22. Класс Хрящевые рыбы

Определения и обозначения

Хрящевые рыбы — класс водных позвоночных животных, скелет которых на протяжении жизни состоит преимущественно из хряща. К ним относят акул, скатов и цельноголовых. Хрящ поддерживает тело и сохраняет подвижность, а известковые вещества могут укреплять отдельные его части.

Плакоидная чешуя — прочные зубоподобные чешуйки, покрывающие кожу хрящевых рыб. Каждая чешуйка имеет твёрдую наружную часть и внутреннюю ткань, поэтому по строению напоминает зуб. Она защищает тело, а шероховатая поверхность помогает уменьшать сопротивление воды при плавании.

Плавник — орган, который участвует в движении рыбы и помогает ей сохранять равновесие. Парные плавники расположены по бокам тела или снизу и позволяют поворачивать и менять положение. Непарные плавники находятся на спине, снизу тела и в хвостовой области, помогая удерживать направление и плыть.

Жаберные щели — наружные отверстия жаберных мешков, через которые выходит вода после газообмена. Вода омывает жаберные лепестки, и кислород из неё поступает в кровь. Отдельные отверстия отличают жабры большинства хрящевых рыб от жаберного аппарата с крышкой у многих костных рыб.

Как это устроено

У хрящевых рыб скелет не заменяется костным, поэтому опора тела сохраняется благодаря хрящевой ткани. Она достаточно прочная и одновременно гибкая, что важно при движении в воде. Известковые вещества местами уплотняют скелет, но это не означает, что он становится костным.

Тело многих представителей класса обтекаемое: такая форма уменьшает сопротивление воды, когда рыба плывёт. Сильный хвостовой плавник создаёт толчок вперёд, а парные плавники помогают поворачивать, тормозить и сохранять равновесие. Форма и расположение плавников связаны с тем, как рыба передвигается и где добывает пищу.

Плакоидные чешуйки лежат в коже и похожи по строению на зубы. Их твёрдая поверхность помогает защищать тело от повреждений, а направленность чешуек уменьшает завихрения воды у поверхности тела. Поэтому они одновременно служат покровом и помогают плавать с меньшим сопротивлением.

У большинства хрящевых рыб рот находится снизу головы, что удобно для захвата добычи, расположенной ниже или впереди животного. Зубы крепятся не так, как человеческие, и по мере изнашивания заменяются новыми. Такое обновление помогает сохранять способность хватать и удерживать пищу.

При дыхании вода проходит к жабрам и омывает жаберные лепестки — тонкие участки, через которые кислород поступает в кровь, а углекислый газ выходит из неё. Затем вода покидает тело через жаберные щели. Жаберных крышек у большинства хрящевых рыб нет, поэтому щели открываются наружу отдельно.

У большинства хрящевых рыб нет плавательного пузыря — органа, который у многих костных рыб помогает регулировать плавучесть. Поэтому удерживаться на глубине им помогают движение и работа плавников, а крупная печень также способствует плавучести. Некоторые виды могут прокачивать воду через жабры и не обязаны всё время плыть, поэтому особенности зависят от образа жизни.

Оплодотворение у хрящевых рыб внутреннее: половые клетки самца попадают в тело самки при спаривании. Для их передачи у самцов есть специальные органы, связанные с брюшными плавниками. Одни виды откладывают яйца, у других яйца развиваются в теле самки до вылупления, а у некоторых детёныши рождаются живыми.

Акулы, скаты и цельноголовые — разные группы хрящевых рыб, приспособленные к разным условиям жизни. У акул обычно вытянутое тело, удобное для быстрого плавания, а у скатов тело уплощено, и широкие грудные плавники помогают двигаться у дна. Строение тела связано и с передвижением, и с тем, как животное находит и захватывает пищу.

Основные признаки хрящевых рыб и их отличие от костных рыб

Сравнивайте признаки по строкам: так легче заметить, чем отличаются две группы рыб. Один отдельный признак не всегда позволяет точно определить группу, поэтому полезно учитывать несколько особенностей сразу. В таблице указаны типичные признаки, а слова «у большинства» и «у многих» напоминают, что бывают исключения.

Разбор задач

Задача 1. Определяем класс по признакам

Условие: у животного хрящевой скелет, жабры открываются наружу несколькими щелями, плавательного пузыря нет. Нужно определить, относится ли оно к хрящевым рыбам, и обосновать ответ. Сначала сопоставим не один, а все названные признаки. Это помогает не спутать сходство по одному признаку с принадлежностью к классу.

Решение:

1. Проверяем скелет: его основа хрящевая, что соответствует характерному признаку класса.
2. Смотрим на жабры: несколько отдельных наружных щелей подходят к строению жабр большинства хрящевых рыб.
3. Учитываем отсутствие плавательного пузыря: это ещё один распространённый признак представителей класса.
4. Делаем вывод по совокупности признаков, а не только по одному из них.

Ответ: животное относится к хрящевым рыбам, потому что у него совпадают сразу три характерных признака класса. Для полной уверенности можно также обратить внимание на покровы тела, но для решения задачи достаточно данных условия. Важно помнить, что отдельные признаки внутри больших групп могут иметь исключения.

Задача 2. Сравниваем акулу и ската

Условие: нужно сравнить форму тела, расположение плавников и способ передвижения акулы и ската, а затем объяснить связь этих особенностей с образом жизни. Здесь не требуется считать, что все акулы и скаты устроены совершенно одинаково. Достаточно сопоставить типичные особенности этих групп.

Решение:

1. У многих акул тело вытянутое, а хвостовой плавник хорошо развит; такая форма подходит для плавания вперёд и преследования добычи.
2. У скатов тело уплощено, а грудные плавники широкие и соединены с боками головы; волнообразные движения этих плавников помогают скатам перемещаться у дна.
3. Сопоставляем строение с образом жизни: вытянутое тело удобно в толще воды, а уплощённое позволяет скату держаться близко ко дну.

Ответ: типичные акулы передвигаются главным образом за счёт изгибов тела и хвоста, а многие скаты — благодаря движениям широких грудных плавников. Эти различия соответствуют их образу жизни и местам, где они обычно ищут пищу. При этом внутри обеих групп есть виды с особенностями, которые могут отличаться от общего описания.

Задача 3. Рыба без плавательного пузыря

Условие: у рыбы отсутствует плавательный пузырь. Нужно объяснить, почему движение важно для удержания в воде и какие особенности строения помогают ей не опускаться. Начинаем с назначения плавательного пузыря у многих костных рыб: он помогает регулировать плавучесть. Если этого органа нет, рыбе приходится использовать другие способы поддерживать положение.

Решение:

1. Учитываем, что без плавательного пузыря рыбе труднее сохранять нужную глубину, не двигаясь.
2. Объясняем роль хвоста: его движения создают толчок и поддерживают движение вперёд.
3. Добавляем роль плавников: они помогают управлять направлением и равновесием, а крупная печень способствует плавучести.
4. Уточняем, что необходимость постоянно плыть зависит от вида: некоторые рыбы могут прокачивать воду через жабры, оставаясь на месте.

Ответ: движение и работа плавников помогают рыбе удерживать положение и управлять перемещением, а крупная печень также поддерживает плавучесть. Поэтому отсутствие плавательного пузыря не означает, что рыба не может оставаться в воде. Но нельзя утверждать, что все такие рыбы обязаны непрерывно плыть: способы дыхания и движения у разных видов различаются.

Типичные ошибки

• Ошибка — считать скелет хрящевой рыбы совсем мягким и лишённым твёрдых участков. Так думают, потому что хрящ часто представляют только как гибкую ткань, но отдельные части скелета могут укрепляться известковыми веществами. Проверь себя: основа скелета хрящевая, хотя он может быть уплотнён.

• Ошибка — называть плакоидные чешуйки костными пластинками. Их можно перепутать с чешуёй других рыб из-за твёрдой поверхности, однако по строению они похожи на зубы и связаны с кожей. Проверь себя: вспомни слово «зубоподобные» и не приравнивай их к костным пластинкам.

• Ошибка — путать жаберные щели с жаберными крышками. Причина путаницы в том, что оба термина связаны с жабрами, но щели — это отверстия, через которые выходит вода, а крышки прикрывают жабры у многих костных рыб. Проверь себя: у большинства хрящевых рыб отдельные щели открыты наружу.

• Ошибка — утверждать, что все хрящевые рыбы откладывают яйца. Так может показаться, если обобщить способ размножения одного вида на весь класс, но представители класса размножаются по-разному. Проверь себя: назови три варианта — яйцекладность, яйцеживорождение и живорождение.

Связь с другими темами

Для понимания хрящевых рыб нужны общие знания о рыбах: они живут в воде, дышат жабрами и передвигаются с помощью плавников. Также полезно помнить об основных отделах тела и роли органов движения. Сравнение хрящевых и костных рыб помогает увидеть разнообразие позвоночных и понять, как особенности строения связаны с образом жизни. Эти знания пригодятся при дальнейшем изучении многообразия животных и эволюции позвоночных.

Что запомнить

• У хрящевых рыб скелет преимущественно хрящевой.
• Кожа покрыта плакоидными чешуйками.
• Жабры открываются наружу жаберными щелями.
• У большинства представителей класса нет плавательного пузыря.
• К хрящевым рыбам относятся акулы, скаты и цельноголовые.
• Оплодотворение у хрящевых рыб внутреннее, а способы размножения различаются.