Надкласс Рыбы

Определения и обозначения

Надкласс Рыбы — группа водных позвоночных животных, приспособленных к жизни в воде. Рыбы относятся к типу хордовых, а среди позвоночных занимают положение одной из крупных групп. Их главные признаки — позвоночник, дыхание жабрами и плавники, помогающие двигаться и удерживаться в воде.

Хрящевые рыбы — рыбы, у которых скелет образован хрящом, а жаберные щели открываются наружу без жаберных крышек. У них нет плавательного пузыря. Эти особенности помогают отличить, например, акул и скатов от большинства рыб, которых мы встречаем в пресных водоёмах.

Костные рыбы — рыбы с костным скелетом и жабрами, прикрытыми жаберными крышками; у большинства есть плавательный пузырь. Крышки защищают жабры и участвуют в движении воды через них. К этой группе относятся многие знакомые рыбы, например окунь и щука.

Боковая линия — орган чувств, который воспринимает колебания и движение воды. Она помогает рыбе обнаруживать препятствия, добычу и приближающихся животных. Это особенно полезно в мутной воде и при слабом освещении, когда зрение ограничено.

Как это устроено

Обтекаемая форма тела нужна потому, что вода плотнее воздуха и сильнее мешает движению. Суженное к концам тело легче рассекает водный поток, поэтому рыбе требуется меньше усилий для плавания. Волнообразные сокращения мышц изгибают туловище, а хвостовой плавник отталкивает воду и создаёт толчок вперёд. Остальные плавники помогают менять направление, сохранять равновесие и тормозить.

В воде есть растворённый кислород, который поступает в кровь через тонкие поверхности жабр. Вода обычно входит через рот и омывает жаберные лепестки, где кислород переходит в кровь, а углекислый газ — из крови в воду. У костных рыб поток выходит из-под жаберных крышек: движения рта и крышек помогают прокачивать воду даже при медленном плавании. У хрящевых рыб вода выходит через отдельные жаберные щели; некоторые виды должны двигаться, чтобы вода постоянно проходила через жабры.

Сердце рыбы состоит из предсердия и желудочка, то есть оно двухкамерное. Сердце направляет кровь к жабрам, где она получает кислород, а затем кровь движется к органам тела и возвращается обратно. Такой путь называется одним кругом кровообращения. После прохождения через жабры кровь теряет часть давления, поэтому она движется по телу медленнее, чем у животных с двумя кругами кровообращения.

Плавательный пузырь — наполненный газом орган, который обычно есть у костных рыб. Меняя количество газа в нём, рыба может сделать своё тело относительно более или менее плавучим и удерживаться на выбранной глубине без постоянных усилий. У хрящевых рыб такого пузыря нет. Плавучести им помогают другие приспособления: например, крупная печень с запасом жира, а у активно плывущих видов — подъёмная сила, возникающая при движении.

Размножение рыб связано с водой, потому что икринкам и ранним стадиям развития нужна влажная среда. Многие костные рыбы откладывают икру, а самцы выделяют на неё молоки; оплодотворение при этом происходит вне тела самки. У хрящевых рыб оплодотворение внутреннее, а их потомство развивается по-разному: одни откладывают яйца, другие рождают детёнышей. У многих рыб из икры выходит личинка — ранняя стадия развития, которая со временем приобретает признаки взрослой особи.

Сравнение хрящевых и костных рыб

Пользуйся таблицей, чтобы сравнивать группы сразу по нескольким признакам, а не только по названию или внешнему виду. Для определения рыбы сначала проверь скелет и строение жабр, затем уточни наличие плавательного пузыря и другие особенности. Слова «чаще» и «обычно» напоминают, что в каждой группе возможны исключения.

Разбор задач

Задача 1

Условие: определите группу рыбы с хрящевым скелетом, несколькими жаберными щелями и отсутствием жаберных крышек. Нужно не угадывать по одному признаку, а сопоставить все названные особенности с характерными признаками двух групп. Решение удобно начать со скелета, а затем проверить строение жабр.

1. Хрящевой скелет — признак хрящевых рыб, а не костных.
2. Несколько жаберных щелей без общей крышки также характерны для хрящевых рыб.
3. Все признаки совпадают с характеристикой этой группы, поэтому противоречий в определении нет.

Ответ: животное относится к хрящевым рыбам. В задаче особенно полезны два независимых признака — тип скелета и отсутствие жаберных крышек. Если один признак описан неясно, второй помогает проверить вывод.

Задача 2

Условие: сравните, как вода проходит через жабры костной и хрящевой рыбы, и объясните роль жаберных крышек. Важно проследить путь воды от входа до выхода и понять, как он связан с газообменом. Кислород переходит в кровь там, где вода омывает жабры.

1. У костной рыбы вода входит через рот, проходит через жаберную полость и выходит из-под жаберных крышек.
2. Движения рта и крышек создают поток воды, поэтому она может омывать жабры даже при небольшом движении рыбы.
3. У хрящевой рыбы вода проходит через жаберные щели и выходит через отдельные отверстия; у некоторых видов её поток особенно зависит от движения вперёд.
4. В обоих случаях вода отдаёт кислород крови и принимает углекислый газ, а крышки костной рыбы защищают жабры и помогают прокачивать воду.

Ответ: у костных рыб поток проходит под жаберными крышками, а у хрящевых выходит через жаберные щели. Крышки — не сами щели, а защитные подвижные части, которые помогают движению воды.

Задача 3

Условие: объясните, почему костная рыба с повреждённым плавательным пузырём испытывает трудности с удержанием глубины, а акула сохраняет плавучесть иначе. Сравниваются не только органы, но и способы, которыми представители двух групп поддерживают положение в воде. Поэтому сначала нужно выяснить, у какой рыбы есть пузырь.

1. У большинства костных рыб плавательный пузырь содержит газ и помогает регулировать плавучесть.
2. Если пузырь повреждён, рыбе труднее менять плавучесть и оставаться на нужной глубине без постоянного движения.
3. У акулы плавательного пузыря нет, поэтому она не может использовать такой способ.
4. Её плавучести помогают богатая жиром крупная печень и подъёмная сила, возникающая во время плавания.

Ответ: повреждение пузыря нарушает один из главных способов регулировки плавучести костной рыбы. Акула поддерживает её другими приспособлениями и, двигаясь, получает дополнительную подъёмную силу.

Типичные ошибки

Ошибка: считать всех рыб костными. Так можно подумать, если знакомы главным образом щука, окунь или карась, но надкласс включает и хрящевых представителей. Проверяй себя по строению скелета и жабр: акула с хрящевым скелетом тоже рыба.

Ошибка: утверждать, что плавательный пузырь есть у каждой рыбы. Его часто связывают со всеми рыбами, потому что это заметное приспособление многих костных видов. У хрящевых рыб пузыря нет, поэтому перед ответом уточни, к какой группе относится животное.

Ошибка: называть сердце рыбы трёхкамерным. Путаница может возникнуть из-за того, что в движении крови участвуют не только камеры сердца, но и жабры с сосудами. Проверка простая: у рыбы две камеры — предсердие и желудочек, а круг кровообращения один.

Ошибка: путать жаберные крышки и жаберные щели. Оба термина связаны с жабрами, поэтому их легко смешать, но обозначают они разные части. Крышки закрывают жабры костных рыб, а щели — отверстия для выхода воды у хрящевых; проверь, описывается ли покров или отверстие.

Связь с другими темами

Для изучения рыб нужно знать признаки позвоночных и хордовых, а также понимать, как работают органы дыхания и кровообращения. Эти знания пригодятся при сравнении рыб с земноводными и пресмыкающимися и при изучении эволюции позвоночных: можно проследить, как менялись приспособления животных к разным средам. Строение и образ жизни рыб также помогают объяснять пищевые цепи водоёмов, значение рыболовства и необходимость охранять водные экосистемы.

Что запомнить

• Рыбы — водные позвоночные животные, дышащие жабрами.
• Тело рыбы обычно состоит из головы, туловища и хвоста.
• Движение обеспечивают мышцы, хвостовой отдел и плавники.
• У рыбы двухкамерное сердце и один круг кровообращения.
• Хрящевые рыбы имеют хрящевой скелет и жаберные щели.
• Костные рыбы имеют костный скелет и жаберные крышки.
• Боковая линия воспринимает колебания воды, а плавательный пузырь помогает костным рыбам регулировать плавучесть.