Как двигаются плавники в процессе медленного передвижения. Передвижение рыб

Лабораторная работа

Плавники и типы движения рыб

Цель занятия

Рассмотреть формы, типы, расположение и строение плавников рыб на примере осетровых (русский осетр, белуга) и костистых рыб (речной окунь, карась, лещ, морская камбала и др.)

Материал и оборудование

Мороженная рыба: русский осетр, серебряный карась, речной окунь; морская камбала, лещ, и др.; фиксированный материал осетровых и костистых рыб, муляжи, плакаты и рисунки; металлические кюветы, пинцеты, скальпеля, препаровальные иглы и ножницы, калькулятор (компьютер).

Общее положение

Плавники. Размеры, форма, количество, положение и функции их различны. Плавники позволяют сохранять равновесие тела, участвуют в движении.

Рис. 1 Плавники

Плавники подразделяются на парные, соответствующие конечностям высших позвоночных животных, и непарные (рис.1).

К парным относятся:

1) грудные Р (pinna pectoralis );

2) брюшные V. (р. ventralis ).

К непарным :

1) спинной D (p. dorsalis );

2) анальный А (р. analis );

3) хвостовой С (р. caudalis ).

4) жировой ар ((p.adiposa ).

У лососевых, харациновых, косатковых и др. позади спинного плавника имеется жировой плавник (рис. 2), лишенный плавниковых лучей (p.adiposa ).

Рис. 2 Жировой плавник

Грудные плавники обычны у костных рыб. У скатов грудные плавники увеличены и являются основными органами движения.

Брюшные плавники занимают у рыб различное положение, что связано с перемещением центра тяжести, вызванного сокращением брюшной полости и концентрацией внутренностей в передней части тела.

Абдоминальное положение – брюшные плавники находятся на середине брюшка (акулы, сельдеобразные, карпообразные) (рис. 3).

Рис. 3 Абдоминальное положение

Торакальное положение – брюшные плавники смещены в переднюю часть тела (окунеобразные) (рис.4).

Рис. 4 Торакальное положение

Югулярное положение – брюшные плавники расположены впереди грудных и на горле (тресковые) (рис. 5).

Рис. 5 Югулярное положение

Спинных плавников может быть один (сельдеобразные, карпообразные), два (кефалеобразные, окунеобразные) или три (трескообразные). Расположение их различно. У щуки спинной плавник смещен назад, у сельдеобразных, карпообразных находится на середине тела, у рыб с массивной передней частью тела (окунь, треска) один из них располагается ближе к голове.

Анальный плавник обычно бывает один, у трески их два, у колючей акулы он отсутствует.

Хвостовой плавник отличается разнообразным строением.

В зависимости от величины верхней и нижней лопастей различают:

1)изобатный тип – в плавнике верхняя и нижняя лопасти одинаковые (тунцы, скумбрии);

Рис. 6 Изобатный тип

2)гипобатный тип – удлинена нижняя лопасть (летучие рыбы);

Рис. 7 Гипобатный тип

3)эпибатный тип – удлинена верхняя лопасть (акулы, осетровые).

Рис. 8. Эпибатный тип

По форме и расположению относительно конца позвоночника различают несколько типов:

1) Протоцеркальный тип - в виде плавниковой каймы (миноги) (рис. 9).

Рис. 9 Протоцеркальный тип -

2) Гетероцеркальный тип – несимметричный, когда конец позвоночника заходит в верхнюю, наиболее удлиненную лопасть плавника (акулы, осетровые) (рис. 10).

Рис. 10 Гетероцеркальный тип;

3) Гомоцеркальный тип – наружносимметричный, при этом видоизмененное тело последнего позвонка заходит в верхнюю лопасть (костистые) (

Рис. 11 Гомоцеркальный тип

Опорой плавников служат плавниковые лучи. У рыб различают ветвистые и неветвистые лучи (рис. 12).

Неветвистые лучи плавников могут быть:

1)членистыми (способными гнуться) ;

2)нечленистыми жесткими (колючими), которые в свою очередь бывают гладкими и зазубренными.

Рис. 12 Типы плавниковых лучей

Количество лучей в плавниках, особенно в спинных и анальных, является видовым признаком.

Число колючих лучей обозначают римскими цифрами, ветвистых - арабскими. Например, формула спинных плавников для речного окуня такова:

DXIII-XVII, I-III 12-16.

Это значит, что у окуня два спинных плавника, из них первый состоит из 13 - 17 колючих, второй из 2 - 3 колючих и 12-16 ветвистых лучей.

Функции плавников

· Хвостовой плавник создает движущую силу, обеспечивает высокую маневренность рыбы при поворотах, выполняет роль руля.

· Грудные и брюшные (парные плавники) поддерживают равновесие и являются рулями при поворотах и на глубине.

· Спинной и анальный плавники выполняют роль киля, препятствуя вращению тела вокруг оси.

Способы движения рыб

Разнообразие условий обитания рыб определяет и способы их движения. У рыб известны три способа передвижения – плавание, ползание и полет .

Плавание – основной тип движения, который осуществляется в основном за счет боковых изгибов тела и хвоста.

Различают два типа плавания при помощи боковых изгибов тела:

Скумбриевидный – у рыб при плавании большое значение имеет хвост, при помощи которого рыба отталкивается от воды и продвигается вперед, на долю которого приходится около 40% всей движущей силы (скумбрия, лосось).

Угревидный (змеевидный) – у рыб при движении волнообразно изгибается все тело. Это наиболее экономичный тип движения, скорость плавания при этом невелика (минога, угорь, вьюн).

Рыбы плавают с различной скоростью. Наиболее быстрой является меч-рыба, способная развивать скорость до 33 м/с (118,8 км/час), тунец плавает со скоростью до 20 м/с (72 км/час), лосось – 5 м/с (18 км/час).

Скорость движения рыб находится в определенной зависимости и от длины тела. В соответствии с этим определяется коэффициент скорости - отношение абсолютной скорости к корню квадратному от ее длины:

По скорости движения выделяют следующие группы рыб:

1)очень быстрые (меч-рыба, тунцы) – коэффициент скорости около 70;

2) быстрые (лососи, скумбрии) – 30–60;

3) умеренно быстрые (кефали, треска, сельди) – 20–30;

4) небыстрые (сазан, лещ) – 10–20;

5) медленные (бычки) – 5–10;

6) очень медленные (колюшка, луна-рыба) – 5.

Рыбы одного вида могут плавать с различной скоростью. Различают:

1. Бросковая скорость (коэффициент скорости 30–70), которая

развивается в течение очень короткого времени (при испуге, броске на добычу).

2. Крейсерская скорость (коэффициент скорости 1–4), с которой рыбы плавают в течение длительного времени.

Ползание по грунту является одним из способов передвижения рыб, которое осуществляется в основном при помощи грудных плавников и хвоста (ползун, морской черт, многопер, прыгун, морской петух). Так, прыгун живет в мангровых зарослях и значительную часть времени проводит на берегу. По суше двигается прыжками, которые совершает при помощи хвоста и грудных плавников, питается наземными беспозвоночными.

Полет (воздушное парение) свойствен немногим летучим рыбам, обитающим в пелагиали тропических и субтропических вод Мирового океана. У этих рыб длинные и широкие грудные плавники выполняют роль крыльев. Хвост с сильно развитой нижней лопастью является двигателем, дающим начальную скорость. Выскочив на поверхность воды, летучая рыба первое время скользит по водной поверхности, с нарастанием скорости движения отрывается от воды, пролетая при этом расстояние до 200 и даже 400 м.

Ход работы

1. Ознакомится с содержанием теоретического материала изложенного в методическом указании.

2. Рассмотреть формы, типы, расположение и строение плавников рыб приготовленных для лабораторной работы. Схематично изобразить лосося и выделить на схеме парные и непарные плавники. Назовите функции различных плавников.

3. Перечислите различные положения брюшных плавников и приведите примеры.

4. Перечислите и зарисуйте типы хвостовых плавников по строению и по форме и расположению относительно конца позвоночника.

5. Рассмотрите строение спинных плавников окуня, выделите не ветвистые (колючие) и ветвистые (членистые) лучи. Запишите формулу спинного плавника окуня и спинного и анального плавников серебряного карася или другой рыбы на выбор.

6. Приведите примеры рыб с различными видами плавания.

7. Используя компьютерный калькулятор, определите коэффициент скорости - отношение абсолютной скорости к корню квадратному от ее длины. При необходимости переведите скорость в км/час.

для меч-рыбы, (V= 33 м/с, L= 170 см),

тунца (V= 20 м/с, L= 120 см 20 м/с),

лосося – (V= 33 м/с, L= 70 см).

Контрольные вопросы:

1. Функции плавников рыб

2. Формы, типы, расположение и строение плавников рыб

3. Способы передвижения рыб.

4. Дайте определение крейсерской и бросковой скоростей, приведите примеры.

5. Как рассчитывается коэффициент скорости рыб?

Васильева Е.Д., Лужняк В.А. Рыбы бассейна Азовского моря [гл. ред. акад. Г.Г. Матишов]. – Ростов н/Д: Изд-во ЮНЦ РАН, 2013. – 272 с.

Иванов В.П., Егорова В.И. Основы ихтиологии: учеб. пособие. Астрахан. гос. техн. ун-т. – 2-е изд., допл. и уточн. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2008. – 336 с.

Иванов В.П., Комарова Г.В. Рыбы Каспийского моря (систематика, биология, промысел). Астрахан.гос.техн.ун-т. – 2- изд., допол. и уточ. – Астрахань: Изд-во АГТУ, 2012. – 256 с.

Ильмаст Н.В. Введение в ихтиологию (учебное пособие).– Петрозаводск: Карельский научный центр РАН. 2005. 148 с.

Котляр О.А., Мамонтова Р.П., Курс лекций по ихтиологии. – М.: Колос, 2007.

Моисеев П.А., Азизова Н.А., Куранова И.И. Ихтиология: Учебник.-М.: Легк. и пищ. пром-ть, 1981.- 384 с.

Скорняков В.И., Аполлова Т.А.,Мухордова Л.Л. Практикум по ихтиологии: Учеб.пособ.- М.:Агропромидат, 1986.- 270 с.

Составители:

СТАРЦЕВ Александр Вениаминович

СТАРЦЕВА Марина Леонтьевна

Плавники и типы движения рыб

Методические указания к лабораторной работе

по дисциплине «Ихтиология»

Издательский центр ДГТУ

Адрес университета и полиграфического предприятия:

344000, г. Ростов-на-Дону, пл. Гагарина,1

Чтобы добывать пищу и спасаться от врагов, рыбы должны двигаться в плотной водной массе. Поэтому все они имеют обтекаемую форму тела, что облегчает им преодолевать сопротивление воды. Между головой, туловищем и хвостом нет никаких выступов и переходов и нет четкой границы. Клиновидная голова, приспособленная рассекать воду, неподвижно сочленена с позвоночником.

Рыбы, совершающие дальние переходы или постоянно живущие на быстрине, имеют наиболее совершенную обтекаемую форму - их туловище вальковатое или веретенообразное снабжено мощным хвостом. У рыб, обитающих в тихих водах, тело высокое, приспособленное к быстрой смене направления движения. Различаются по форме туловища рыбы, живущих на дне (они как бы сплющены) и в верхних слоях воды (с плоскими боками).

На форму тела влияет и характер питания рыб. Более длинное и прогонистое туловище имеют хищники, вынужденные догонять добычу. Рыбы, употребляющие малоподвижную пищу, короче хищников по длине, но значительно превосходят их высотой тела.

Главным двигательным органом рыб является хвост, с помощью которого они как бы отталкиваются от воды. У большинства наших рыб хвосты снабжены двухлопастными плавниками, у сома, налима и некоторых других хвостовой плавник однолопастный.

Кроме хвостового имеются два грудных плавника, расположенные неподалеку от головы по обе стороны туловища, а сзади них и чуть ниже - два брюшных. Непарный подхвостовой плавник расположен на брюхе сзади анального отверстия. На спине бывает по два (окунь, судак) или по одному (щука) спинному плавнику.

Плавники - это образования, состоящие из жестких и мягких костных лучей, соединенных перепонками. Назначение хвостового - помогать движению вперед.

Спинной и подхвостовой являются своеобразными килями, регулирующими положение тела рыбы в вертикальной плоскости. Грудные и брюшные плавники облегчают рыбе движение вверх - вниз и во время поворотов.

Снаружи все тело рыбы покрыто тонким гибким панцирем, образованным костяными пластинками - чешуей. Чешуйки бывают трех видов. У карповых (белых) рыб - они с закругленным передним краем; в коже такие чешуйки сидят непрочно и легко отпадают.

У окунёвых чешуя с зубчиками; в коже сидят очень прочно. Чешуей с выступающим посередине зубом покрыто тело осетровых.

Размер чешуек увеличивается вместе с ростом рыбы. Но происходит это не за счет расширения уже имеющейся пластинки, а за счет появления под ней новой молодой чешуйки большего размера. Иными словами, по мере увеличения возраста рыбы чешуя увеличивается и по ширине и по толщине. Она становится похожей на стопку наложенных друг на друга и сросшихся тонких пластинок, из которых верхняя - самая старая и маленькая, а нижняя - самая большая и молодая. Эта особенность роста чешуи позволила ученым выработать методику определения возраста рыбы.

Взятую выше боковой линии под спинным плавником чешую тщательно очищают от остатков кожи и слизи и помещают под лупу 8-10-кратного увеличения. Видимые в лупу концентрические кольца - это края всех, постепенно образовавшихся пластинок.

Но рост рыбы, а следовательно, и рост чешуек, неравномерен в течение года. Летом рыба активно кормится и растет быстрее, поэтому расстояния между краями пластинок получаются наиболее широкими. Осенью, в связи с замедлением роста рыбы, они сужаются. А зимой сближаются настолько, что образуют одно темное кольцо. Следующим летом на пластинке появляются новые широкие концентрические кольца, сужающиеся к осени и зиме. Стало быть, количество темных колец на чешуе рыбы и будет соответствовать числу лет ее жизни.

Кроме чешуйчатого панциря тело рыбы покрывает и обильный слой слизи. Она выполняет двоякую роль. Во-первых, предохраняет кожу от грибков, бактерий, механических взвесей в воде и воздействия различных химических солей. А, во-вторых, как всякая смазка, облегчает рыбе скольжение в воде.

Быстрее перемещаться в толще воды с малым расходом мышечной энергии рыбе помогает и такой гидростатический аппарат, как плавательный пузырь. Он находится в полости тела под позвоночником и сообщается у одних рыб - с полостью глотки, у других - с анальным отверстием. Для того, чтобы уйти на глубину, рыба выпускает из пузыря часть находящегося там газа.

Многие думают, что рыба плавает при помощи плавников. Ведь и само слово «плавник» означает орган, осуществляющий плавание, движитель в жидкой среде.

Даже в некоторых учебниках сказано, что рыба плавает, выполняя хвостовым плавником гребные движения, т. е. занося его вперед, а затем с силой распрямляя.

Такое объяснение механизма плавания рыб совершенно неверно. Ведь отводя хвостовой плавник в сторону для очередного «гребка», рыба оттолкнется назад примерно настолько же, насколько затем продвинется вперед при распрямлении хвоста. «Гребные движения» означали бы непрерывное ерзание, буксование на одном месте.

Попробуем полностью отрезать хвостовой плавник; оказывается, рыба сохраняет способность плыть вперед с прежней скоростью. Кроме того, у многих рыб вообще нет хвостового плавника в обычном смысле этого слова: тело оканчивается жгутовидной нитью, которая никак не может служить для гребных движений.

Тем не менее эти рыбы плавают достаточно быстро. А вот если зажать тело рыбы между двумя тонкими планочками, обвязанными нитью, т. е. как бы заключить рыбу в лубки, оставив хвостовой плавник совершенно свободным, то рыба окажется неспособной к поступательному движению. Чтобы плыть вперед, рыба должна волнообразно изгибать тело, подобно тому как это делает, например, плывущий уж.

Непрерывная волна, пробегающая от головы к хвосту, - вот основной механизм движения и ужа, и рыбы. Только у ужа волнообразные изгибания идут от самого перед-него конца тела, а у большинства рыб - примерно от середины. Впрочем, некоторые рыбы со змеевидным телом, например угри, выполняют точно такие же плавательные движения, как уж. Сходный характер плавания свойствен и миноге, и пиявке - только у последней тело изгибается не в стороны, а вверх и вниз.

Какова же все таки роль хвостового плавника? После его удаления движение рыбы не замедляется, но становится несколько неровным; рыба как бы «рыскает». Следовательно, хвостовой плавник помогает мягкому «сбрасыванию» волн, пробегающих по телу рыбы, выравнивает поступательное движение.

При крутых поворотах быстро плывущей рыбы хвост действует как руль: рыба отводит его в ту сторону, в которую поворачивает. Самые быстрые пловцы, например тунец, меч-рыба, обладают хвостовым плавником в виде узкого полумесяца, с очень длинными лопастями, почти отвесно расходящимися вверх и вниз.

Когда рыба быстро плывет, за нею образуется зона завихрения; однако у тунца и меч-рыбы концы хвостовых лопастей находятся вне этой зоны, что облегчает четкие повороты.
Скорость движения многих рыб поразительна. В лондонском музее хранится часть корабельного днища, насквозь пробитого меч-рыбой. Ее оружие - меч прошло сквозь медную обшивку корпус судна, дубовый шпангоут толщиной 30 см и обломалось. Известный математик А. Н. Крылов рассчитал, что такое пробивное усилие возможно при скорости движения около 90 км/час.

По современным данным, меч-рыба способна развить скорость до 130 км/час. Костяной вырост - меч служит ей не столько оружием, сколько приспособлением для рассекания воды, своеобразным «форштевнем». Иногда встречаются экземпляры, обломавшие свой меч, но успешно добывающие пищу; следовательно, это оружие не так уж необходимо для одоления жертвы.

Тунцы могут развить скорость около 90 км/час, некоторые акулы и лососи - до 45 км/час, сазаны - 12 км/час. Во всех случаях речь идет о движении на небольшом расстоянии, так сказать, на «спринтерской» дистанции.

Замечательно, что самые быстрые рыбы плавают примерно с той же скоростью, с какой летают самые быстрые птицы, хотя вода гораздо плотнее воздуха.
Человек только втрое-вчетверо уступает по скорости бега самым быстроногим наземным животным, а плавает примерно в двадцать раз медленнее, чем быстрейшие рыбы.
Интересно и то, что современные самолеты и автомобили намного превзошли в скорости птиц и четвероногих, однако обогнать меч-рыбу пока не может ни одно подводное судно.

Поступательное движение не единственный способ движения в мире рыб. Скаты, например, движутся вперед благодаря волнообразным колебаниям грудных плавников-крыльев. У некоторых пресноводных рыб двигательная волна пробегает по очень длинному спинному плавнику, причем не обязательно от головы к хвосту, но иногда и в обратном направлении, тогда рыба медленно плывет «задним ходом», т. е. хвостом вперед.

Красивая черноморская рыбка зеленушка может медленно плыть, совершая гребные движения грудными плавниками как поочередно, так и обоими вместе. Грудные плавники помогают рыбам также сохранять нормальное положение (спиной вверх). Ведь брюшная сторона рыбы, где находится полость тела, значительно легче, чем мясистая спинная. Другими словами, центр тяжести рыбы лежит выше центра плавучести; рыба всегда находится в неустойчивом равновесии, и мертвая или оглушенная переворачивается брюхом вверх.

Рыба, неподвижно парящая в воде, поддерживает нормальное положение тела непрерывными движениями грудных плавников. Впрочем, известны и рыбы, постоянно плавающие вверх брюхом; некоторые все время сохраняют вертикальное положение («свечкой»), например, морская щучка (паралепис), морской конек.

Грудными плавниками рыба пользуется как рулями глубины, выполняя повороты вверх или вниз во время движения. Неподвижная же рыба поворачивается вверх или вниз при помощи непарных плавников, например анального (расположенного на нижней стороне тела между заднепроходным отверстием и хвостом). Работая анальным плавником, рыба создает усилие, поворачивающее тело вокруг горизонтальной поперечной оси, с наклоном головы вниз.

Такое движение рыба выполняет, например, при захвате пищи со дна. Не случайно, у многих рыб, питающихся преимущественно донными животными, анальный плавник очень велик. А хватая добычу, находящуюся выше рта, например на поверхности воды, рыба работает спинным плавником, если он расположен далеко позади середины тела. Такой плавник создает вращательный момент, поворачивая рыбу вокруг горизонтальной оси, с подъемом головной части тела и опусканием хвостовой.

У многих рыб спинной плавник расположен посередине тела, а брюшные - непосредственно под ним. Такие рыбы, круто поворачивая в сторону во время плавания, поднимают спинной плавник и растопыривают брюшные; тем самым создается дополнительное сопротивление движению и гасится инерция. Так бегущий человек облегчает себе быстрый поворот, схватившись за какой-либо неподвижный предмет, например за дерево.

У некоторых рыб, например тресковых, брюшные плавники сидят впереди грудных и играют роль дополнительных рулей глубины. Существуют рыбы, которые наряду с плаванием пользуются и совершенно другими способами передвижения.

В тропических морях нередко встречаются летучие рыбы. Развив большую скорость, они расправляют огромные грудные плавники, отрываются от поверхности воды и могут свыше 15 секунд планировать, как на крыльях, покрывая расстояние более 100 м. Удлиненная нижняя лопасть хвостового плавника помогает летучей рыбе регулировать скорость и направление перед самым моментом взлета: уже когда тело вышло из воды, хвостовая лопасть еще погружена. Выныривая из воды, летучие рыбы спасаются от хищных рыб (тунцов, золотых макрелей и др.).

Рыба-прилипала при помощи расположенной на голове присоски прикрепляется к акулам, китам, черепахам и транспортируется ими на большие расстояния. В популярных книгах часто описывают, как туземцы ловят черепах с помощью рыбы-прилипалы: выпущенная в море на привязи, она крепко присасывается к панцирю черепахи, которую остается только втянуть в лодку.

Каспийская минога присасывается к лососю и путешествует вверх по реке, к местам своего икрометания. Рыба-ползун ночью вылезает на берег, упираясь в землю грудными плавниками, и ищет пищу, например дождевых червей. Другая удивительная рыба - илистый прыгун во время отлива взбирается на наклонные корни и стволы деревьев, а по земле передвигается скачками, опираясь на брюхо и грудные плавники.

С характером движения и вообще с образом жизни рыб очень тесно связана их окраска. Например, сельдь имеет темную спинку и при рассматривании сверху сливается с синевой морских глубин. Серебристые бока и брюшко делают сельдь почти неразличимой снизу, на фоне сверкающей поверхности моря. Пятнистая окраска щуки - средство маскировки в подводных зарослях, где обычно прячется хищница, подстерегая добычу.

Донные рыбы, например морская камбала, по расцветке поразительно схожи с грунтом. Переплыв с темного, илистого дна на светлое, песчаное, камбала быстро светлеет. Окраска регулируется зрением. Если поместить камбалу так, чтобы все ее тело лежало на темном дне, а голова - на светлом, рыба приобретает светлую окраску.

Каждый рыболов-любитель знает, что речной окунь, пойманный в чистом ручейке с песчаным дном, всегда гораздо светлее, чем его собрат из глубокого илистого омута, затененного деревьями. Морской окунь, только что поднятый с большой глубины, имеет ярко-алую окраску; полежав на палубе при дневном свете, он постепенно становится пепельно-серым, а убранный в темный трюм - снова краснеет.

Рыба с надетым на глаза черным чехлом, а также совсем ослепленная, вскоре приобретает темную окраску. Пестрой расцветкой блещут тропические рыбки, живущие в ярко освещенном море среди коралловых рифов. В северных морях распространены полосатая, пятнистая и синяя зубатки. Полосатая чаще всего встречается у побережья, среди подводной растительности; пятнистая - на илистом, каменистом или ракушечном дне; синяя подолгу плавает в толще воды. Как видим, и в этих случаях окраска рыбы хорошо соответствует среде обитания.

Однако окраска некоторых рыб издали бросается в глаза. Например, спинка электрического ската усеяна яркими пятнами. По всей вероятности, они играют роль предостерегающих знаков; ведь любой хищник, напавший на электрического ската, получает должный отпор. Предостерегающая окраска весьма обычна среди наземных животных, обладающих каким-либо эффективным средством защиты - вспомните хотя бы осу с ее ядовитым жалом и черно-желтым, издали заметным нарядом.

На серебристом боку пикши бросается в глаза крупное черное пятно. Есть основания думать, что оно играет роль опознавательного знака, помогая рыбам одной стаи передвигаться вместе. Как правило, пикша держится на мелководных участках с песчаным или ракушечным грунтом, где достаточно светло, чтобы видеть соседей по стае.

Некоторые рыбы, живущие в толще воды на больших глубинах, например светящийся анчоус, покрыты пятнами, испускающими голубоватое сияние. В Мексиканском заливе водится рыба, у которой светящиеся точки лежат ровной линией вдоль брюшной стороны тела, несколько напоминая ряд пуговиц на кителе. Эту рыбу так и прозвали «морской мичман». Количество и расположение светящихся пятен очень характерны для каждого вида - они помогают рыбам следить за собратьями по стае, находить друг друга в период размножения.

Чешуйчатый покров многих рыб ярко блестит. Чешую уклейки используют даже для изготовления жемчужного пата, которым покрывают стеклянные шарики, превращая их в искусственный жемчуг. Но основные особенности окраски рыбы зависят все же не от чешуи, в общем довольно прозрачной, а от красящего вещества - пигмента, находящегося в коже. Одни пигментные клетки придают коже желтый цвет, другие - красный, третьи - черный и т. д. Под влиянием зрительных восприятий центральная нервная система рыб посылает в кожу сигналы, заставляющие определенные пигментные клетки съеживаться или расширяться, вследствие чего меняется окраска рыбы.

Обычно считают, что чешуйчатый покров подобно панцирю «защищает рыбу от врагов». Но это совершенно неверно, потому что почти все рыбоядные хищники - например цапля или пеликан, тюлень или дельфин, щука или акула - проглатывают свою добычу целиком. Для тех же, которые поедают рыбу частями (например, речная выдра), чешуя - не помеха.

Роль чешуйчатого покрова совершенно иная: он придает телу рыб упругость, эластичность, необходимую для эффективных плавательных движений. У самых сильных и быстрых пловцов (тунца, меч-рыбы) на хвостовом стебле расположены даже особые «кили», нечто вроде жестких шарниров, способных совершать четкое поступательное движение. У рыб с удлиненным, змеевидным телом, плавающих сравнительно медленно, чешуя очень мелка или вовсе отсутствует; таковы угорь, налим, вьюн, зубатка, сом, песчанка, маслюк, люмпенус.

Если чешуя имеет защитное значение, то почему она отсутствует (или очень слабо развита) у всех перечисленных рыб? Слабее всего развит чешуйный покров на брюшной стороне тела, хотя расположенные там жизненно важные органы, казалось бы, особенно нуждаются в защите. У развивающегося малька чешуя появляется сначала в хвостовой части тела, что и понятно, так как именно хвостовой плавник служит «движителем» рыбы.

Количество чешуи на теле рыбы почти не меняется с возрастом и характерно для каждого вида. При описании рыб в учебниках, определителях и атласах обычно указывается количество чешуек в боковой линии. После переселения дальневосточной горбуши на европейский север местные рыбаки иногда смешивали ее с молодой семгой. Эти рыбы действительно сходны, однако у горбуши в боковой линии не менее 140 чешуй, у семги - не более 130.

Яблонская Александра

Научно-исследовательская работа помогла ответить на вопрос: Как плавают рыбы? Оказалось, рыбы отлично плавают не только в солёной воде, но и в пресной. Из опыта узнали, что солёная вода удерживает предметы, не даёт утонуть; самое солёное море – Мёртвое, в нём нет живых существ. Почему рыбы не тонут?

Скачать:

Предварительный просмотр:

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 24»

научно-исследовательская работа

Выполнила: ученица 4Б класса МБОУ «СОШ №24»

Яблонская Александра Валерьевна

Руководитель: учитель начальных классов

Гребенщикова Оксана Викторовна

Братск 2015

I Введение

II Основная часть

• Внешнее строение рыб
• Внутренние органы рыб
• Как в естественных условиях ведут себя рыбы

III Заключение

IV Список использованных источников и литературы

V Приложение

Цель: Изучить особенности погружения и поведения разных рыб.

Задачи:

• Наблюдать за поведением аквариумных рыбок.
• Собрать сведения о способах передвижения в воде разных рыб.
• Узнать, почему рыбы не тонут.

Объект исследования: морские и аквариумные рыбы.

Предмет исследования : передвижения рыбы в толще воды.

Методы исследования : наблюдение, анкетирование, выдвижение гипотез,

поисковый метод.

Гипотезы:

1. Солёная вода удерживает рыбу наплаву.

2. Рыбы плавают специальным способом.

3. У рыб особое строение, которое позволяет не тонуть.

Результаты наблюдений :

Оказалось, рыбы отлично плавают не только в солёной воде, но и в пресной.

Некоторые рыбы могут ходить по дну, перелетать длинные расстояния.

Подтвердились предположения, что особое строение позволяет рыбам не тонуть.

Выводы:

• Существуют особые разновидности плавания среди представителей рыб.
• Не все рыбы искусные пловцы.
• Плавательный пузырь, наполненный газом, не даёт рыбе утонуть.
• Рыбы лучше всех приспособились к жизни под водой.

Введение

Наверное, каждый человек, смотря на аквариум, испытывает какие-то странные чувства. Это и спокойствие, и расслабленность. Плавать умеют очень многие существа на планете Земля: люди, собаки, бобры, утки, лягушки и даже слоны . Но так, как плавают рыбы, – не умеет ни одно существо, даже те, кто постоянно живет около водоёмов. Рыбы являются одними из самых древних живых существ, и за многие сотни лет они лучше всех приспособились к жизни под водой.

Также многим людям всегда было интересно знать, с помощью чего плавают рыбы, как они это делают? Поэтому, для того, чтобы разобраться, как плавают рыбы, необходимо детальнее разобраться в их анатомии.

Рыбы – животные, живущие только в воде. Они появились более 400 млн.лет назад в пресных водах. Насчитывается свыше 20 тысяч видов, распространенных в Мировом океане (морские рыбы) и пресных водах (пресноводные рыбы). Изучением рыб занимается ихтиология - наука о рыбах (по-гречески "ихтис" - рыба, а "логос" - слово, разум).

Тело рыб покрыто чешуёй, они дышат жабрами и имеют конечности в виде плавников.

У каждого вида плавников есть своё назначение и зачастую не одно.

В частности, спинной плавник служит для совершения резких поворотов и торможений. Рыбы, располагающие вторым спинным плавником, используют его также, чтобы совершать рывок вперед. Анальные плавники выступают в роли тормоза, брюшные обеспечивают и торможение и всплытие, а грудные помогают совершать быстрые повороты. Пребывать в вертикальном положении рыбам помогает спинной и анальный плавник, а грудные плавники двигают рыбу вперед. Хвост также объясняет, почему рыбы плавают. Он функционирует как: руль и основной «двигатель» рыбы.

У большинства рыб снаружи форма обтекаемая, к голове и хвосту суженная, жаберные крышки отходят от тела задним краем, плавники и чешуя повернуты назад. А поверхность чешуйчатых пластинок- она словно полированная и вдобавок покрыта слизью. Все это позволяет рыбе легко и быстро плавать. На боках у большинства рыб легко заметить продольную полоску чешуек. Они отличаются от других по форме, размеру, окраске. Это боковая линия . Её называют «шестое чувство». Этим рыба отличается от других животных. Линия состоит из маленьких отверстий. С помощью их рыба улавливает малейшие движения и колебания воды. Поэтому и в темноте рыбы могут охотиться, замечать врагов и обходить препятствия . Направление течения воды рыба также определяет боковой линией. Основная часть рецепторов сосредоточена в боковой линии, но имеется много рецепторов и на других участках тела, способных реагировать на электромагнитные сигналы, на давление и температуру окружающей воды. У рыб развитое зрение, слух, хорошее обоняние и вкусовые рецепторы. Помогает рыбе двигаться вперед и реактивная сила. Она создается жабрами, сильными струйками воды, которую выбрасывают жаберные щели вдоль всей рыбы. У каждой части тела рыбы свое назначение и роль, что позволяет рыбам легко перемещаться в воде практически в любом направлении. Кожные покровы рыбы покрыты самой разнообразной чешуёй, защищающей рыбу от более сильных сородичей, а высокоразвитая нервная система имеет кроме головного и спинного мозга развитые органы чувств и большое количество кожных рецепторов самого разного назначения.

Человек, сооружая подводную лодку, не случайно придал ей форму рыбы. Рыбообразной создана и торпеда. Кстати, ее название заимствовано от латинского названия электрического ската - торпедо.

В полости тела рыб лежат органы пищеварения: пищевод, желудок, кишечник и печень, а также сердце, плавательный пузырь и другие органы.

Самый интересный и необычный орган у рыб – это плавательный пузырь, который представляет собой орган из пленки. Этот орган соединяется с кишечником рыбы. Чтобы передвигаться в воде, рыба регулирует объем газа в своем плавательном пузыре.

Плавательный пузырь, наполненный газом, служит рыбам «спасательным кругом», не даёт рыбе утонуть. Наполняя пузырь кислородом, или сдувая его, рыба может изменять глубину своего погружения. Когда плавательный пузырь растягивается, рыбка всплывает, а когда сжимается, то рыбка опускается в глубину. Не все виды рыб имеют плавательный пузырь. Некоторым морским обитателям, которые живут на большой глубине, пузырь заменяют либо большое количество жира, либо сильно развитая мускулатура. Жир, как и воздух, гораздо легче воды, поэтому глубоководные рыбы могут управлять перемещением тела благодаря нему. Таким рыбам приходится прилагать намного больше усилий, чтобы подняться или опуститься в толще воды.

Мышцы, которые расположены вдоль тела рыбы, тоже помогают ей передвигаться в воде. Когда рыба извивается всем своим телом, она напрягает и расслабляет мышцы с одного бока, а затем с другого. Так и происходит плавательное движение, которое напоминает движение змеи.

Таким образом, у рыбы действует целая система и механизм органов, чтобы она могла плыть. Есть еще некоторые особенности строения тела рыб, которые помогают ей быстрее и легче двигаться:

• У тела каждой рыбы плавные и гладкие очертания, что уменьшает сопротивление воды при движении.
• Кожа рыбы покрыта специальной слизью, которая добавляет скольжения и плавности в передвижении.

Быстро плавающие рыбы обладают теми же свойствами, что и обычные рыбы, но их мышцы более сильные, а плавники больше и подвижнее. Поэтому рыба может развить скорость, что помогает охотиться на более маленьких рыб и быстро уйти от хищников.

А как в естественных условиях ведут себя рыбы?

Губаны (семейство окунеобразных) вращают своими грудными плавниками, как олимпийские спортсмены, плывущие в стиле «баттерфляй». Помимо губанов, многие аквариумные виды рыб могут также её демонстрировать.

Морской угорь на хвосте н имеет плавника, поэтому не очень хорошо плавает. Он много времени проводит, прячась в трещинах и подводных пещерах. Хвост угрей может быть таким же цепким как хвост обезьяны. Стоит привести в пример мурену, которая способна молниеносно выбрасываться из своего логова и настолько же быстро забираться обратно, прихватив с собой добычу. При этом тело используется для сцепления с неподвижным предметом в норе, что повышает тяговую силу.

Акулы и парусники не обладают плавательными пузырями, поэтому им приходиться удерживаться в воде только за счет грудных плавников. Они выполняют те же функции, что и крылья у самолета. Чтобы не утонуть, рыбе приходиться постоянно двигаться.

Донные виды рыб очень редко всплывают в толщу воды, потому как там они сразу же заметны и привлекательны для хищников. У этих рыб сплющена спина, потому как у них нет необходимости постоянно плыть. Эти виды представлены бычками, камбалой, скатами и звездочетами. Полностью плоские рыбы, например, скаты – этот тот вид водных жителей, который превратил свои плавники в бока тела. Поэтому плыть им удается благодаря волнам, которые пробегают по их плоским очертаниям тела.

А вот рыбы, которые пребывают в постоянном движении, среди водных просторов, обладают сплющенным по бокам телом и головой. Такие рыбы делают движение вперед, изгибая свое тело, как пружину. Все их усилия – это движение, сокращение всех боковых мышц тела, которое сосредоточено на каждом взмахе хвоста. Так рыбы плавают у поверхности воды, ища мелкий планктон, или же уплывают от хищников, а могут и просто спокойно рассекать водную толщу.

Не учи рыбу плавать, - говорят в народе.

Но не все рыбы искусные пловцы. Есть и совсем беспомощные. Морские коньки, те вообще двигаются «стоймя», хвостом вниз. На спине у них торчит плавничок, который находится в постоянном движении. Посмотришь на таких и, кажется, будто ходят. Видимо, в прошлом они - жители мелководья и чувствовали себя у берега спокойно, без страха удалялись от своего убежища. А потом судьба занесла их в неведомый край, где до дна - километры. Тут опасно: не ровен час еще утонешь. Отдыхая, пришлось крепко держаться за водоросли- якорь спасения. Со временем приноровились цепляться хвостиком, как пружинкой.

Под стать коньку - паралепис. Живет эта маленькая рыбка тоже в вертикальном положении. Но глубины не боится, ныряя головой вниз, а потом резко поворачивается и, держа голову вверх, подымается.

Существуют и особые разновидности плавания, среди представителей рыб:

Если рыба плавает кверху брюхом, здесь могут иметь место несколько факторов:

• переедание;
• болезнь различного рода;
• смерть.

Один из сомиков африканских рек - его называют чернобрюхим - всегда держится брюшком кверху, в таком положении ему удобнее плыть. Еще тысячелетие назад это вызывало удивление древних египтян - странно так вести себя живой рыбе.

Рыба фугу

Сама рыба небольшого размера, примерно с ладонь. Она без чешуи и умеет плавать хвостом вперед. Если ее напугать, то рыба превращается в огромный шар с иголками, превышающий собственный размер рыбы в три раза. Она становится ядовитой со временем, так как рыба питается ядовитыми породами моллюсков.

Яд тетродотоксин присутствует в печени, молоках, половых органах, икре и на коже. Всего один миллиграмм тетродотоксина, попавший в организм человека, приводит к смерти. А в одной рыбе столько яда, что можно отравить сорок человек. Самое главное, что противоядие до сих пор не найдено.

Если немного пофантазировать и представить, что рыбу скрестили с насекомым, то результатом такого эксперимента вполне мог бы стать морской петух, представитель семейства лучеперых рыб. За долгие годы эволюции эти необычные рыбы, обитающие недалеко от берега в теплых и умеренных водах, обзавелись тремя парами «ног», которые, по распространенному мнению, помогают им передвигаться по дну. Морские петухи – прожорливые хищники, поедающие все, что вмещается в рот. Чтобы отыскать столь любимые ими лакомства - мелкую рыбу, червей, моллюсков или рачков, они прощупывают песок, ил, трещины в камнях своими ногами-щупальцами.

Туловище летающих рыб напоминает торпеду, их обтекаемые формы помогают развивать высокую скорость под водой. Этого достаточно, чтобы рыба буквально «воспарила» над морской гладью, расправив плавники-крылья. Как правило, за один полет рыбкам удается преодолеть около 50 метров, однако случается, что и все 200 м.

Особенности внешнего строения форели и лосося позволяют длительное время им плыть прямиком через озёра или вверх по рекам. Они могут совершать быстрые маневры в случае нападения хищников, во время охоты за добычей или же борьбы с постоянно меняющимися течениями.

Если бы мы представили состязание между ними - первенство оспаривал бы лосось.

Когда он спасается от врагов или сам гонится за добычей, то не отстанет от скорого поезда (70 километров в час). Акула проплывает в минуту свыше полкилометра. Ей чуждо состояние усталости. Предполагают, что если бы она плыла безостановочно, то за тридцать недель обогнула бы земной шар.

Но чемпионом, конечно, была бы меч-рыба - в час 100 километров.

Линь в час едва-едва продвинется на 13 километров. Он тихоход. Самые медлительные – морские коньки, они передвигаются 4мм/с.

Эти красавицы-рыбки настолько хороши и необычны, что остается лишь еще раз признать, как много еще не разгаданных секретов таит для нас природа.

Список использованной литературы:

• Большая энциклопедия животных/сост. А.Григорьева.Минск: «Белый город», 2005;
• Г.А. Юрмин,А.К. Дитрих «Потомучка»-М.:Педагогика-Пресс, 1998;
• Секреты природы.Удивительный мир растений/ЗАО «Издательский дом Ридерз Дойджест,1999;
• Что есть что. Подводные исследования./перевод О.А.Коротковой/ Слово, 1998;
• Что есть что. Рыбы./перевод О.А.Коротковой/ Слово, 1998;
• Моя первая энциклопедия/сост.Е.С. Чайка.-Минск:Харвест,2010;
• Новая энциклопедия школьника п/рЕ.Бубновой/Parragon,1999;
• Энциклопедия Жизнь животных, Т. 6, 1986, с. 407;
• Ю.К. Школьник Подводный мир. Обитатели морей. М.:ЭКСМО, 2014;

Мир океанов, морей, рек и озер наполнен множеством обитателей. Рыбы относятся к большинству жителей водных глубин, но даже в их огромной семье бесчисленное количество видов. Практически все они имеют общие особенности строения, благодаря которым, плавают, точнее, очень быстро передвигаются в своей родной стихии.

Мышцы и плавники рыб: двигатель, руль и тормоза

Основную массу тела рыб составляют мышцы. Они соединяются с позвоночником и плавниками, обеспечивая их подвижность за счет сокращений. Благодаря развитой мускулатуре, рыбы могут виртуозно управлять собственным телом, вызывая волнообразные движения всего туловища или хвоста.

Плавники также соединены с мышечными волокнами и при необходимости могут сворачиваться и разворачиваться, меняя направление и скорость движения в воде. Главным двигателем рыб является хвостовой плавник, созданное природой совершенное весло, благодаря которому морские животные двигаются вперед.

Парные грудные и брюшные плавники позволяют рыбам двигаться вверх и вниз, а спинной и подхвостовой дают возможность держаться в прямом положении и избегать поворота вокруг собственной оси.

Подхвостовые плавники служат рыбам и в качестве тормоза, а с помощью брюшных они также могут подниматься на поверхность. У плавников могут быть различные функциональные особенности, которые меняются, в зависимости от ситуации и видов рыб.

В семействе морских жителей есть множество исключений из общих правил движения. Обусловлены они разнообразием животных и их ролью в подводном мире. Именно по этой причине за ними так интересно наблюдать.

Способы плавания у рыб

Классикой является плавание морских видов: акул, сельди, марлина и скумбрии. Их тела стремительно перемещаются, двигаясь равномерно из стороны в сторону. Форель и совершают быстрые маневры во время охоты, долгих заплывов вверх против течения, а также спасаясь от хищников.

Тунец совершает длинные морские переходы, благодаря чуть заметным движениям туловища, использует хвост в форме серпа в качестве руля. А угри используют для перемещений одну только мускулатуру и цепкий хвост, их плавники практически отмерли за ненадобностью.

Интересным способом двигается в воде морской конек. Его спинной плавник колеблется с удивительной быстротой. Этот плавник - единственное средство для совершения им морских прогулок и поиска пищи.

Наблюдая за плаванием рыб, можно увидеть, как разнообразен и прекрасен подводный мир, с какой фантазией и благоразумием он создан природой и подарен человеку. Оберегать этот оазис и изучать его особенности - большая и сложная задача на многие годы вперед.