§ 18. Особенности внутреннего строения и жизнедеятельности рыб в связи с водным образом жизни

Определения и обозначения

Жабры — органы дыхания рыб. Их жаберные лепестки имеют большую поверхность, а густая сеть капилляров подводит кровь близко к воде. Благодаря этому кислород быстро поступает в кровь, а углекислый газ удаляется.

Плавательный пузырь — заполненный газом орган большинства костных рыб. Изменяя количество газа, рыба меняет свою плавучесть и удерживается на нужной глубине. Это уменьшает затраты сил на постоянное движение плавниками.

Боковая линия — орган чувств, который воспринимает движения и колебания воды. Она помогает ориентироваться в мутной воде, находить добычу и замечать опасность. Рыба получает сведения об окружающем пространстве даже без прямого контакта с предметом.

Обмен веществ — совокупность процессов, благодаря которым организм получает энергию и нужные вещества. У большинства рыб температура тела зависит от воды, поэтому скорость этих процессов меняется при её нагревании или охлаждении. От обмена веществ зависят рост, движение и работа органов.

Как это устроено

Вода содержит растворённый кислород, но его в ней меньше, чем кислорода в воздухе. Поэтому жабры имеют тонкие лепестки с большой площадью, через которые вода соприкасается с кровью. Кислород переходит в капилляры, а углекислый газ движется в обратном направлении, потому что разница содержания газов поддерживает газообмен.

Вода проходит через жабры благодаря согласованной работе ротовой полости и жаберных крышек. Когда рот открывается, вода входит, а при закрывании рта крышки отводятся и вода проталкивается через жаберные лепестки. Затем рот закрывается, крышки прижимаются, и новый поток снова омывает жабры.

Плавники работают как движители, рули и тормоза. Хвостовой плавник обычно создаёт основную тягу, а грудные, брюшные и спинной помогают поворачивать, сохранять равновесие и останавливаться. Изгибы тела передают движение воде, а обтекаемая форма уменьшает сопротивление и позволяет плыть экономнее.

Плавательный пузырь содержит газ и влияет на среднюю плотность тела рыбы. Если газа становится больше, плавучесть увеличивается, а если меньше — рыба может опуститься. Так рыбе не приходится непрерывно работать плавниками, чтобы оставаться на выбранной глубине.

Боковая линия состоит из чувствительных участков, связанных с нервной системой. Движение воды вызывает раздражение этих рецепторов, и рыба узнаёт о направлении волн и приближении объектов. Поэтому орган помогает обходить препятствия, обнаруживать добычу и держаться в стае.

Кровь переносит кислород от жабр к мышцам, мозгу и другим органам. Сердце проталкивает её по замкнутому кругу: сначала кровь идёт к жабрам, затем — ко всем тканям и возвращается к сердцу. Такое кровообращение связывает дыхание с работой всего организма.

Большинство рыб не поддерживает постоянную температуру тела, как млекопитающие и птицы. Их температура обычно близка к температуре воды, поэтому в холоде химические реакции и движения замедляются. В более тёплой воде обмен веществ обычно идёт быстрее, но при слишком высокой температуре условия становятся неблагоприятными.

Особенности строения рыб и их значение для жизни в воде

Сначала найдите в таблице орган или систему, о которых идёт речь в задании. Затем проследите связь между особенностью строения и её значением для жизни в воде.

Такой способ помогает не заучивать признаки отдельно, а объяснять, почему они полезны рыбе.

Разбор задач

Задача 1. Почему жаберные лепестки снабжены многочисленными капиллярами?

Нужно объяснить, какую роль играют капилляры в дыхании рыбы. Жаберные лепестки соприкасаются с водой, содержащей растворённый кислород. Значит, ответ должен связать площадь поверхности, тонкие стенки и движение кислорода в кровь.

1. Многочисленные лепестки увеличивают поверхность, через которую идёт газообмен.
2. Капилляры проходят близко к поверхности лепестков, поэтому кислороду не нужно преодолевать толстый слой тканей.
3. Кровь уносит поступивший кислород к органам, а углекислый газ приносит к жабрам для выделения в воду.

Ответ: густая сеть капилляров увеличивает площадь контакта крови с водой и сокращает путь для газов. Поэтому кислород быстро поступает в кровь, а углекислый газ удаляется.

Задача 2. Сравните, как рыбе помогают плавники и боковая линия при движении среди водных растений.

Водные растения создают препятствия и меняют движение воды. Нужно не смешивать работу органов движения с работой органа чувств. Сравнение будет полным, если отдельно указать действие плавников и получение информации боковой линией.

1. Плавники создают тягу, помогают поворачивать, тормозить и удерживать равновесие между стеблями.
2. Боковая линия улавливает изменения потока и колебания воды около растений и других объектов.
3. По этим сигналам рыба выбирает направление, замечает препятствие или добычу, которую не видно напрямую.

Ответ: плавники обеспечивают само движение и изменение курса, а боковая линия сообщает об окружающих объектах по колебаниям воды. Вместе они помогают безопасно перемещаться среди растений.

Задача 3. Почему рыба с повреждённым плавательным пузырём испытывает трудности при удержании на глубине?

Плавательный пузырь регулирует плавучесть за счёт газа. При повреждении рыба хуже изменяет объём и плотность своего тела. Нужно показать, почему из-за этого возрастает работа мышц.

1. В норме количество газа в пузыре помогает уравновесить действие силы тяжести и выталкивающей силы воды.
2. Если пузырь повреждён, газ может выходить или его объём нельзя правильно изменить.
3. Рыбе приходится постоянно работать плавниками и мышцами, чтобы не опуститься или не подняться, поэтому она быстрее расходует энергию.

Ответ: повреждённый плавательный пузырь хуже регулирует плавучесть. Поэтому рыбе трудно сохранять нужную глубину, а поддержание положения требует дополнительных усилий.

Типичные ошибки

Ошибка 1. Говорить, что рыбы дышат водой. Так путают среду, из которой берётся кислород, с самим газом: через жабры в кровь поступает именно растворённый кислород. Проверьте себя вопросом: что переносит кровь от жабр к тканям?

Ошибка 2. Утверждать, что плавательный пузырь есть у всех рыб. Он характерен для большинства костных рыб, но у некоторых групп отсутствует. Проверяйте формулировку: говорите «у большинства костных рыб», если речь не идёт о конкретном виде.

Ошибка 3. Называть плавательный пузырь органом дыхания. Его основная функция — изменение плавучести, а газообмен выполняют жабры. Если орган не переносит кислород в кровь, не следует считать его дыхательным.

Ошибка 4. Считать, что боковая линия чувствует только прикосновение. Она воспринимает колебания и движение воды на расстоянии, поэтому рыба может заметить объект до прямого контакта. Для проверки спросите себя, получает ли рыба сигнал от волны или только от касания.

Связь с другими темами

Для понимания темы нужно вспомнить, что животным необходим кислород, а органы дыхания обеспечивают газообмен между организмом и средой. Строение кровеносной системы объясняет, как кровь переносит кислород от жабр к тканям.

Связь строения органов со средой обитания пригодится при сравнении рыб с земноводными и другими позвоночными. Так можно понять, почему органы, подходящие для воды, отличаются от органов наземных животных.

Что запомнить

• Жабры обеспечивают газообмен между кровью рыбы и водой.
• Жаберные лепестки с капиллярами создают большую поверхность для газообмена.
• Обтекаемое тело и плавники помогают рыбе двигаться и менять направление.
• Плавательный пузырь у большинства костных рыб регулирует плавучесть.
• Боковая линия воспринимает колебания и движение воды.
• У большинства рыб температура тела зависит от температуры окружающей воды.