Боковая линия рыб способна ощущать. Класс костные рыбы. Значение боковой линии у рыб

• Читать: Многообразие рыб: форма, размер, цвет

Боковая линия рыб

• Читать дополнительно: Органы чувств рыб

Органы чувств системы боковой линии.

Строение и расположение органов чувств системы боковой линии специфичны для каждого вида рыб. Система боковой линии (или сейсмосенсорная система) включает обычные и ампулярные органы.

К обычным органам относятся невромасты (или чувствующие почки), которые представляют комплекс чувствительных клеток с волосками на конце. У многих рыб невромаст образует студенистый выступ (купулу), куда входят волоски чувствительных клеток. Купулы легко колышутся под действием токов воды. Невромасты располагаются на поверхности тела в углублениях. Они позволяют рыбам ориентироваться в воде и воспринимать звуки низких частот. Клетки невромастов иннервируются боковой ветвью блуждающего нерва.

У круглоротых органы чувств системы боковой линии представлены многочисленными мелкими бугорками на коже, особенно на голове. В каждом бугорке имеется желобок, на дне которого находится невромаст.

У хрящевых рыб имеются невромасты, расположенные в открытых (у примитивных акул и химер) и закрытых каналах (у других рыб); пузырьки Сави (Савишевы бляшки) – невромасты, прикрытые видоизмененной плакоидной чешуей (у электрических скатов); спиракулярные органы, представленные невромастами, поверхности брызгальца.

У осетровых имеются невромасты, расположенные в каналах и коротких костных трубочках кожи, и спиракулярный орган. У большинства костистых рыб невромасты находятся в замкнутых каналах, которые тянутся вдоль туловища, образуя боковую линию, заходят на голову. Каналы боковой линии и головы заполнены слизью, в их полость выступают купулы чувствующих почек. С наружной средой каналы соединяются через отверстия в чешуе (прободенные чешуйки).

Ампулярные органы (или ампулы Лоренцини) относятся к электрорецепторам. Они расположены в головном отделе рыб, имеются только у пластиножаберных (акулы, скаты). Ампулярные органы имеют вид капсул, которые погружены в кожу. От капсул отходят трубочки, открывающиеся отверстиями на поверхности кожи. Капсулы заполнены желеобразным веществом, на их стенках расположены чувственные клетки с волос- ками на вершине. К каждой капсуле подходят нервные оконча- ния.

К органам чувств системы боковой линии относятся также электрорецепторы, которые имеются почти у всех электрических рыб и у некоторых неэлектрических костистых. Они сходны по строению с чувствительными клетками системы боковой линии, но не имеют волоска.

Н. В. ИЛЬМАСТ. ВВЕДЕНИЕ В ИХТИОЛОГИЮ. Петрозаводск, 2005

Тесты

755-01. Имеющиеся у рыб органы боковой линии выполняют функции
А) опоры и движения
Б) обоняния
В) ощущения температуры воды
Г) ощущения направления и силы течения воды

Ответ

755-02. Какие приспособления, позволяющие передвигаться в воде с наименьшими энергозатратами, возникли в процессе эволюции у рыб?
А) парные грудные и брюшные плавники
Б) спинной и анальный плавники
В) жабры, прикрытые жаберными крышками
Г) обтекаемая форма тела, слизь на коже

Ответ

755-03. Основное значение слизи, выделяемой кожными железами рыбы, заключается в
А) уменьшении трения тела рыбы о воду
Б) снабжении чешуи питательными веществами
В) защите чешуи от поселения на ней одноклеточных водорослей
Г) усилении чувствительности органов боковой линии

Ответ

755-04. Какую функцию в организме животных выполняют органы боковой линии?
А) помогают в поиске партнера при размножении
Б) сигнализируют о наступлении сезонных изменений в воде
В) позволяют ощущать приближение к подводным предметам
Г) определяют источник света

Ответ

Какие из приведённых признаков характерны для большинства представителей класса Костные рыбы? Выберите три верных ответа.
А) скелет хрящевой
Б) плавательного пузыря нет
В) есть жаберные крышки
Г) встречаются преимущественно в морях и океанах
Д) хорда имеется только у зародышей
Е) очень плодовиты, икра мелкая

Ответ

Какие особенности характерны для представителей костных рыб? Выберите три верных ответа из шести.
А) Сердце образовано тремя камерами и имеется один круг кровообращения.
Б) Дышат кислородом, растворенным в воде.
В) В коже отсутствуют железы.
Г) Имеют жаберные крышки.
Д) Имеют плавательный пузырь.
Е) Обладают постоянной температурой тела.

для чего у рыб имеется "боковая линия"?

природа вознаградила рыб особым органом восприятия колебаний и движения воды - боковой линией.

Известно, что акустическое давление в воде в 2 раза больше, чем акустическое давление в воздухе. Вода практически не сжимаема, плотность ее в 800 раз превосходит плотность воздуха. Все это создает благоприятные условия для распространения в водной среде колебаний, вихрей, струй, вызываемых движением различных тел. Органы боковой линии рыб предназначаются для улавливания как механических смещений частиц воды, так и звуков (преимущественно низких частот). Любое существо, передвигающееся вблизи рыбы, вызывает хотя бы небольшое движение воды и тем самым обнаруживает себя. Чувствительность боковой линии рыб удивительна: в опытах рыбы улавливают движение стеклянного волоска толщиной 0,25 мм на расстоянии от 20 до 50 см.

Что представляют собой органы боковой линии, и как они функционируют? По обоим бокам тела рыбы визуально обнаруживаются пунктирные линии, идущие от головной части к хвосту рыбы. Присмотревшись внимательнее, можно обнаружить, что каждый пунктир представляет собой канал или борозду, заполненную слизью. Чувствительные клетки боковой линии собраны в почкообразные группы и спрятаны в каналы, которые омываются водой.

Тела чувствительных клеток содержат волосок, который при воздействии воды на слизь в канале сгибается и посылает сигнал в слуховой центр рыбы. Такие волосковые клетки называются невромастами. Невромасты органов боковой линии густо покрывают голову и боковую поверхность у медленно плавающих придонных рыб. У малька леща, например, имеется почти 2000 таких клеток. Они позволяют мальку воспринимать детальную картину струйных течений, узнавать о направлении пробега волн на поверхности воды, ориентироваться (без помощи зрения) в рельефе дна, движениях добычи или соседей по стае, даже знакомиться с формой предметов, обмахивая их с расстояния 3-4 см плавниками.

Фактически, боковая линия выполняет функцию дистантного осязания. Для рыб оно более необходимо, чем зрение. Заядлые рыболовы небезосновательно утверждают, что при ловле щук не имеет значения, как выглядит блесна, - достаточно, чтобы она просто поблескивала в воде. Гораздо важнее, как она движется и вибрирует при проводке. Установлено, что боковой линией как хищников, так и мирных рыб, прекрасно улавливаются инфразвуки, которые образуются в результате срыва вихрей с поверхности любых обтекаемых тел (рыб, приманок, лодок, подводных охотников и т.п.). Инфразвуковые шумы очень "громки" при резких изменениях скоростей рыб (бросках, поворотах, ускорениях) и наиболее интенсивны у рыб с плохо обтекаемой формой тела.

ЧТО УМЕЕТ И ЗАЧЕМ НУЖНА БОКОВАЯ ЛИНИЯ

Органы боковой линии рыб - очень популярная тема, и как это часто быва­ет, излишняя популярность привела к тому, что о возможностях этого «органа шестого чувства» можно прочитать, другой раз, совершенно фантастические вещи. Поэтому хочется остановиться на этой теме подробнее.

УСТРОЙСТВО

Прежде всего, нужно начать с того, что, что сам термин «боковая линия» совершен­но невразумителен и только вносит допол­нительную путаницу. Во-первых, непонят­но, линия чего, а, во-вторых, почему она боковая.

Название это пришло из английско­го языка (lateral line), из тех времен, когда еще не был изобретен микроскоп, и науч­ные описания животных состояли из про­стого перечисления их внешних призна­ков, видных невооруженным глазом. И действительно, у многих рыб на боках тела можно увидеть с каждой стороны тонкую, как будто пунктирую линию, которая идет от головы к хвосту. Ее-то и называли «боко­вой линией».

Если же воспользоваться микроско­пом, то можно увидеть (схема внизу), что эта линия представляет собой цепочку спе­циальных чувствующих органов, которые помещаются в тонком канале, идущим под кожей и пронизывающим чешуйки. От это­го канала отходят наружу короткие ответ­вления, которые открываются маленьким отверстием - порой. Внутри каналов, кото­рые заполнены специальной вязкой жидко­стью, располагаются чувствующие органы боковой линии - нейромасты.

Но каналы на туловище - далеко не вся «боковая линия». Дело в том, что каналы имеются и на голове рыбы и именно здесь они особенно хорошо развиты. На голове каналы боковой линии сложно разветвля­ются, они, как правило расширены, прохо­дят внутри костей и сообщаются с внешней средой многочисленными отверстиями.

Но и это - еще не вся «боковая линия». Помимо нейромастов, лежащих внутри ка­налов, у рыб имеются и так называемые свободные нейромасты, которые располо­жены прямо на поверхности кожи, в основ­ном, опять же на голове.

НАЗНАЧЕНИЕ

Что же умеют делать нейромасты и по­чему у рыб их имеется два типа - канало­вые и свободные?

О роли органов боковой линии в вос­приятии низкочастотных звуков и в опреде­лении направления к источнику этих звуков в «РР» уже рассказывалось. Но этим значе­ние боковой линии не исчерпывается.

Нейромаст - это, по сути, кучка специ­альных клеток, несущих чувствующие во­лоски. Движение воды вблизи тела рыбы давит на чувствительные волоски, их угол наклона меняется - и по нерву в мозг по­сылается электрический сигнал. Нейрома­сты, таким образом, воспринимают ско­рость и направление течения, окружающе­го тело рыбы.

Но это происходит только с открыты­ми - свободными - нейромастами. Те же нейромасты, которые спрятаны в каналах, защищены от прямого воздействия воды вязкой слизью, которая заполняет канал. Каналовые нейромасты не «чувствуют» на­правленных потоков воды возле тела ры­бы. У них назначение другое. Они «настро­ены» на восприятие очень незначитель­ных по масштабу ускорений частиц воды, окружающей рыбу. Эти смещения вызы­вают соответствующее смещение жидко­сти, заполняющей каналы, и уже оно и вос­принимается каналовыми нейромастами. Уникальность этой системы заключается в том, что каналовые нейромасты способ­ны различать мельчайшие возмущения во­ды на фоне ее постоянного движения во­круг рыбы. Это похоже на то, как люди в метро различают голоса пассажиров за гу­лом проходящего поезда.

Таким образом органы боковой линии рыбы представлены двумя типами «прием­ников». Один из них (свободные нейрома­сты) контролирует потоки воды, обтекаю­щие тело рыбы, а другой (каналовые ней­ромасты) - различные «возмущения» в этих потоках вроде мелких завихрений и колебательных движений частиц воды.

ЗАЧЕМ ЭТО РЫБЕ

Благодаря работе свободных нейрома­стов рыба контролирует свою скорость и направление движения относительно окру­жающей ее воды. Именно благодаря им она безошибочно ориентируются в струях течения. Например, как известно, рыба ча­ще всего стоит головой против течения. А как она определяет направление течения? Именно при помощи свободных нейрома­стов (помогают им, правда, еще зрение и осязание).

Но более интересна для нас работа ка­наловых нейромастов. Дело в том, что с их помощью рыбы воспринимают присут­ствие поблизости движущихся и неподвиж­ных предметов. Это может быть потенци­альная пища, или, наоборот хищник, или какой-то неживой предмет - какое-либо препятствие, или, к примеру, рыболовная леска.

С движущимися предметами все бо­лее или менее понятно - движение вызыва­ет возмущение водной среды, а его и ощу­щают нейромасты. А как же это происходит в случае с неподвижным предметом? Дело тут в том, что с помощью боковой линии рыба воспринимает не сами предметы, а движение воды вокруг них. Поэтому пред­мет может быть и неподвижным - главное, чтобы вода его обтекала. Наталкиваясь на препятствия вода меняет направление сво­его движения, образует вихри, зоны уско­рений и замедлений течения. Все это «от­слеживается» боковой линией, и рыба, да­же находясь в темноте или в совершенно мутной воде, постоянно «в курсе» того, что ее окружает.

Мало того, помогает ей и собствен­ное движение. Плывущая рыба сама вы­зывает возмущения водной среды. В част­ности, она в буквальном смысле «гонит волну» впереди себя. Наталкиваясь на пре­пятствия эта волна меняет свои очерта­ния, а нейромасты на это реагируют, посы­лая в мозг соответствующие сигналы. Этот механизм очень похож на механизм элек­тролокации, о котором шла речь в одном из предыдущих номеров РР. Причем нужно учесть, что боковая линия - это очень тон­ко настроенный механизм. Многими экс­периментами доказано, что она позволяет рыбам определять не только размеры пред­метов, но и их форму, а также скорость и направление движения.

Таким образом, органы боковой линии дают рыбе детальную информацию обо всем, что происходит вокруг. Вопрос в том, с какого расстояния боковая линия способ­на принимать информацию. Оказывает­ся, что в этом отношении ее возможности не слишком впечатляющи. Боковая линия - это орган ближнего радиуса действия. В большинстве случаев речь может идти о расстояниях не больше 1-1,5 метров, но ча­ще дистанция восприятия сигналов боко­вой линией исчисляется десятками санти­метров, а то и сантиметрами. Это зависит от очень многих параметров - от размеров и формы источника сигналов, от характера его собственного движения, от состояния самой водной среды.

Но и на небольших дистанциях ин­формация органов боковой линии для рыб очень важна. Ведь в большинстве случаев видимость под водой невелика, и боковая линия позволяет рыбе в значительной сте­пени компенсировать дефицит зрительной информации.

Алексей ЦЕССАРСКИЙ

Говоря о той роли, которую играют в жизни рыбы органы боковой линии, можно вспомнить дискуссии, которые одно время велись в интер­нете и СМИ по поводу плюсов и минусов «лески- невидимки» - флуорокарбона. Материал, из которого сделана эта леска, имеет почти такой же коэфициент преломления света, что и вода, и поэтому считается, что в воде она невидима. Возникает вопрос, хорошо ли это с точки зре­ния рыбалки, или нет. На первый взгляд, ответ очевиден - чем незаметнее снасть, тем лучше. Однако в ходе дебатов высказывалась и другая точка зрения. Представьте себе, говорили ее сторонники, что вы неожиданно натыкаетесь на какой-то невидимый предмет. Естественно ваша первая реакция - испуг. То же самое происходит и с рыбой, которая, взяв приманку, вдруг «на­тыкается» губами на невидимую леску. По идее, она тоже должна испугаться и бросить приманку.

Выглядит это правдоподобно. Но с учетом того, что известно относительно боковой линии, придется признать такую точку зрения наивной. Давно известны опыты, в которых гольяны по­долгу плавали в полной темноте в аквариуме, в котором на близком расстоянии друг от друга были натянуты тонкие (около 0,1 мм) верти­кальные нити. Несмотря на полное отсутствие видимости, гольяны безошибочно обходили эти препятствия, отлично чувствуя их присутствие при помощи боковой линии.

Поэтому не стоит думать, что, сделав леску совершенно невидимой, мы введем рыбу в за­блуждение. Конечно же, подойдя к насадке на достаточно близкое расстояние, рыба наверняка «замечает» присутствие этой невидимой лески точно так же, как подопытные гольяны замеча­ли натянутые нити. Поэтому вряд ли непосред­ственный контакт с леской будет для рыбы чем- то совершенно неожиданным.