Скелет и мышечная система, электрические органы рыб и их биологическое значение.

Скелет у большей части рыб двоякий: наружный – защитный (чешуя) и внутренний опорный. Внутренний скелет состоит из осевого скелета, скелета головы (черепной коробки, предохраняющей головной мозг и связанной с жаберным и челюстным аппаратом), скелета грудного (плечевого) и тазового поясов и плавников – парных и непарных.

Осевой скелет может быть представлен хордой или позвоночником. У круглоротых, осетровых и двоякодышащих хорда сохраняется в течение всей жизни. У всех остальных рыб хорда имеется на ранних этапах развития, а у взрослых заменяется позвоночником, состоящим из позвонков. Черепная коробка соединена с позвоночником неподвижно. Шеи у рыб нет. Это вызывается спецификой образа жизни и среды обитания необходимостью разрезать головой воду. В процессе эволюции происходило усложнение и окостенение скелета. У круглоротых хорда тянется от задней части черепа до хвоста в виде цельного несегментированного тяжа, состоящего из хрящевыхи соединительнотканных элементов (спинная струна) к которому сверху плотно прилегают хрящевые позвоночные дуги. Хорда осетровых также ещё не дифференцирована. У пластиножаберных (акуловых) рыб охрящевевшая оболочка хорды образует амфицельные (двояковогнутые) позвонки.

Хрящевые рыбы (акулы, скаты) имеют уже хрящевой череп, образованный сросшимися мозговыми капсулами, челюсти, вооруженные зубами. Челюстной аппарат соединяется с черепом. У осетровых, кроме того, возникает ряд кожных накладных костей, прикрывающих череп сверху, и настоящих костей, ограждающих череп снизу. Высшие костистые рыбы в эмбриональном периоде проходят все эти этапы: сначала у них закладывается и развивается хрящевой череп, позднее происходит окостенение его, причем наряду с замещающими костями возникают и покровные. В черепе костистых рыб выделяют два отдела: мозговой (осевой) и висцеральный.

Мышечная система рыбы состоит из мускул туловища, головы и плавников. Внутренние органы имеют свою мускулатуру. Как и у всех позвоночных, мышечная система рыб связана со скелетом, с нервной системой (к каждому мышечному волокну подходит нервное волокно, и каждая мышца иннервируется нервом). Кроме нервов, в соединительнотканной прослойке мышц имеются кровеносные и лимфатические сосуды.

Наиболее крупные мышцы рыб — большие тяжи, проходящие вдоль тела от головы до хвоста (большая боковая мышца — m. lateralis magnus). Мышцы головы регулируют движения челюстного и жаберного аппаратов. Плавники имеют свою мускулатуру, которая обычно сильно расчленена, что позволяет рыбе виртуозно управлять своими плавниками.

За годы эволюции мышцы рыбы выработали оптимальный с точки зрения водной динамики рыбы баланс: основная масса мышц у большинства рыб находится в спинной части, что позволяет ей хорошо маневрировать в воде. Работа этих мышц координируется спинным мозгом и мозжечком.

У рыб есть поперечно-полосатые и гладкие мышцы. Поперечно-полосатые — это скелетные мышцы тела (туловищные) и мышцы сердца. Туловищные мышцы обычно быстро и сильно сокращаются. Гладкие мышцы состоят из более коротких и параллельных волокон.

Волокна и мышцы делят на красные и белые, различающиеся цветом, составом: красные мышцы содержат больше жира, белые — влаги и белка. На цвет влияет наличие миоглобина — белка, быстро связывающего кислород. Белые мышцы работают при быстром движении, бросках, при медленном — красные. Преобладание красных или белых волокон (мышц) зависит от подвижности рыб: у «спринтеров» почти исключительно белые волокна. Но все же у рыб преобладают белые мышцы. У некоторых видов их доля достигает 96.3%.

У рыб существуют и так называемые электрические органы, которые, по сути, являются видоизмененными мышцами. Эти органы развиваются из зачатков поперечно - полосатой мускулатуры. Они находятся по бокам тела и состоят из большого количества мышечных пластинок (у электрического угря их около 6000), видоизмененных в электрические пластинки, «проложенные» соединительной тканью. Нижняя часть пластинки заряжена отрицательно, верхняя положительно. Разряды идут от сигнала продолговатого мозга.

Электрические органы находятся в разных частях тела рыбы, например у ската морской лисицы — на хвосте, у электрического сома на боках.

Создавая электрический ток и улавливая силовые линии, искаженные предметами, находящимися на пути рыбы, они ориентируются в воде, обнаруживают препятствия или добычу с нескольких метров, даже в непрозрачной воде. В таких условиях органы зрения рыбы не работают.

По наличию и мощи электрических органов рыбы делятся на три категории:

1. Сильно электрические виды: имеют крупные электрические органы, генерирующие разряды от 20 до 600 В. Применяют их для нападения и обороны: электрический угорь, электрический скат, электрический сом.

2. Слабоэлектрические виды: имеют небольшие электрические органы, генерирующие разряды напряжением менее 17 В. Применяют их для ориентации в воде и сигнализации об опасности своим сородичам: многие мормириды, гимнотиды, некоторые скаты.

3. Неэлектрические виды: не имеют специализированных органов, но обладают электрической активностью. Генерируемые ими разряды имеют длину в 10–15 м в морской воде и до 2 м в пресной. Применяют их для локации, ориентации, сигнализации: ставрида, атерина, окунь и др.