36. Надкласс Рыбы: общая характеристика

Определения и обозначения

Надкласс Рыбы — группа водных позвоночных животных, приспособленных к жизни в воде и дыханию жабрами. Позвоночник служит опорой тела и защищает спинной мозг, а жабры позволяют получать кислород из воды. Это определение помогает отличать рыб от других водных животных, например раков и медуз, у которых нет позвоночника.

Хрящевые рыбы — рыбы, внутренний скелет которых образован хрящом; к ним относятся акулы и скаты. Хрящ легче кости и сохраняет гибкость скелета. Это название важно, потому что оно указывает на один из главных признаков группы и помогает отличить её от костных рыб.

Костные рыбы — рыбы с костным скелетом; к ним относится большинство современных рыб. Кости образуют прочную опору для тела и местами защищают внутренние органы. По этому признаку костных рыб сравнивают с хрящевыми, не забывая, что обе группы принадлежат к рыбам.

Боковая линия — орган чувств, воспринимающий колебания и движения воды. Она расположена вдоль тела и помогает рыбе замечать изменения водной среды. Благодаря этому органу рыба может ориентироваться даже тогда, когда видимость плохая.

Как это устроено

Рыб объединяют не только место обитания, но и общие признаки позвоночных: позвоночник, плавники и жабры. Позвоночник поддерживает тело, а мышцы, прикреплённые к скелету, создают движение. Плавники помогают управлять этим движением, тогда как жабры обеспечивают получение кислорода из воды. Поэтому строение рыбы связано сразу с опорой, передвижением и дыханием в водной среде.

У многих рыб тело обтекаемое: оно плавно сужается к хвосту, поэтому воде легче обтекать животное. Чешуя защищает тело, но отдельные чешуйки не должны сильно выступать, иначе сопротивление возрастёт. Поверхность покрыта слизью, которая делает её скользкой и уменьшает трение о воду. В результате рыбе требуется меньше усилий, чтобы плыть.

При дыхании вода входит через рот и проходит к жабрам, а затем выходит через жаберные щели или из-под жаберных крышек. Жаберные лепестки имеют тонкие стенки и густую сеть кровеносных сосудов, поэтому кислород из воды может перейти в кровь. Кровь разносит его по организму, а углекислый газ движется в обратном направлении — из крови в воду. Непрерывное обновление воды у жабр поддерживает газообмен.

Хвостовой плавник в основном создаёт толчок вперёд, а парные грудные и брюшные плавники помогают менять направление и удерживать равновесие. Спинной и анальный плавники стабилизируют тело и мешают ему переворачиваться. Рыба может менять положение плавников, чтобы повернуть или затормозить. Разные плавники работают совместно, поэтому их функции нельзя свести только к движению вперёд.

Хрящевые и костные рыбы отличаются устройством скелета и жаберного аппарата. У хрящевых рыб скелет хрящевой, а жаберные щели обычно открываются наружу отдельно; плавательного пузыря у них нет. У костных скелет образован костями, жабры прикрыты крышками, а плавательный пузырь у многих видов помогает регулировать плавучесть. Различаются группы и размножением: у большинства хрящевых рыб оплодотворение внутреннее, а у многих костных — наружное, хотя существуют исключения.

Сравнение хрящевых и костных рыб

Сравнивайте группы по строкам: один и тот же признак показан для обеих колонок. Формулировки «обычно» и «у многих видов» важны: у животных бывают исключения. Чтобы определить группу неизвестной рыбы, сначала проверьте строение скелета, а затем сопоставьте другие признаки.

Разбор задач

Задача 1

Определите, к какой группе относится животное с хрящевым скелетом, пятью парами жаберных щелей и отсутствием плавательного пузыря. Нужно использовать несколько признаков, а не делать вывод только по месту обитания. Эти особенности сопоставим с таблицей отличий двух групп.

1. Сначала смотрим на скелет: он хрящевой, значит, это признак хрящевых рыб.
2. Пять пар жаберных щелей без жаберных крышек также характерны для многих хрящевых рыб.
3. Плавательного пузыря нет, что согласуется с признаками этой группы.

Ответ: животное относится к хрящевым рыбам. Все три указанных признака указывают на одну группу и не противоречат друг другу.

Задача 2

Объясните, почему рыба может дышать только при постоянном движении воды через жабры. Здесь нужно связать путь воды со строением жаберных лепестков и газообменом. Само движение рыбы не всегда обязательно: важно, чтобы вода обновлялась у жабр.

1. Вода должна пройти через жабры, где находятся тонкие жаберные лепестки с кровеносными сосудами.
2. Кислород из воды переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воду.
3. Если вода не обновляется, запас кислорода около жабр уменьшается, поэтому газообмен становится хуже.

Ответ: постоянное поступление свежей воды поддерживает обмен газами у жабр. Некоторые рыбы могут прокачивать воду движениями рта и жаберных крышек, не плывя вперёд.

Задача 3

Определите функции плавников, жабр, чешуи, плавательного пузыря и боковой линии у костной рыбы. В условии перечислены органы, каждый из которых связан с отдельной задачей. Не следует приписывать плавательному пузырю дыхательную функцию только потому, что в его названии есть слово «пузырь».

1. Плавники обеспечивают движение, равновесие, изменение направления и торможение.
2. Жабры извлекают из воды кислород и выводят углекислый газ.
3. Чешуя защищает тело, а плавательный пузырь помогает регулировать плавучесть.
4. Боковая линия воспринимает колебания и движения воды, помогая ориентироваться.

Ответ: функции распределены так: плавники — движение и управление, жабры — дыхание, чешуя — защита, плавательный пузырь — регулирование плавучести, боковая линия — восприятие изменений воды.

Типичные ошибки

Ошибка — считать рыб однородной группой и переносить признаки костных рыб на всех рыб. Так думают, потому что большинство знакомых рыб относится к костным. Проверьте себя: у акул и скатов хрящевой скелет, отдельные жаберные щели и нет плавательного пузыря.

Ошибка — называть плавательный пузырь органом дыхания у всех рыб. Название может навести на мысль, что пузырь связан с воздухом и дыханием, но его основная функция у костных рыб — регулирование плавучести. Проверьте себя: основной орган дыхания рыб — жабры, а плавательный пузырь есть не у всех.

Ошибка — утверждать, что рыбы получают из воды водород или углекислый газ. Путают потому, что эти вещества встречаются при описании дыхания и состава воды. Проверьте себя: рыбе нужен растворённый кислород, а углекислый газ, наоборот, выводится из организма через жабры.

Ошибка — считать плавники такими же конечностями, как ноги наземных позвоночных, и не различать их функции. Такое сравнение кажется удобным, потому что и плавники, и конечности связаны с движением. Проверьте себя: хвостовой плавник создаёт толчок, а другие плавники могут стабилизировать тело, поворачивать его или тормозить.

Связь с другими темами

Для понимания строения рыб пригодятся знания о признаках позвоночных, работе жабр и способах размножения животных. Далее сравнение рыб с земноводными, пресмыкающимися, птицами и млекопитающими поможет увидеть, как менялось строение позвоночных при освоении разных сред. Представления о приспособлениях рыб объясняют их роль в водных экосистемах и значение для человека.

Что запомнить

• Рыбы — водные позвоночные животные.
• Основной орган дыхания рыб — жабры.
• Движение и маневрирование обеспечивают плавники.
• Обтекаемая форма тела, чешуя и слизь уменьшают сопротивление воды.
• Боковая линия воспринимает колебания и движения воды.
• Хрящевые рыбы имеют хрящевой скелет, а костные — костный.
• Плавательный пузырь характерен главным образом для костных рыб и регулирует плавучесть.