I. Строение тела рыб и их движение

Современная биологическая наука учит, _что определенной среде присущи те или иные организмы. Изучение биологии рыб наглядно подтверждает это положение. Организм рыб, начиная от формы тела и кончая дыхательным аппаратом и органами чувств, приспособлен к условиям жизни в воде.

Рыбам необходимо двигаться, чтобы находить пищу и спасаться от врагов. Однако вода оказывает значительное сопротивление их движению. Поэтому в процессе эволюции большинство рыб приобрело обтекаемую форму тела, облегчающую преодоление сопротивления водной среды.

Наиболее совершенную обтекаемую форму туловища имеют проходные рыбы, совершающие далекие миграции, например лососи. Почти такое же вальковатое или веретенообразное туловище, мощный хвост и некрупная чешуя у рыб, постоянно живущих на быстрине (форель, гольян, осман, усач и т. п.). Подчас некоторые рыбы (плотва, язь), обитающие в верховьях реки на быстром течении, обладают более вальковатым туловищем, чем рыбы того же вида, населяющие устье, где течение медленнее. Широкие, высокотелые рыбы обитают в тихих водах, так как здесь им не приходится бороться с течением; кроме того, такая форма тела помогает им лучше избегать хищников, менее охотно схватывающих широких рыб.

Различны формы туловища и у рыб, которые живут на дне и в верхних слоях воды. Например, у донных рыб (камбала, сом, налим, бычок) тело сплющенное, позволяющее им опираться на грунт большой поверхностью.

Иногда рыбы приспосабливаются к пассивному движению. Листовидная форма личинок угря облегчает их перенос течением с мест нереста угря, расположенных у берегов Центральной Америки, к местам постоянного обитания в водоемах Европы.

В случаях, когда рыбы почти не перемещаются, часть их туловища вместе с хвостом превращается в орган прикрепления (морской конек).

Известное влияние на форму тела оказывает и характер питания; например, у хищных рыб, догоняющих добычу, туловище обычно более прогонистое, чем у рыб, питающихся малоподвижной пищей.

Механизм движения рыб долгое время оставался неясным. Предполагали, что главную роль здесь играют плавники. Последними исследованиями физиков и ихтиологов доказано, что поступательное движение рыбы осуществляется преимущественно волнообразными изгибами тела. Некоторую помощь в движении вперед оказывает хвостовой плавник. Роль других плавников сводится в основном к координирующим и направляющим функциям — спинной и анальный плавники служат килем, грудные и брюшные — облегчают рыбе перемещение по вертикали и помогают поворачиваться в горизонтальной плоскости.

 

ДЫХАНИЕ

 

Большинство рыб дышит растворенным в воде кислородом. Основным органом дыхания являются жабры. Форма и величина поверхности жабер, строение жаберных щелей и механизм дыхательных движений зависят от образа жизни рыб. У рыб, плавающих в полводы, жаберные щели большие, а жаберные лепестки все время омываются свежей водой, богатой кислородом. У донных рыб — угря, камбалы — жаберные щели маленькие (иначе они могут засориться илом) с приспособлениями для принудительной циркуляции воды.

Рыбы, которые живут в воде, бедной кислородом, имеют дополнительные органы дыхания. Карась и некоторые другие рыбы при недостатке в воде кислорода заглатывают атмосферный воздух и используют его для обогащения воды кислородом.

У линя, сома и угря имеется дополнительное кожное дыхание. В дыхательных функциях окуня участвует плавательный пузырь, а у вьюна — кишечник. Некоторые тепловодные рыбы наделены органами, позволяющими дышать непосредственно атмосферным воздухом. У одних рыб это специальный лабиринтовый аппарат, у других — превратившийся в орган дыхания плавательный пузырь.

В соответствии со строением дыхательных органов рыбы по-разному относятся к количеству растворенного в воде кислорода. Одни рыбы нуждаются в очень высоком содержании его в воде — лосось, сиг, форель, судак; другие менее требовательны — плотва, окунь, щука; третьи удовлетворяются совершенно ничтожным количеством кислорода — карась, линь. Существует как бы определенный для каждого вида рыб порог содержания кислорода в воде, ниже которого особи данного вида становятся вялыми, почти не перемещаются, плохо питаются и в конце концов погибают.

Кислород поступает в воду из атмосферы и выделяется водными растениями, причем последние, с одной стороны, выделяют его под действием света, а с другой — поглощают в темноте и расходуют при гниении. Поэтому "положительная роль растений в кислородном режиме заметна только в период их роста, т. е. летом, и притом днем.

Из атмосферного воздуха вода обогащается кислородом круглосуточно. Интенсивность растворения кислорода зависит от температуры воды, величины водной поверхности, соприкасающейся с воздухом, и перемешивания различных слоев воды. Чем ниже температура, чем больше величина водной поверхности и интенсивнее перемешивание, тем лучше кислород растворяется в воде. Следовательно, летом понижение температуры и сильные ветры способствуют улучшению самочувствия рыб, особенно в водоемах с недостаточным содержанием кислорода. После дождя также усиливается активность рыб и оживляется клев. Насыщенные кислородом дождевые капли повышают общее содержание его в водоеме.

Кислород медленно проникает из одного водного слоя в другой, и его в поверхностных слоях всегда больше, чем около дна. Это одна из причин слабого развития жизни и отсутствия скопления рыб летом на глубинах, особенно в непроточных водоемах.

В озерах есть участки с большей и меньшей концентрацией кислорода. Например, ветер, дующий с берега, угоняет богатые кислородом верхние слои воды, а на их место поступает мало насыщенная кислородом глубинная вода. Таким образом, у затишного берега создается более бедная по содержанию кислорода зона, и рыба, при прочих равных условиях, предпочитает держаться у прибойного берега. Характерным примером служит поведение в Ладожском озере кислородолюбивого хариуса, который подходит к берегу главным образом при устойчивом ветре, дующем с озера.

Кислородный режим резко ухудшается в непроточных водоемах зимой, когда ледовый покров препятствует доступу воздуха к воде. Особенно это ощутимо в неглубоких, сильно заросших водоемах с илистым или торфянистым дном, где запас кислорода расходуется на окисление различных органических остатков. В зимний период зоны с неодинаковым содержанием кислорода встречаются в озерах еще чаще, чем летом.

Более богаты кислородом участки с каменистым или песчаным дном, у выхода ключевых вод, у впадения ручьев и речек. Эти места обычно и выбирает рыба для зимних стоянок. В некоторых озерах, особенно в суровые зимы, содержание кислорода в воде настолько падает, что наступает массовая гибель рыбы — так называемые заморы.

В реках, особенно быстротекущих, ни летом, ни зимой резкого естественного недостатка кислорода не наблюдается. Однако в реках, засоряемых отходами лесосплава и загрязняемых промышленными сточными водами, этот недостаток бывает так велик, что требовательные к кислороду рыбы совершенно исчезают.

 

ОРГАНЫ ЧУВСТВ

 

Зрение

Орган зрения — глаз по своему устройству напоминает фотографический аппарат, причем хрусталик глаза подобен объективу, а сетчатка — пленке, на которой получается изображение. У наземных животных хрусталик имеет чечевицеобразную форму и способен изменять свою кривизну, поэтому животные могут приспосабливать зрение к расстоянию. Хрусталик у рыб шарообразный и не может менять форму. Зрение их перестраивается на различные расстояния при приближении или удалении хрусталика от сетчатой оболочки.

Оптические свойства водной среды не позволяют рыбе видеть далеко. Практически пределом видимости у рыб в прозрачной воде считают расстояние 10–12 м,  а ясно рыбы видят не далее 1,5 м.  Лучше видят дневные хищные рыбы, живущие в прозрачной воде (форель, хариус, жерех, щука). Некоторые рыбы видят в темноте (судак, лещ, сом, угорь, налим). У них в сетчатке глаза есть особые светочувствительные элементы, способные воспринимать слабые световые лучи.

Угол зрения рыб очень велик. Не поворачивая тела, большинство рыб способно видеть каждым глазом предметы в зоне около 150° по вертикали и до 170° по горизонтали (рис. 1).

 

 

Иначе видит рыба предметы, находящиеся над водой. В этом случае вступают в силу законы преломления световых лучей, и рыба может видеть без искажения лишь предметы, которые находятся прямо над головой- в зените. Наклонно падающие световые лучи преломляются и сжимаются в угол 97°,6 (рис. 2).

 

 

Чем острее угол входа светового луча в воду и ниже предмет, тем более искаженным видит его рыба. При падении светового луча под углом 5-10°, особенно если водная поверхность неспокойна, рыба перестает видеть предмет.

Лучи, идущие от глаза рыбы вне конуса, изображенного на рис. 2, полностью отражаются от водной поверхности, поэтому она представляется рыбе зеркальной.

С другой стороны, преломление лучей позволяет рыбе видеть как бы скрытые предметы. Представим себе водоем с крутым обрывистым берегом (рис. 3). вне преломления лучей водной поверхностью может увидеть человека.