на дне и не испытывают необходимости подниматься в верхний слой воды. Из-за огромного давления воздушная камера, если бы она и была, моментально сжалась бы, и весь воздух из неё вышел бы. Как её альтернатива, используется накопление жира, который имеет плотность меньше, чем у воды, и к тому же не сжимается.
Некоторые рыбы могут с легкостью обходиться без плавательного пузыря
Рыбам, которым необходимо очень быстро перемещаться и менять глубину, пузырь может только навредить. Такие представители морской фауны (скумбрия) используют только мышечные движения. Это повышает расход энергии, но зато увеличивает мобильность.
Хрящевые рыбы тоже привыкли обходиться своими силами. Они не могут недвижимо зависать на месте. Их скелет без костей, поэтому имеет меньший удельный вес. К тому же у акул очень большая печень, на две трети состоящая из жира. Некоторые виды могут изменять его процентное соотношение, и тем самым утяжеляют или облегчают своё тело.
Водные млекопитающие, такие как киты и дельфины, снабжены толстым слоем жировой ткани под кожей и наполненными воздухом лёгкими.
Жизнь на планете Земля зародилась в водной среде мирового океана, и все мы — потомки рыб. Существуют научные предположения о том, что в процессе эволюции дыхательные органы наземных животных произошли именно от рыбьих пузырей.
Плавательный пузырь — экономия энергии, барометр и орган чувств
Мы подготовили подробную информацию о том, у каких рыбок есть воздушный пузырь, какую функцию он выполняет, с фото и видео. Информация может быть полезна тем, кто имеет аквариумных рыбок.
Строение и развитие
У большинства рыбок между кишечником и почками имеется характерная мешковидная структура. Эта структура называется различными именами, а именно: плавательный пузырь (газовый или воздушный пузырь у рыб). Связь с пищеводом (вырост) может сохраняться на протяжении всей жизни, но может быть утрачена во взрослом возрасте.
Рыбий пузырь занимает то же положение, что легкие высших позвоночных, поэтому считается гомологичным легким. Отличается от легких высших форм главным образом происхождением, кровоснабжением. Возникает из дорсальной стенки кишки, получает кровоснабжение, как правило, из дорсальной аорты, позвоночное легкое – из вентральной стенки глотки, получает кровь из шестой дуги аорты.
Плавательным пузырем называют наполненный газом мешок, находящийся над кишками рыбы. Приобретение пузыря, с нейтральной плавучестью, которую он дает своим обладателям, был одним из решающих шагов эволюции современной рыбы. Без него рыба, несомненно, была бы гораздо менее разнообразной – с точки зрения количества видов, среды обитания, – чем сегодня. Современные акулы и скаты, живут без него, поэтому должны либо продолжать двигаться весь день либо жить на морском дне. Это потому, что рыба тяжелее, чем вода, следовательно, она утонет, если перестанет плавать.
Газовое наполнение пузыря
У физостомных рыб вытеснение газа из плавательного пузыря происходит через пневматический канал, но у физоклистных рыб, где пневматический канал отсутствует, избыточный газ удаляется диффузией.
Какую роль играет плавательный пузырь у рыб?
Он действует как регулируемый поплавок, чтобы рыбка могла плавать на любой глубине с наименьшими усилиями. Когда рыба опускается на дно, удельный вес тела увеличивается. Когда она поднимается, плавательный пузырь расширяется, удельный вес уменьшается. С помощью такой регулировки рыбка может поддерживать равновесие на любом уровне.
Гидростатическая функция
Это, прежде всего, гидростатический аппарат, который нужен и помогает удерживать вес тела равным объему вытесняемой рыбкой воды. Он также служит для уравновешивания тела по отношению к окружающей среде путем увеличения или уменьшения объема содержания газа.
Плавательные пузыри могут быть заполнены либо воздухом, либо кислородом, что играет ключевую роль в поддержании нейтральной плавучести и снижении энергетических затрат рыбы на пребывание на любой определенной глубине.
Защитная функция
Дыхательная функция плавательного пузыря весьма значительна. В воде, с низким содержанием кислорода, у многих рыб кислород, вырабатывается в мочевом пузыре, служит источником кислорода, а не поглощать воздух ртом из атмосферы. У некоторых рыб плавательный пузырь видоизменяется в «легкое», способное принимать атмосферный воздух. Например, многоперовые полиптерусы имеют систему двойного дыхания – жаберного и легочного.
Функции органов чувств
Считается, что плавательный пузырь призван выполнять функцию как резонатор (но не хрящевым рыбкам). Он усиливает вибрации звука, передает их в ухо. У многих рыб он тесно связан с внутренним ухом. Эта связь, возможно, позволяет передавать изменение давления в перилимфу.
Он помогает рыбкам в производстве звука. Вибрации вызываются движением содержащегося в рыбном пузыре воздуха. Звук может также быть произведен сжатием внешней и внутренней мускулатуры плавательного пузыря.
Другие функции
Пузырь рыбы помогает поддерживать надлежащий центр тяжести, перемещая газ из одной его части в другую, что облегчает проявление различных движений.
Плавательный пузырь и легкие у разных групп
Плавательный пузырь имеется почти у всех костных рыб, функционирует обычно как гидростатический орган. Начавшись как очень незначительное клеточное расширение из кишечника, пузырь у рыб ведет всю группу по эволюционному каналу.
У каких рыб нет пузыря
У взрослых акул он отсутствует, но намек на рудиментарный пузырь наблюдается во время эмбрионального развития. Но почти все телеосты им обладают. В результате приспособления к различным способам жизни встречаются его крайние модификации.
Причины заболевания
Это расстройство иногда вызвано сжатием из-за раздутого желудка от быстрого приема пищи, переедания, запора или глотания воздуха, что, как полагают, происходит с плавающей пищей.
Употребление в пищу сублимированной или сухой хлопьевидной пищи, расширяющейся при увлажнении, также может иметь последствия – увеличение желудка или кишечного тракта.
Плавательный пузырь – это орган, помогающий рыбке поддерживать равновесие, вертикальное плавательное положение. Когда мочевой пузырь становится слишком полным или блокируется, или рыба заражается, она плывет на боку. Но не нужно сразу терять надежду. Это может быть простой случай заболевания. Если вы заметите его достаточно рано, есть шанс, что ваша рыбка сможет восстановиться со временем и правильным лечением.
К сожалению, золотые рыбки обычно страдают расстройством плавательного пузыря.
Генетика, похоже, играет определенную роль, поскольку считается, что форма золотой рыбки делает ее главным кандидатом на это расстройство. Их короткие круглые тела иногда могут привести к сжатию органов (особенно при переедании или запоре), что может привести к сбою работы плавательного пузыря. Можно заметить, что более длинные породы золотых рыбок (с более крупными телами), как правило, менее подвержены этому расстройству.
Кои также склонны к расстройствам плавательного пузыря. Из-за их большего размера особые соображения должны быть приняты при попытке сделать рентгеновский снимок Кои. Размер и форма плавательного пузыря могут постепенно изменяться с течением времени, чтобы компенсировать снижение подвижности. Эти изменения, которые могут стать постоянными, позволят кои с меньшей подвижностью выживать в своей домашней среде.
Симптомы расстройства плавательного пузыря
Если вы хотите убедиться, что ваша рыбка плавает боком из-за расстройства плавательного пузыря, вы можете обратить внимание на наличие следующих симптомов:
– Рыбка постоянно плавает вверх ногами, поднимается на самый верх аквариума.
– Рыбка опускается на дно аквариума либо на бок, либо вниз головой.
– Желудок рыбки кажется раздутым, толстым.
Дорогой Читатель. Данная тема сложна, интересна с практической точки зрения. Пишите, как вы смогли вылечить своих рыбок от описанного в статье расстройства. Ваши положительные результаты вдохновят и помогут спасти еще не одну рыбку.
Зачем рыбе пузырь с воздухом. Большая энциклопедия нефти и газа
Есть ли воздушный пузырь у морских рыб. Плавательный пузырь у рыб: описание, функции
Обитание в воде неизбежно накладывает отпечаток на строение тела рыб. Не только общий план строения, но и многие системы органов, призванные обеспечить жизнедеятельность рыб в водной среде, по своему строению, а иногда и по принципам функционирования, отличаются от подобных у наземных животных. Есть и те, которые являются уникальными, то есть не встречающимися у представителей других групп позвоночных животных.
Расположение плавательного пузыря в теле рыб
Итак, классическое определение плавательного пузыря следующее:
Плавательный пузырь представляет собой заполненный газом вырост передней части кишечника, основной функцией которого является обеспечение плавучести рыб.
В этом определении стоит обратить внимание на два момента. Во-первых, на то, что в нем ничего не сказано про положение выроста — несмотря на то, что у подавляющего большинства видов он дорсальный, то есть закладывается со спинной стороны тела (что иногда и отмечается в определении плавательного пузыря). Однако так происходит не у всех групп рыб — у небольшого числа таксонов это вентральный вырост. Во-вторых, на словосочетание «основная функция» со смысловым ударением на «основная» — плавательный пузырь может выполнять множество различных функций, и гидростатическая у разных групп рыб не является единственной, а иногда и основной. Подробнее об этом я расскажу ниже.
Плавательный пузырь в разных группах рыб
Прежде всего, напомню, что мы определили, что рыбами называют сборную группу водных позвоночных животных, которые на протяжении всей своей жизни имеют жабры, а для движения используют конечности плавникового типа. Как видите, ничего о плавательном пузыре, как неотъемлемой характеристике рыб в этом определении не сказано. Почему так произошло, ведь плавательный пузырь не встречается в других группах животных и характерен только для рыб? Ответ прост — дело в том, что этот орган имеют, во-первых, не все группы рыб, а, во-вторых, даже в тех группах, для которых он свойственен, есть виды, утратившие его в процессе эволюции как более ненужный орган.
Основные современные крупные таксоны рыб в отношении наличия/отсутствия плавательного пузыря и выполняемым им функциям характеризуются следующим образом:
Круглоротые (миноги и миксины) — плавательный пузырь отсутствует Хрящевые (акулы, скаты, химеры ) — плавательный пузырь отсутствует Целокантообразные (латимерия) — плавательный пузырь редуцирован Двоякодышащие — имеется, орган дыхания Многоперовые — имеется, орган дыхания Хрящевые ганоиды (осетрообразные) — имеется, гидростатический орган Костные ганоиды — имеется, орган дыхания Костистые рыбы — имеется, у некоторых редуцирован, гидростатический орган, у небольшого числа видов орган дыхания
Плавательный пузырь и легкие наземных позвоночных
Из приведенного выше обзора можно обнаружить интересную тенденцию — у эволюционно более древних групп рыб плавательный пузырь является органом дыхания, и только у более современных групп он приобретает функцию гидростатического органа. Чтобы понять логику этих преобразований, необходимо обратиться к биологии ныне живущих представителей древних групп рыб и их ископаемых предков. Ныне живущие виды населяют, как правило, слабо проточные, застойные или даже пересыхающие водоемы, в которых не редко встречаются с проблемой недостатка растворенного в воде кислорода. Подобные же условия существовали в водоемах девонского периода (около лет назад), когда эволюционировали их предки. Такие условия вынуждали рыб искать иные источники кислорода. Единственным таким источником был атмосферный воздух, который эти формы могли заглатывать с поверхности воды и затем «усваивать» в передней части кишечника. Как мы знаем, эффективность этого усваивания тем выше, чем через большую площадь оно идет — именно это направляло эволюцию по пути увеличения сначала объема передней части кишечника, что привело к появлению отдельного выроста, а затем и к увеличению площади его поверхности. Конечным результатом этих процессов стало появление легкого наземных животных, происхождение которого по современным представлениям связано с эволюцией плавательного пузыря при выходе на сушу. Таким образом, ответом на вопрос «что же было первично в функциональном плане легкое или плавательный пузырь» является «легкое» – по-видимому, именно респираторная (дыхательная) функция предшествовала гидростатической.
Интересно, что приобретение плавательного пузыря, выполняющего функцию дыхания, происходило в разных группах рыб независимо. Такой вывод можно сделать при сравнении его положения относительно пищеварительной трубки, например, у многоперовых и костных ганоидов, что демонстрирует нам два различных пути образования плавательного пузыря. У многопера плавательный пузырь представляет собой вентральный (расположенный к брюху от пищеварительного тракта) вырост, в то время как у костных ганоидов (панцирная щука, амия), предки которых вероятно эволюционировали в ту же эпоху что и предки многоперовых, этот вырост расположен дорзально. У обеих групп сохраняется связь плавательного пузыря с кишечником посредством специального канала, который имеет такое же расположение что и вырост — у многопера вентральное, у костных ганоидов дорзальное. В остальном эти структуры схожи. Плавательный пузырь многопера напоминает легкое наземных животных и считается наиболее примитивно устроенным. Это двухлопастной вырост, внутренняя поверхность которого имеет практически гладкую структуру с небольшим количеством складок. У костных ганоидов плавательный пузырь также двухлопастной, но его внутренняя поверхность имеет множество гребней для увеличения поверхности, через которую может идти проникновение кислорода. Еще в одной древней группе рыб — ископаемых Мясистолопастных и у их ныне живущего потомка Латимерии — плавательный пузырь формировался как вентральный вырост кишечника. Необходимо также отметить сходство положения плавательного пузыря мясистолопастных и легкого наземных позвоночных, которое также расположено вентрально. Это сходство не является совпадением — именно мясистолопастные совершили революцию в животном мире, выйдя на сушу и дав начало всей наземной позвоночной жизни.
Ранняя эволюция плавательного пузыря
Постепенно с изменением древнего климата и освоением рыбами океана дыхательная функция плавательного пузыря утрачивалась и на первое место выходила гидростатическая. Как мы помним, у всех современных групп костистых рыб за небольшим исключением, плавательный пузырь — дорзальный непарный вырост. Такое его положение выгодно отличается от вентрального, потому что в первом случае дорзального расположения центр тяжести тела смещен вниз, что делает положение тела в водной среде более стабильным. Несомненно, что у большинства современных рыб плавательный пузырь эволюционировал из дорзального выроста, который был у их предков. Однако, также не находит значительных противоречий и гипотеза, что у ряда групп плавательный пузырь мог «переползти» с брюшной стороны на спинную. Самое замечательное, что этот процесс мы можем наблюдать у некоторых современных видов, у которых строение плавательного пузыря промежуточное между дорзальным и вентральным расположением. Так у рыб рода Erythrinus пузырь хоть и расположен дорзально, но соединен протоком, отходящим от боковой части кишечника. Еще более интересное строение мы наблюдаем у двоякодышащей рыбы Neoceratodus, у которой плавательный пузырь также расположен дорзально, но соединяющий его с кишечником канал отходит от вентральной части пищеварительной трубки и заворачивается к верху, огибая кишечник. При этом наблюдается и «заворачивание» всей системы — кровоснабжающие сосуды и нервы идут сначала вниз, затем под кишечником и только после этого снова идут вверх к плавательному пузырю.
Наглядно различные варианты положения плавательного пузыря рыб представлены на рисунке ниже.
Плавательный пузырь — непарный или
парный
орган
рыб, выполняющий гидростатическую, дыхательную и звукообразовательную
функции
.
Плавательный пузырь, выполняя гидростатическую функцию, одновременно участвует в газообмене и служит органом, воспринимающим изменения давления (барорецептором). У некоторых рыб он участвует в произведении и усилении звуков. Возникновение плавательного пузыря обычно связывают с появлением костного скелета, увеличивающего удельный вес костных рыбы.
Плавательный пузырь имеется у ганоидных и большинства костистых рыб. Он образуется, как вырост кишки в области пищевода и расположен позади кишечника в виде продольного непарного мешка, который сообщается с глоткой посредством воздушного хода (ductus pneumaticus). На стороне, обращенной к полости тела, плавательный пузырь покрыт серебристой пленкой брюшины. Позади он примыкает к почкам и позвоночнику.
Нейтральная плавучесть костных рыб обеспечивается, прежде всего, специальным гидростатическим органом — плавательным пузырем; одновременно он выполняет и некоторые добавочные функции. Использование находящихся в пузыре газов, в частности кислорода, может происходить через капилляры в овале — участке пузыря с утонченными стенками, снабженном кольцевой и радиальной мускулатурой. При раскрытом овале газы диффундируют через тонкую стенку в сосудистое сплетение и поступают в кровяное русло; при сокращении сфинктера уменьшается поверхность соприкосновения овала с сосудистым сплетением и резорбция газов прекращается. Изменяя содержание газа в плавательном пузыре, рыба может в некоторых пределах менять плотность тела и тем самым плавучесть. У открытопузырных рыб поступление и выделение газов из плавательного пузыря происходит преимущественно через его проток.
У превосходных пловцов, совершающих быстрые вертикальные перемещения (тунцы, обыкновенная скумбрия, пеламида), и у донных обитателей (вьюновых, бычков, морских собачек, камбал и др.) плавательный пузырь часто редуцируется; эти рыбы имеют отрицательную плавучесть и сохраняют положение в толще воды за счет мускульных усилий. У некоторых беспузырных рыб накопление жира в тканях снижает их удельный вес, увеличивая плавучесть. Так, у скумбрии содержание жира в мясе доходит до 18-23,% и плавучесть может стать почти нейтральной (0.01), тогда как у пеламиды при содержании в мышцах всего 1-2% жира плавучесть равна 0.07.
Плавательный пузырь обеспечивает рыбе нулевую плавучесть, благодаря чему она не всплывает на поверхность и не опускается на дно. Предположим, рыба плывет вниз. Возрастающее давление воды сжимает газ в пузыре. Объем рыбы, а с ним и плавучесть уменьшается и рыба выделяет газ в плавательный пузырь, так что его объем остается постоянным. Поэтому, несмотря на повышение внешнего давления, объем, рыбы остается постоянным и выталкивающая сила не изменяется.
Акулы находятся в движении с первого до последнего дня своей жизни и отдыхают только на дне, так как отсутствие плавательного пузыря лишает их той плавучести, которой обладают костистые рыбы. Отсутствие плавательного (или, как его иначе называют, воздушного) пузыря не позволяет акуле неподвижно «висеть» на любой глубине. Тело ее плотнее, чем вытесненная им вода, и держатся на плаву акула может, только безостановочно двигаясь.
Еще одна приспособительная черта многих видов литоральных рыб — полное отсутствие плавательного пузыря или сильная его редукция. Поэтому эти рыбы обладают отрицательной плавучестью, т.е. их тело тяжелее воды. Эта особенность позволяет им лежать на дне, где самое слабое течение и множество укрытий, не прилагая особых усилий к тому, чтобы не быть унесенными отливом.
Плавательный пузырь рыбы — это вырост пищевода.
Плавательный пузырь помогает рыбе находиться на определенной глубине — той, на которой вес вытесняемой рыбой воды равен весу самой рыбы. Благодаря плавательному пузырю рыба не тратит дополнительную энергию на поддержание тела на этой глубине.
Рыба лишена возможности произвольно раздувать или сжимать плавательный пузырь. Если рыба погружается, возрастает давление воды на ее тело, оно сдавливается, и плавательный пузырь сжимается. Чем ниже опускается рыба, тем сильнее становится давление воды, тем больше сдавливается тело рыбы и тем стремительнее продолжается её падение. А когда рыба поднимается в верхние слои, то давление воды на нее уменьшается, происходит расширение плавательного пузыря. Чем ближе к поверхности воды находится рыба, тем больше расширяется газ в плавательном пузыре, который уменьшает удельный вес рыбы. Это ещё больше выталкивает рыбу к поверхности.
Итак, рыба не может регулировать объем плавательного пузыря. Но зато в стенках пузыря есть нервные окончания, посылающие сигналы в мозг при его сжатии и расширении. Мозг же на основании этой информации отправляет команды исполнительным органам — мышцам, с помощью которых рыба осуществляет движение.
Таким образом, плавательный пузырь рыбы — это ее гидростатический аппарат
, обеспечивающий ее равновесие: он помогает рыбе оставаться на определенной глубине.
Некоторые рыбы с помощью плавательного пузыря могут издавать звуки. У некоторых рыб он служит резонатором и преобразователем звуковых волн.
Кстати…
Плавательный пузырь появляется в процессе эмбрионального развития рыбы как вырост кишечной трубки. В дальнейшем канал, который соединяет плавательный пузырь с пищеводом, может остаться или зарасти. В зависимости от того, есть ли у рыбы такой канал, все рыбы делятся на открытопузырных
и
закрытопузырных
. Открытопузырные рыбы могут заглатывать воздух и таким образом контролировать объём плавательного пузыря. К открытопузырным относятся карпы, сельди, осетровые. У закрытопузырных рыб газы выделяются и поглощаются через густое сплетение кровеносных капилляров на внутренней стенке плавательного пузыря — красное тело.
Родственные виды
Австралийский бычок не одинок, в семействе психролютовых, к которому он относится, есть еще 10 видов. Всё это глубоководные рыбы, которые предпочитают жить в холодных водах. Эта привычка и дала семейству название: с греческого «психрос» переводится как «холодный». Их общие черты – плохо развитый брюшной плавник и голое, без чешуи, тело. Другие представители семейства психролютовых водятся в Атлантическом и Тихом океанах, как в южных, так и в северных их частях, избегая экваториальных и тропических зон. Обитают они, в зависимости от вида, на глубине от 150 до 1000 м.
Размножение и продолжительность жизни
Живут представители этого вида 5-14 лет, в среднем – 8-9. О том, как происходит размножение психролютов, известно мало: большая глубина затрудняет наблюдение за рыбой. Поэтому мы не знаем, каковы их брачные ритуалы, как происходит выбор партнера и непосредственно спаривание. Однако кое-что оказалось можно узнать: рыбы капли – заботливые матери. Икру они откладывают в песок, а затем охраняют кладку и вылупившихся личинок до тех пор, пока они не превратятся в полноценных мальков и не смогут сами спасаться от хищников.
Охрана кладки часто встречается у глубоководных рыб, но забота о вылупившемся потомстве не особо характерна даже для них. Интересная особенность состоит в том, что австралийский бычок уводит своих похожих на капельки личинок сразу после вылупления на ещё большую глубину, в максимально тихие места. Это сводит к минимуму вероятность ранней встречи потомства с хищниками или падальщиками, которые при случае не откажутся перекусить мальками.
Даже такое приспособление, обеспечивающее выводку максимальную выживаемость, не может значительно ускорить темпы роста популяции рыбы капли. При такой же заботе самок о детенышах для удвоения популяции в случае полного прекращения вмешательства человека в жизнь психролютов потребуется от 4,5 до 14 лет, чтобы количество представителей вида стало вдвое больше. Это большой срок для такого процесса.
Съедобна или нет
Рыба не ядовита, есть её в принципе можно, но и мышц у нее практически нет: тело состоит в основном из желеобразной жировой массы. Её подают только в заведениях для любителей экзотики. Блюда из неё стоят дорого, но ценны в них не нутриенты, а сам факт употребления в пищу настолько необычного существа. Рецепты экзотического блюда повара предпочитают хранить в секрете. Европейцы «желатиновую» рыбу не едят практически никогда.
Охранный статус
Насколько австралийский бычок нуждается в охране, экологам неизвестно. Ученые так и не смогли подсчитать, сколько этих рыб живет сейчас в Мировом океане, поскольку глубоководных жителей изучать крайне сложно. Но генетическое разнообразие выловленных особей оказалось небольшим, а значит, внутри вида идет близкородственное скрещивание. Это наводит океанологов на мысль, что вид уже относится к малочисленным, и угрозы со стороны траловой ловли ракообразных у побережья Австралии и Новой Зеландии, как и потепление мирового океана, могут привести к тому, что рыба капля останется только на фотографиях.
Не стоит переворачивать интернет в поисках рецептов блюд из рыбы капли. Для европейцев она слишком экзотична, для любителей природы – редка. Любоваться этим морским обитателем тоже затруднительно – он, может, и милый, но не красавец. Поэтому лучшее, что может сделать человечество для австралийского бычка – не трогать его. Свой вклад в искусство, экологию и даже мем он внёс, и заслужил, чтобы его оставили в покое.
Характер и образ жизни
Практически не имея мускулатуры, рыба капля в воде может или не передвигаться вообще, или дрейфовать с придонными течениями. Её зрение приспособлено к среде ее обитания: хотя фотометр фиксирует солнечные лучи до глубины 1 000 метров, человеческий глаз ниже 600 м различить свет уже не может, всё вокруг нам казалось бы одинаково черным. А рыбе капле удается ориентироваться в таких условиях при помощи зрения. В естественных условиях её глаза выглядят совсем не так, как на наземных фотографиях. Они выступают над поверхностью головы и немного выдаются вперед.
Основные враги
Естественных врагов у австралийского бычка, по сведениям современных ученых, не существует. Теоретически к ним могут относиться глубоководные кальмары, рыбы-удильщики и другие хищные обитатели морского дна, но так ли это, а также какую тактику психролют применяет, чтобы уберечься от хищников, достоверно неизвестно. Но понятно, что популяция этих обитателей глубин стремительно сокращается. Виной этому человек, а точнее, придонный лов морских ракообразных – омаров и крабов. Вместе с деликатесом в сети попадает и причудливая малоподвижная рыба. Так человек походя уничтожает вид, который съедобен весьма условно и не имеет другой хозяйственной ценности: после траленья нет смысла отпускать в море рыбу, получившую несовместимые с жизнью травмы из-за быстрой смены давления. Даже если на момент вылова она жива, гибель после такого воздействия неминуема.
Чем питается
Австралийский бычок – хищник, в отличие от большинства придонных обитателей, которые питаются падалью. Главная часть рациона рыбы капли – мелкие морские беспозвоночные, дрейфующие в придонных областях. Эта рыба – пассивный охотник, она не плавает за добычей, а находится на одном месте. Австралийские бычки едят тот планктон, который сам приплывет к ним в рот.
Важная проблема психролюта в том, что на глубине жизни, а значит, и еды, не так много, как в верхних слоях океана. Сама же рыба не слишком хорошо приспособлена к перемещению за едой на большие расстояния, а значит, при невезении ей может угрожать голод.
Интересные факты
Впервые рыбу каплю выловили почти 100 лет назад, в 1926 году. Она случайно попала в сети тасманийских рыбаков. Тогда необычная находка получила описание, виду дали название, и на этом изучение приостановилось. Только в конце ХХ века психролют вновь привлёк внимание исследователей: благодаря развитию техники изучение глубоководных рыб стало несколько проще.
Необычный вид рыбы капли не раз привлекал внимание кинорежиссеров. Она появляется в фильмах «Секретные материалы» (серия «Rm9sbG93ZXJz», сезон 11, эпизод 7), где её подают Малдеру в неразделанном виде в роботизированном суши-баре. В фильме «Люди в черном 3» шеф-повар представил это существо как земное, но ему никто не поверил: на обычных представителей нашей фауны студенистое существо с грустным, похожим на человеческое, лицом походит мало.
Пользователи Интернета не раз признавали австралийского бычка самым уродливым животным на планете. Она выиграла даже у лобковых вшей, и с 2013 года красуется на эмблеме Общества охраны гадких животных.
Рыба-капля, австралийский бычок или психролют (от научного названия Psychrolutes marcidus) получила широкую известность как герой интернет мемов. Это самая грустная рыба в мире, комичный, но милый облик которой дополняет свисающий «нос». Выражением морды и общей аморфностью тела этот морской обитатель напоминает другого героя мема – Ждуна. Но, в отличие от него, рыба капля реальный обитатель нашей планеты, который находится к тому же под угрозой полного исчезновения.