§ 21. Строение и жизнедеятельность рыб

Определения и обозначения

Обтекаемая форма тела — форма, при которой передняя часть тела плавно переходит в более узкую заднюю. Она уменьшает сопротивление воды, поэтому рыбе легче быстро плыть и тратить меньше энергии.

Боковая линия — орган чувств, расположенный вдоль боков тела рыбы. Она воспринимает колебания и движение воды, помогая обнаруживать препятствия, добычу и приближение врага.

Плавательный пузырь — заполненный газом внутренний орган, который есть у многих рыб. Изменяя объём газа, рыба регулирует плавучесть и может удерживаться на разной глубине без постоянной работы плавниками.

Жабры — органы дыхания рыбы, где происходит газообмен между водой и кровью. Их многочисленные лепестки имеют тонкие стенки и большую площадь, поэтому кровь получает растворённый в воде кислород.

Как это устроено

Тело рыбы приспособлено к движению в плотной водной среде. Обтекаемая форма уменьшает завихрения воды около тела, а слизь делает поверхность более гладкой и снижает трение. Поэтому рыба может плыть с меньшими затратами энергии, чем при движении телом с резкими выступами.

Плавники работают как органы движения и управления. Хвостовой плавник создаёт толчок вперёд, парные плавники помогают тормозить, поворачивать и сохранять равновесие, а непарные поддерживают устойчивость тела. Чешуя защищает кожу, но располагается рядами и соединена с покровами так, чтобы не мешать туловищу сгибаться.

При дыхании рыба открывает рот и набирает воду, затем закрывает его и проталкивает воду к жабрам. Вода омывает жаберные лепестки и выходит через жаберные щели, а её постоянное движение поддерживается согласованной работой рта и жаберных крышек. Через тонкие стенки лепестков кислород переходит в кровь, потому что его содержание в воде выше, чем в крови, поступающей к жабрам.

Сердце большинства рыб состоит из предсердия и желудочка, поэтому его называют двухкамерным. Оно выталкивает кровь к жабрам, где кровь насыщается кислородом, а затем по сосудам идёт ко всем органам и тканям. После отдачи кислорода кровь возвращается к сердцу, поэтому у рыб один круг кровообращения, а не два.

Внутренние органы помогают рыбе поддерживать постоянную работу организма в воде. Плавательный пузырь изменяет плавучесть, боковая линия улавливает колебания воды, а почки удаляют из крови лишние вещества и участвуют в поддержании водно-солевого равновесия. Вместе эти органы позволяют рыбе держаться в толще воды, ориентироваться и сохранять состав внутренней среды.

Органы рыб и их функции

Чтобы пользоваться таблицей, сначала найдите нужный орган или систему в первом столбце. Затем по второму столбцу восстановите связь между строением и работой органа, а по третьему быстро определите его главное назначение.

Некоторые органы выполняют сразу несколько задач, но в таблице указана их основная функция. Например, плавники помогают двигаться и сохранять равновесие, однако это не означает, что каждый плавник работает одинаково.

Разбор задач

Задача 1

Условие: объясните, почему тело рыбы имеет обтекаемую форму, а кожа покрыта слизью. Нужно связать особенности внешнего строения с условиями жизни животного. Главное здесь — определить, как вода сопротивляется движению.

1. Рассмотрим форму тела: плавные очертания уменьшают завихрения воды вокруг рыбы.
2. Определим роль слизи: она делает поверхность тела скользкой и уменьшает трение о воду.
3. Соединим оба признака: рыба тратит меньше энергии и легче перемещается в воде.

Ответ: обтекаемая форма и слизь снижают сопротивление воды. Поэтому рыба может двигаться быстрее и экономнее, а слизь дополнительно защищает её покровы.

Задача 2

Условие: проследите путь воды при дыхании рыбы и объясните, где кислород попадает в кровь. Нельзя просто назвать жабры, потому что требуется показать последовательность движения воды. Нужно также указать место газообмена.

1. Вода входит в рот рыбы, когда рот открывается.
2. При закрывании рта вода направляется к жабрам и омывает жаберные лепестки, после чего выходит через жаберные щели.
3. В области лепестков кислород проходит через тонкие стенки в капилляры, а углекислый газ выходит из крови в воду.

Ответ: путь воды проходит через рот, жабры и жаберные щели. Кислород поступает в кровь через стенки жаберных лепестков.

Задача 3

Условие: рыба перестала двигать плавниками, но продолжает удерживаться на определённой глубине. Нужно определить орган, который может поддерживать положение тела без активных толчков. Для решения различим движение и плавучесть.

1. Плавники обычно создают движение, помогают поворачивать и сохранять равновесие.
2. Если рыба не двигает плавниками, но не опускается и не всплывает, дело связано не с толчком, а с плотностью тела.
3. Плавательный пузырь, заполненный газом, изменяет плавучесть и помогает удерживаться на выбранной глубине.

Ответ: рыбе помогает плавательный пузырь. Он регулирует плавучесть, поэтому поддержание глубины отличается от активного движения плавниками.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Считать, что все плавники выполняют одну функцию. Так думают из-за их похожего внешнего вида, но парные плавники главным образом участвуют в поворотах и равновесии, а непарные помогают продвигаться и сохранять устойчивость. Проверьте себя вопросом: речь идёт о толчке, повороте или стабилизации тела?

Ошибка 2. Путать жабры с лёгкими. Рыба получает кислород из воды через жаберные лепестки, а не вдыхает атмосферный воздух так же, как наземные животные. Проверка простая: вспомните, какая среда омывает орган дыхания и откуда в кровь поступает кислород.

Ошибка 3. Считать, что у рыб два круга кровообращения. У большинства рыб сердце имеет предсердие и желудочек, а кровь проходит один круг: сердце, жабры, органы и снова сердце. Чтобы проверить ответ, перечислите путь крови и посчитайте, сколько раз она проходит через сердце за один круг.

Ошибка 4. Полагать, что боковая линия нужна только для осязания предметов. Она воспринимает колебания и движение воды, даже если рыба не касается объекта. Проверьте себя: боковая линия помогает заметить течение или приближение животного на расстоянии.

Связь с другими темами

Для понимания строения рыб нужны знания о признаках позвоночных животных и о назначении органов дыхания, кровообращения и пищеварения. Эти представления помогают увидеть, как системы органов работают вместе.

Строение рыб пригодится при сравнении классов позвоночных животных. По жабрам, плавникам, покровам и плавательному пузырю можно объяснить, какие приспособления связаны именно с водной средой.

Что запомнить

• Тело рыбы разделяется на голову, туловище и хвост.
• Обтекаемая форма тела и слизь помогают уменьшить сопротивление воды.
• Плавники обеспечивают движение, повороты и равновесие.
• Рыбы дышат растворённым в воде кислородом с помощью жабр.
• У большинства рыб сердце двухкамерное, а кровообращение однокруговое.
• Плавательный пузырь помогает многим рыбам регулировать плавучесть.
• Боковая линия воспринимает колебания воды.