Подтип Позвоночные. Хрящевые рыбы. Часть 1

Класс объединяет рыб, у которых в течение всей жизни сохраняется хрящевой скелет.

У хрящевых рыб, в отличие от костных, нет плавательного пузыря. В связи с этим они, чтобы не опуститься на дно, должны постоянно находиться в движении.

Кроме того, у хрящевых, в отличие от костных рыб, жабры открываются наружу жаберными щелями; жаберных крышек нет, за исключением химер, у которых жаберные щели прикрыты складкой кожи. Количество жаберных щелей и жаберных дуг обычно 5, реже 6–7.

Размеры хрящевых рыб от нескольких десятков сантиметров (например, как у карликовой ленточной акулы) до 18 метров (например, как у китовой акулы).

Хрящевые обитают в морях и океанах, в пресные водоёмы они заходят редко.

Всего насчитывается около 600 видов хрящевых рыб, которые подразделяют на два подкласса: пластинчато-жаберные и химеровые (цельноголовые).

Рассмотрим особенности хрящевых рыб на примере подкласса Пластинчатожаберные. Большинство хрящевых рыб, включая акул и скатов, относятся к этому подклассу.

У акул форма тела торпедообразная, туловище немного сплюснуто в дорсовентральном (спинно-брюшном) направлении.

У скатов тело значительно больше уплощено дорсовентрально, что очень выгодно для донного образа жизни, так как подавляющее большинство скатов — обитатели дна, и лишь немногие виды, например скат манта, ведут пелагический образ жизни, то есть обитают в толще или на поверхности воды.

Тело нечётко разделено на голову, туловище и хвост. У большинства видов на переднем конце головы имеется вырост — рострум (рыло).

По бокам головы располагаются глаза, несколько позади и выше них находятся брызгальца, служащие для втягивания воды, которая по специальному каналу попадает в жабры, чтобы содержащийся в ней кислород мог быть использован для дыхания.

Щелевидное ротовое отверстие находится на нижней стороне головы, впереди рта видны парные ноздри.

Конечности представлены парными и непарными плавниками.

Грудные и брюшные плавники парные, оба спинных плавника — передний и задний — непарные.

У самцов акул на внутренних частях брюшных плавников имеются пальцевидные выросты, которые способствуют копуляции (половому акту).

Анальный плавник отсутствует у многих видов.

Лопасти хвостового плавника неодинаковые: верхняя значительно больше, в неё заходит часть позвоночного столба.

Парные плавники позволяют рулить, а непарные обеспечивают равновесие тела.

Тело покрыто двухслойной кожей. В эпидермисе много железистых клеток, секрет которых выделяется на поверхность кожи. В дерме развиваются чешуи, покрывающие кожу и выполняющие защитную функцию.

Чешуя хрящевых рыб плакоидная, каждая чешуйка представляет собой округлую пластинку, на которой возвышается зубец, направленный назад. Зубец снаружи покрыт тонким слоем эмали. Переходя на челюсти, чешуи становятся зубами.

Плакоидная чешуя состоит из дентина, который формирует основу чешуй, а сверху покрыта эмалью. По химическому составу дентин и эмаль акул сходны с дентином и эмалью зубов человека.

Хрящевой скелет, который не окостеневает в течение всей жизни рыбы, подразделяется на осевой и добавочный. Осевой включает опорные структуры позвоночного столба и черепа, добавочный — хрящевые элементы поясов и свободных конечностей.

Осевой скелет.

Позвоночный столб, образованный соединёнными между собой позвонками, в эмбриональном периоде заменяет хорду, которая у взрослых особей сохраняется лишь между телами позвонков, а также в самих телах.

Каждый позвонок состоит из тела и двух пар дуг: верхние ограничивают отверстие спинномозгового канала и нижние дуги. Тело позвонка имеет в центре отверстие, через которое проходит хорда.

В позвоночном столбе выделяют два отдела: туловищный и хвостовой.

В туловищном отделе к коротким боковым отросткам нижних дуг прикрепляются рёбра.

Череп подразделяется на мозговой отдел, который защищает головной мозг, и висцеральный, образующий скелет переднего отдела пищеварительной системы и опору для жаберного аппарата.

Мозговой череп состоит из мозговой коробки, капсулы органов чувств и скелета рострума.

В мозговом черепе выделяют несколько отделов: затылочный, слуховой, обонятельный, глазницы, дно, крышу. Рострум образован хрящом ложковидной формы.

Висцеральный череп состоит из челюстного аппарата, подъязычной дуги и жаберных дуг.

На каждой жаберной дуге (кроме последней) находятся жабры.

Добавочный скелет — скелет плавников (парных и непарных).

У всех рыб конечности представлены плавниками.

Парные плавники пояса имеют дополнительную опору в теле, которую создают пояса конечностей. Различают пояса передних и задних конечностей.

Мышечная система образована поперечнополосатыми скелетными мышцами, гладкие мышцы залегают в стенках внутренних органов и сосудов.

Скелетные мышцы подразделяются на мышцы туловища, головы и конечностей (плавников). Лучше всего развита мускулатура туловища, на долю которой приходится значительная часть массы тела.

Туловищные мышцы рыб сегментированы. Сегменты отделены друг от друга тонкими соединительнотканными септами (перегородками). Каждый сегмент — S-образно изогнутый миомер. Попеременно сокращаясь, мышцы правой и левой сторон выполняют функцию локомоторного органа, обеспечивающего поступательное движение вперёд.

Мускулатура головы приводит в движение челюстной аппарат, а мышцы конечностей управляют движениями плавников.

У некоторых видов специализированные мышечные пластинки преобразуются в электрические органы; электрический скат способен генерировать разряд мощностью около 70 В.

Пищеварительная система хрящевых состоит из пищеварительной трубки и пищеварительных желёз.

Пищеварительный тракт подразделяется на ротовую полость, глотку, желудок, тонкую и толстую кишки.

Ротовое отверстие ограничено челюстями, покрытыми многочисленными зубами. Они располагаются в несколько рядов (обычно 5–6, иногда до 15), имеют коническую форму и обращены назад, что позволяет рыбе эффективно удерживать добычу. В течение жизни рыбы зубы несколько раз сменяются (за 10 лет у акулы может смениться до 24 000 зубов).

Ротовая полость переходит в глотку, которая сообщается с внешней средой через жаберные щели в её стенках.

У гигантской и китовой акул, питающихся планктоном, на жаберных дугах имеются густые тычинки, которые образуют цедильный аппарат.

Однако большинство хрящевых рыб — хищники, питающиеся живой добычей или погибшими водными животными.

У рыб отсутствуют слюнные железы, поскольку вода постоянно поступает в ротовую полость и глотку. Глотка переходит в короткий пищевод, который, в свою очередь, открывается в V-образно изогнутый желудок. В стенках желудка расположены многочисленные железы, выделяющие компоненты желудочного сока.

Частично переработанная пищевая кашица из желудка поступает в очень короткую тонкую кишку, в которую впадают протоки двух крупных пищеварительных желёз: поджелудочной и печени.

Печень образует две или три лопасти и имеет значительно большие размеры, чем поджелудочная железа, у акул на неё приходится до 25% от всей массы тела.

Печёночная желчь поступает в желчный пузырь, где накапливается и некоторое время сохраняется. В печени откладывается много жира, что повышает плавучесть этих рыб, заменяя плавательный пузырь.

Из тонкой кишки пищевая кашица переходит в широкую толстую кишку. В нём имеется спиральный клапан, представляющий собой винтообразную складку стенки кишки, увеличивающую всасывающую поверхность.

В толстой кишке заканчивается переработка пищевых веществ и происходит всасывание образовавшихся при этом продуктов.

Толстая кишка заканчивается прямой кишкой, которая открывается в клоаку. Туда же впадают половые протоки и протоки мочевой системы.

Дыхательная система.

Акулы дышат через рот, а у скатов вода поступает в ротоглоточную полость через открытые клапаны брызгалец, а при их закрытии выходит через жабры.

Жабры расположены на межжаберных перегородках, которые отходят от жаберных дуг.

По обеим сторонам перегородки располагаются многочисленные выросты — жаберные лепестки.

Газообмен происходит при прохождении воды, которая поступает через ротовое отверстие в глотку и выходит через жаберные щели во внешнюю среду, омывая при этом жаберные лепестки.

Ток воды всегда односторонний. Тонкие стенки жаберных лепестков густо оплетены кровеносными сосудами, несущими венозную кровь, а после насыщения кислородом от жабр оттекает артериальная кровь.

Газообмен акул происходит пассивно в процессе движения. При этом вода все время проникает через открытый рот в глотку и покидает её через жаберные отверстия.

При снижении скорости движения, тем более при остановке, вода перестаёт поступать в рот, и процесс насыщения крови кислородом замедляется. Поэтому акулы вынуждены постоянно двигаться.

Скаты, которые большую часть времени проводят лёжа на донном субстрате, активно засасывают воду за счёт периодического расширения полости глотки. Мускулатура ротовой полости и стенок глотки, сокращаясь, выдавливает воду, которая омывает жаберные лепестки из глотки через жаберные щели, при этом ротовое отверстие закрыто.

Кровеносная система хрящевых образована сердцем и сосудами, составляющими один круг кровообращения.

Общая схема сосудистой системы принципиально одинакова у всех хордовых. Имеются два основных сосуда — брюшная и спинная аорты, по брюшной аорте кровь движется по направлению к голове, а по спинной — к хвосту.

Сердце рыб состоит из двух камер — предсердия и желудочка. Относительные размеры сердца хрящевых рыб — самые маленькие среди всех позвоночных. Сердце выполняет функцию насоса, обеспечивающего движение крови по артериям.

Сердце рыб перекачивает только венозную кровь, которая поступает в предсердие из прилегающего к нему тонкостенного венозного синуса. Дистальный отдел желудочка хрящевых рыб (область перехода его в аорту) образует артериальный конус.

Кровь состоит из плазмы и форменных элементов (эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов). Основным органом образования форменных элементов являются селезёнка и почки.

В селезёнке, кроме того, распадаются старые эритроциты. Кровь рыб содержит относительно мало эритроцитов и поэтому имеет низкую кислородную ёмкость.

У рыб имеется примитивная лимфатическая система, образованная лимфатическими сосудами; лимфатические узлы отсутствуют.

Лимфатическая система наряду с венозной обеспечивает дренаж тканей, удаляя скапливающуюся в них жидкость, которая поступает из крови.

Основные признаки класса Хрящевые рыбы:

1. У хрящевых отсутствует плавательный пузырь.

2. Жабры открываются наружу жаберными щелями; жаберных крышек нет.

3. По бокам головы, несколько позади глаз, находятся брызгальца.

4. Чешуя плакоидная.

5. Конечности представлены парными или непарными плавниками.

6. Хрящевой скелет подразделяется на осевой и добавочный.

7. Мышечная система образована поперечнополосатыми скелетными и гладкими мышцами.

8. Пищеварительная система хрящевых состоит из пищеварительной трубки и пищеварительных желёз.

9. Орган дыхания — жабры, которые открываются наружу отдельными отверстиями.

10. Кровеносная система хрящевых образована сердцем и сосудами, составляющими один круг кровообращения.