§ 33. Особенности внутреннего строения и жизнедеятельности рыб

Определения и обозначения

Жабры — органы дыхания рыб, расположенные по бокам глотки и прикрытые жаберными крышками у многих костных рыб. Вода проходит через рот и омывает жаберные лепестки: кислород из неё поступает в кровь, а углекислый газ выходит наружу. Поэтому жабры позволяют получать кислород, растворённый в воде, без лёгких.

Плавательный пузырь — мешок с газом, обычно расположенный в полости тела под позвоночником. Меняя его объём, рыба изменяет плавучесть и может держаться на глубине, не совершая постоянных сильных движений. У некоторых рыб пузырь также участвует в восприятии или создании звуков.

Боковая линия — чувствительный орган, который тянется вдоль боков тела и воспринимает колебания и движения воды. Она помогает заметить приближающуюся добычу, хищника или препятствие даже при плохой видимости. Благодаря ей рыба лучше ориентируется в окружающей водной среде.

Однокруговое кровообращение — движение крови по замкнутому пути, в котором за полный круг она проходит через сердце один раз. Сердце рыбы состоит из предсердия и желудочка и проталкивает кровь к жабрам, а затем она направляется к органам тела. Сосуды соединяют сердце, жабры и ткани в единую систему.

Как это устроено

Тело рыбы обычно обтекаемое: оно сужается к голове и хвосту, поэтому воде легче огибать его, а сопротивление движению становится меньше. Мышцы туловища и хвостовой отдел изгибают тело из стороны в сторону и создают толчок вперёд. Хвостовой плавник усиливает этот толчок, а остальные плавники помогают сохранять равновесие, тормозить и менять направление. Плавательный пузырь регулирует плавучесть, поэтому рыбе не приходится непрерывно работать мышцами, чтобы удерживаться на выбранной глубине.

Жаберный аппарат включает жаберные дуги, жаберные тычинки и жаберные лепестки. Дуги служат опорой, тычинки задерживают крупные частицы пищи и не дают им повредить нежные лепестки, а в лепестках проходят мелкие кровеносные сосуды. Многочисленные лепестки создают большую поверхность контакта крови с водой, поэтому газообмен идёт эффективно. Вода постоянно проходит через жабры, и растворённый в ней кислород успевает перейти в кровь, несмотря на то что его в воде меньше, чем в воздухе.

Пища попадает в рот, затем проходит через глотку и пищевод в желудок, если он имеется у данного вида. В желудке и кишечнике пища измельчается и расщепляется, а питательные вещества всасываются в кровь; непереваренные остатки выводятся через анальное отверстие. Форма ротового отверстия и зубы связаны с пищей: одни рыбы захватывают добычу, другие соскребают или удерживают её. Печень и поджелудочная железа выделяют вещества, которые помогают перевариванию.

Кровеносная система рыб замкнутая: кровь движется только по сосудам. От желудочка сердца она поступает к жабрам, там насыщается кислородом и направляется к органам тела; после отдачи кислорода возвращается к сердцу. Так образуется один круг кровообращения, а сердце за полный путь кровь прокачивает один раз. Участок жабр, где кровь получает кислород, находится перед тканями тела на пути кровотока.

Почки очищают кровь от части продуктов обмена, а растворённые азотистые отходы рыбы главным образом выводят через жабры и почки. Нервная система включает головной и спинной мозг и нервы, которые передают сигналы между мозгом и органами. Глаза помогают видеть, внутреннее ухо участвует в равновесии и восприятии звуков, а боковая линия улавливает колебания воды. Такое сочетание чувств помогает рыбе замечать движение вокруг и выбирать направление, даже если вода мутная.

Особенности систем органов рыб

Таблица показывает, какие органы входят в основные системы и как их строение связано с работой. Сравнивай не только названия органов, но и функцию каждого: например, жаберные лепестки обеспечивают газообмен, а плавники — движение и управление телом. Это помогает увидеть, как разные системы вместе поддерживают жизнь рыбы в воде.

Разбор задач

Задача 1. Объяснить, почему рыба может получать кислород из воды, хотя содержание кислорода в ней ниже, чем в воздухе.

1. Определим, где у рыбы происходит газообмен: он идёт не на поверхности всего тела, а на жаберных лепестках.
2. Учтём, что лепестков очень много и они тонкие. Поэтому общая площадь, через которую кислород может перейти в кровь, велика.
3. Вода постоянно омывает лепестки и приносит новую порцию растворённого кислорода. Кровь в их сосудах уносит его к тканям, поддерживая газообмен.

Ответ: большая площадь жаберных лепестков и непрерывное омывание водой позволяют эффективно извлекать растворённый кислород, даже если его в воде меньше, чем в воздухе.

Задача 2. Определить направление движения крови у рыбы от сердца до органов тела и обратно.

1. Начнём с желудочка — он выталкивает кровь из сердца к жабрам.
2. В жабрах кровь получает кислород и по сосудам направляется к органам тела.
3. В тканях кровь отдаёт кислород, после чего по сосудам возвращается к сердцу, сначала в предсердие.

Ответ: схема полного пути — сердце — жабры — органы тела — сердце. Сердце встречается в этой схеме один раз, значит, у рыб один круг кровообращения.

Задача 3. Объяснить, почему при повреждении плавательного пузыря рыбе трудно сохранять глубину и нормально плавать.

1. Вспомним, что газ в плавательном пузыре влияет на плавучесть, то есть на способность тела удерживаться в воде без постоянного движения.
2. Если пузырь повреждён, рыба хуже регулирует свою плавучесть и может непроизвольно опускаться или всплывать.
3. Чтобы сохранять нужную глубину, ей приходится активнее работать мышцами и плавниками. Это увеличивает затраты энергии и затрудняет обычное плавание.

Ответ: повреждение пузыря нарушает регулирование плавучести, поэтому рыбе сложнее удерживать глубину и требуется больше усилий для движения.

Типичные ошибки

Неверно называть кровообращение рыб двухкруговым, потому что кровь проходит через сердце дважды. Обычно так рассуждают, заметив, что кровь сначала движется к жабрам, а затем к органам тела, но жабры не являются вторым кругом через сердце. Проверь себя: проследи полный путь от сердца до возвращения к нему — сердце встречается один раз.

Ошибочно считать, что жабры используют кислород только у поверхности воды. Газообмен происходит на всей поверхности жаберных лепестков, омываемых водой, а не лишь у её поверхности. Такая ошибка может возникнуть из-за представления, будто кислород поступает в воду только сверху. Чтобы проверить себя, вспомни путь воды через жаберный аппарат и роль многочисленных лепестков.

Плавники не являются органами дыхания: они помогают рыбе двигаться, сохранять равновесие и менять направление. Ошибку могут вызвать их расположение по бокам тела и постоянное движение во время плавания. Проверь себя вопросом: какой орган извлекает кислород из воды? Ответ — жабры, а не плавники.

Боковая линия — не орган зрения и не орган слуха. Она воспринимает колебания и движение воды, тогда как глаза улавливают свет, а внутреннее ухо связано со слухом и равновесием. Путаница возникает потому, что все эти органы помогают ориентироваться. Проверка простая: если сигнал связан с движением воды вокруг тела, его воспринимает боковая линия.

Связь с другими темами

Для понимания внутреннего строения рыб полезно знать, что рыбы — позвоночные животные, а также помнить внешнее строение тела и назначение плавников. Эти знания помогают связать органы с условиями жизни в воде: например, плавники управляют движением, а жабры обеспечивают дыхание. Позже сравнение рыб с другими классами позвоночных покажет, как меняются органы дыхания и кровообращения при освоении разных сред обитания. Эта тема также помогает понять приспособления животных и их эволюцию.

Что запомнить

• Жабры — основные органы дыхания рыб.
• Сердце рыбы двухкамерное и участвует в одном круге кровообращения.
• Плавательный пузырь помогает регулировать плавучесть.
• Плавники обеспечивают движение, равновесие и управление телом.
• Боковая линия воспринимает колебания воды.
• Рыбы выделяют главным образом растворённые в воде продукты обмена через жабры и почки.