Надкласс Рыбы

Определения и обозначения

Надкласс Рыбы — группа водных позвоночных животных, жизнь которых связана с водой. К позвоночным относят животных с внутренним скелетом и позвоночником. Тело рыб приспособлено к плаванию, дыханию в воде и поиску пищи. Эти общие признаки помогают понять, почему строение рыб отличается от строения наземных животных.

Плавники — органы, с помощью которых рыбы движутся и сохраняют равновесие. Парные плавники — грудные и брюшные — расположены по бокам тела, а непарные — спинной, анальный и хвостовой — находятся на его средней линии. Одни помогают поворачивать или тормозить, другие поддерживают устойчивость и обеспечивают движение вперёд. Различие важно учитывать, когда нужно объяснить роль каждого плавника.

Жабры — органы дыхания рыб, которые извлекают из воды растворённый кислород. Вода омывает жаберные поверхности, и кислород переходит в кровь. Так рыба получает газ, необходимый клеткам для жизни, не поднимаясь за ним на воздух.

Боковая линия — орган чувств, воспринимающий колебания и движение воды. Она помогает рыбе замечать, что происходит вокруг, даже если предмет плохо виден. Благодаря этому органу легче ориентироваться, обнаруживать добычу и реагировать на приближение опасности.

Как это устроено

Тело многих рыб вытянуто и сужается к концам, поэтому вода обтекает его с меньшим сопротивлением. Рыбе нужно тратить меньше усилий, чтобы плыть, чем при движении с широкой или неровной формой тела. Кожа защищает организм, а покрывающие её чешуи у многих видов уменьшают повреждения и помогают скользить в воде. Слизь на поверхности тела тоже снижает трение и затрудняет проникновение некоторых вредных организмов.

Плавники работают не одинаково, потому что рыбе нужно не только продвигаться вперёд, но и управлять движением. Хвостовой плавник обычно создаёт основную силу, толкая тело вперёд. Грудные и брюшные плавники помогают поворачивать, подниматься или опускаться в воде и тормозить. Спинной и анальный плавники препятствуют переворачиванию и удерживают тело устойчиво, особенно при резких манёврах.

Для дыхания рыба набирает воду через рот и проводит её мимо жабр. На жабрах расположено множество тонких участков, через которые происходит газообмен: кислород из воды попадает в кровь, а углекислый газ из крови переходит в воду. Чтобы газообмен продолжался, вода должна постоянно омывать жабры. У многих костных рыб жаберные крышки закрывают жабры и помогают направлять поток воды; сами крышки кислород не извлекают.

В воде звук и движение распространяются иначе, чем в воздухе, поэтому рыбе важно чувствовать колебания вокруг тела. Боковая линия улавливает такие изменения и передаёт сигналы нервной системе. Это позволяет обнаруживать приближение соседей или добычи, а также замечать препятствия и направление водного потока. Зрение и другие органы чувств дополняют эту информацию, помогая рыбе выбирать направление и находить пищу.

Хрящевые и костные рыбы различаются прежде всего материалом скелета: у первых он хрящевой, у вторых — костный. У многих костных рыб жабры прикрыты жаберными крышками, а у хрящевых обычно открываются наружу отдельными жаберными щелями. Плавательный пузырь, помогающий многим костным рыбам удерживаться на нужной глубине, у хрящевых отсутствует. При этом он есть не у всех костных рыб, поэтому для определения группы стоит проверять несколько особенностей сразу.

Сравнение хрящевых и костных рыб

Таблица помогает сопоставить группы по нескольким признакам. При определении рыбы сначала отметьте известные особенности, например скелет и строение жаберного аппарата, а затем проверьте, совпадают ли с ними остальные признаки. Один признак, например отсутствие плавательного пузыря, не всегда позволяет сделать надёжный вывод.

Разбор задач

Задача 1. Назовите парные и непарные плавники рыбы и укажите, какую роль они выполняют. Нужно не просто перечислить плавники, а связать их расположение с движением тела. Для этого сначала разделим плавники на две группы, а затем рассмотрим, как каждая участвует в плавании.

1. Определяем парные плавники: это грудные и брюшные, расположенные справа и слева от тела. Они помогают рыбе изменять направление, тормозить и удерживать положение в воде.
2. Находим непарные плавники: хвостовой, спинной и анальный расположены по средней линии тела. Хвостовой обычно толкает рыбу вперёд, а спинной и анальный помогают сохранять устойчивость и не переворачиваться.
3. Связываем строение с задачей движения: плавание требует и продвижения, и управления направлением. Поэтому функции распределены между плавниками, а не выполняются одним органом.

Ответ. Парные плавники — грудные и брюшные; они участвуют в поворотах, торможении и поддержании положения. Непарные — хвостовой, спинной и анальный; хвостовой помогает двигаться вперёд, а спинной и анальный стабилизируют тело.

Задача 2. У животного скелет хрящевой, имеются открытые жаберные щели, плавательного пузыря нет. Определите, к какой группе рыб оно относится. Важно проверить, согласуются ли признаки между собой, а не делать вывод только по одному наблюдению.

1. Смотрим на скелет: хрящевой скелет характерен для хрящевых рыб. У костных рыб основой скелета служат кости.
2. Проверяем жаберный аппарат: открытые жаберные щели без жаберных крышек также типичны для хрящевых рыб. У многих костных жабры прикрыты крышками.
3. Учитываем плавательный пузырь: у хрящевых рыб его нет. Все три наблюдения указывают на одну и ту же группу.

Ответ. Это хрящевая рыба. Такой вывод подтверждают сразу три признака: хрящевой скелет, открытые жаберные щели и отсутствие плавательного пузыря.

Задача 3. Объясните, почему повреждение жабр и боковой линии по-разному влияет на жизнь рыбы. Нужно определить назначение каждого органа, а затем связать нарушение его работы с последствиями. Не следует смешивать дыхательную функцию и восприятие сигналов из окружающей среды.

1. Жабры обеспечивают газообмен: через них кислород из воды поступает в кровь. При серьёзном повреждении рыба не получает достаточно кислорода, необходимого для работы организма.
2. Боковая линия воспринимает колебания и движение воды. Её повреждение затрудняет ориентацию, обнаружение добычи и реакцию на приближающуюся опасность, но не перекрывает поступление кислорода.
3. Сравниваем результат: нарушение работы жабр прежде всего угрожает дыханию, а нарушение боковой линии — восприятию окружающей обстановки. Так различаются последствия повреждений.

Ответ. Повреждение жабр мешает рыбе дышать, а повреждение боковой линии ухудшает ориентацию и поиск пищи. Это происходит потому, что жабры — орган дыхания, а боковая линия — орган чувств.

Типичные ошибки

• Неверно считать, что скелет всех рыб костный: у хрящевых рыб он состоит из хряща. Ошибку допускают, если судят обо всей группе по знакомым костным рыбам, например окуню. Проверь себя: вспомни акулу или ската и сопоставь материал их скелета с названием группы.

• Не путай жабры с жаберными крышками: газообмен происходит на жабрах, а крышки у многих костных рыб прикрывают их. Путаница возникает потому, что эти части расположены рядом. Проверь себя вопросом: какая часть получает кислород из воды, а какая служит защитой и помогает направлять её поток?

• Неверно утверждать, что плавательный пузырь есть у всех рыб. У хрящевых его нет, а у некоторых костных рыб он тоже отсутствует. Проверь себя: помни, что пузырь характерен для многих костных рыб, но не является обязательным признаком всех рыб.

• Боковая линия не является органом дыхания: она воспринимает колебания воды. Ошибку могут вызвать её расположение вдоль тела и связь с водной средой. Проверь себя: кислород извлекают жабры, а боковая линия передаёт нервной системе информацию о движении воды.

Связь с другими темами

Для понимания строения рыб полезно знать общие признаки позвоночных животных и назначение скелета: он поддерживает тело и служит опорой для мышц. Эти знания помогут дальше изучать других позвоночных и сравнивать их приспособления к среде обитания. Строение плавников, жабр и органов чувств показывает, как условия водной среды влияют на организм животного. Такие особенности называют приспособлениями, или адаптациями.

Что запомнить

• Рыбы — водные позвоночные животные.
• Обтекаемая форма тела облегчает движение в воде.
• Жабры обеспечивают дыхание растворённым в воде кислородом.
• Парные и непарные плавники выполняют разные функции при движении.
• Боковая линия воспринимает колебания и движение воды.
• У хрящевых рыб скелет хрящевой, а у костных — костный.
• Плавательный пузырь есть у многих костных рыб, но не у всех рыб.