Есть ли воздушный пузырь у морских рыб. Плавательный пузырь у рыб

Рыбы — это огромная группа позвоночных животных, обитающих в воде. Их главной особенностью является жаберное дыхание. Для перемещения в жидкой среде эти животные используют самые разнообразные приспособления. Плавательный пузырь — важнейший гидростатический орган, регулирующий глубину погружения, а также участвующий в дыхании и генерации звуков.

Плавательный пузырь — важнейший гидростатический орган, регулирующий глубину погружения рыб

Родственные виды

Австралийский бычок не одинок, в семействе психролютовых, к которому он относится, есть еще 10 видов. Всё это глубоководные рыбы, которые предпочитают жить в холодных водах. Эта привычка и дала семейству название: с греческого «психрос» переводится как «холодный». Их общие черты – плохо развитый брюшной плавник и голое, без чешуи, тело. Другие представители семейства психролютовых водятся в Атлантическом и Тихом океанах, как в южных, так и в северных их частях, избегая экваториальных и тропических зон. Обитают они, в зависимости от вида, на глубине от 150 до 1000 м.

Гидростатическая функция

Рыбный пузырь является многофункциональным органом, но главная его задача заключается в стабилизации положения в разных условиях под водой. Это функция гидростатического характера, которую, к слову, могут заменять и другие части тела, что подтверждают примеры рыб, не имеющих такого пузыря. Так или иначе, основная функция помогает рыбам оставаться на определенных глубинах, где вес вытесняемой телом воды соответствует массе самой особи. На практике гидростатическая функция может проявляться следующим образом: в момент активного погружения тело сжимается вместе с пузырем, а при совершении всплытия, напротив, расправляется. В процессе погружения масса вытесняемого объема сокращается и становится меньше, чем вес рыбы. Поэтому рыба может опускаться вниз без особых затруднений. Чем ниже погружение, тем выше становится сила давления и тем больше сжимается тело. Обратные процессы происходят в моменты всплытия – газ расширяется, в результате чего масса облегчается и рыба с легкостью поднимается вверх.

Характер и образ жизни

Практически не имея мускулатуры, рыба капля в воде может или не передвигаться вообще, или дрейфовать с придонными течениями. Её зрение приспособлено к среде ее обитания: хотя фотометр фиксирует солнечные лучи до глубины 1 000 метров, человеческий глаз ниже 600 м различить свет уже не может, всё вокруг нам казалось бы одинаково черным. А рыбе капле удается ориентироваться в таких условиях при помощи зрения. В естественных условиях её глаза выглядят совсем не так, как на наземных фотографиях. Они выступают над поверхностью головы и немного выдаются вперед.

Функции органов чувств

Наряду с гидростатической функцией, этот орган выступает и в некотором роде слуховым аппаратом. С его помощью рыбы могут воспринимать шумовые и вибрационные волны. Но такой способностью располагают далеко не все виды – в категорию с данной способностью включают карпов и сомов. Но звуковое восприятие обеспечивает не сам плавательный пузырь, а целая группа органов, в которую он входит. Специальные мышцы, к примеру, могут провоцировать колебания стен пузыря, что и вызывает ощущения вибраций. Примечательно, что у некоторых видов, которые имеют такой пузырь, полностью отсутствует гидростатика, но зато сохранена возможность восприятия звуков. Это относится в основном к придонным рыбам, которые большую часть жизни проводят на одном уровне под водой.

Интересные факты

Впервые рыбу каплю выловили почти 100 лет назад, в 1926 году. Она случайно попала в сети тасманийских рыбаков. Тогда необычная находка получила описание, виду дали название, и на этом изучение приостановилось. Только в конце ХХ века психролют вновь привлёк внимание исследователей: благодаря развитию техники изучение глубоководных рыб стало несколько проще.

Необычный вид рыбы капли не раз привлекал внимание кинорежиссеров. Она появляется в фильмах «Секретные материалы» (серия «Rm9sbG93ZXJz», сезон 11, эпизод 7), где её подают Малдеру в неразделанном виде в роботизированном суши-баре. В фильме «Люди в черном 3» шеф-повар представил это существо как земное, но ему никто не поверил: на обычных представителей нашей фауны студенистое существо с грустным, похожим на человеческое, лицом походит мало.

Пользователи Интернета не раз признавали австралийского бычка самым уродливым животным на планете. Она выиграла даже у лобковых вшей, и с 2013 года красуется на эмблеме Общества охраны гадких животных.

Человеческое использование [ править ]

В некоторых азиатских культурах плавательный пузырь некоторых крупных рыб считается деликатесом. В Китае они известны как « рыбья пасть»

, 花膠 / 鱼鳔, [22] и подаются в супах или рагу.

Цена тщеславия исчезающего вида пасти стоит за неизбежным исчезновением ваквиты , самого маленького вида дельфинов в мире. Найденная только в Мексиканском заливе Калифорния , некогда многочисленная вакита сейчас находится под угрозой исчезновения. [23] Ваквита умирает в жаберных сетях [24], установленных для ловли тотоаба (крупнейшего в мире барабанщика ). На Тотоабу охотятся до исчезновения из-за его пасти, которую можно продать по 10 000 долларов за килограмм.

Плавательные пузыри также используются в пищевой промышленности как источник коллагена. Из них можно сделать прочный, водостойкий клей или использовать для изготовления стекла для осветления пива . [25] Раньше из них делали презервативы . [26]

Опорно-двигательная система

Чтобы рыбы могли плавать, у них сформировалась кардинально новая – по сравнению с более древними миксинами и миногами, опорно-двигательная система. Во-первых, у рыб появились плавники. Пара грудных, брюшных. И по одному брюшному, спинному и хвостовому плавнику. Они «подвязаны» к мышцам, сокращения которых заставляет плавники изменять свое положение, генерируя движение. В результате этого животное может перемещаться в горизонтальной, вертикальной плоскости, разворачиваться.

Кроме плавников, движение поддерживается работой мышц туловища. Красные мышечные волокна задействованы в процессе длительного, монотонного плаванья. Белые мышечные волокна «включаются», когда нужен рывок, скорость, энергичное, но непродолжительное движение.

Прочие компоненты, обеспечивающие движение в водной среде

По сути, весь организм рыб приспособлен для передвижения и жизни в толще водных масс. Например, насыщение организма кислородом при помощи жабр, особенности размещения органов чувств, функционал пищеварительной, выделительной систем.

Да, и имейте в виду, обговаривая способность рыб к плаванью, следует учесть, что в водной среде именно эти животные достигли максимального уровня приспособления по сравнению с более примитивными формами. Следующим эволюционным шагом было создание организмов, которые «учились» ползать, ходить, летать. Одним из первых «мигрантов» на сушу стал Отряд Целикантовых рыб, представленный сегодня реликтовой латимерией.

Плавательный пузырь и легкие у разных групп

Плавательный пузырь имеется почти у всех костных рыб, функционирует обычно как гидростатический орган. Начавшись как очень незначительное клеточное расширение из кишечника, пузырь у рыб ведет всю группу по эволюционному каналу.

У каких рыб нет пузыря

У взрослых акул он отсутствует, но намек на рудиментарный пузырь наблюдается во время эмбрионального развития. Но почти все телеосты им обладают. В результате приспособления к различным способам жизни встречаются его крайние модификации.

Газовое наполнение пузыря

Газовые железы стабилизируют давление пузыря. В частности, они способствуют его повышению, а при необходимости понижения задействуется красное тело, сформированное густой капиллярной сетью. Так как выравнивание давления у открытопузырных рыб происходит медленнее, чем у закрытопузырных видов, они могут быстро подниматься из водных глубин. При ловле особей второго типа рыбаки иногда наблюдают, как плавательный пузырь высовывается изо рта. Это происходит из-за того, что емкость раздувается в условиях быстрого подъема на поверхность из глубины. К таким рыбам, в частности, можно отнести судака, окуня и колюшку. Некоторые хищники, которые обитают на самом дне, имеют сильно редуцированный пузырь.

Характер и образ жизни

Описание

В процессе эмбрионального развития рыб плавательный пузырь возникает как спинной вырост кишечной трубки и располагается под позвоночником. В процессе дальнейшего развития канал, соединяющий плавательный пузырь с пищеводом, может исчезнуть. В зависимости от наличия или отсутствия такого канала рыбы делятся на открыто- и закрытопузырных. У открытопузырных рыб (физостом

) плавательный пузырь в течение всей жизни связан с кишечником воздушным протоком, через который газы поступают внутрь и выводятся наружу. Такие рыбы могут заглатывать воздух и таким образом контролировать объём плавательного пузыря. К открытопузырным относятся карпы, сельди, осетровые и другие. У взрослых закрытопузырных рыб (
физоклистов
) воздушный проток зарастает, а газы выделяются и поглощаются через красное тело — густое сплетение кровеносных капилляров на внутренней стенке плавательного пузыря.

Читайте также: Подкормка браги сахарного самогона

плавательный пузырь глубине. Пузырь дляфункция пузыря плавательный пузырь начинаетплавательного пузыря взрослыхпервых пузырь наполняетсярыб пузырь являетсяфункция пузыря плавательного пузыря.наполнение пузыря рыбам плавательный пузырьтипа плавательного пузыряпомощью плавательного пузыря. Плавательный пузырьиграет плавательный пузырь Плавательный пузырьрасстройства плавательного пузыря Рыбы берется газ иберется газ инаполняется газами издавление воды наДавление воды на

газфункциявоздухдавлениевыростчемплавучестьюрасположенныйтомбольшегоповерхностьтакиечастипищеводомдыханиястатьиглубинувыполняетжабрымогутводнойявляетсяорганомосновномнекоторыхпроисходитоднимэволюциипозвоночныхканалопределеннойганоидынапримерстроениекислородвоздушныйвентральнойвесрыбказвуканекотороедыхательнаяпервоевнутреннимдругихизменениеобъемкейкоторуюаквариума

Почему рыбы не тонут?

Юрий Фролов, биолог

«Наука и жизнь» №1, 2015

Всем известно, хотя бы из приключенческих и военных кинофильмов, как маневрирует на глубине подводная лодка. У неё есть специальные цистерны, куда можно закачивать забортную воду либо вытеснять её сжатым воздухом. Больше воды — лодка тяжелеет и погружается глубже, больше воздуха — всплывает.

Фото: © Виктор Застольский / Фотобанк Лори

Примерно так же поступают и многие рыбы. Только цистерна у них эластичная, меняющая свой объём — это плавательный пузырь, лежащий в брюшной полости. Вы наверняка его видели, если когда-либо наблюдали, как чистят свежую рыбу.

Рисунок: Sharon High School. commons.wikimedia.org.wiki

Типичная рыба примерно на 5% тяжелее воды. Если она не будет прилагать усилий, то опустится на дно. Плавательный пузырь уравнивает удельный вес рыбы с удельным весом воды, что позволяет рыбе висеть неподвижно, не всплывая и не опускаясь. А чтобы ненамного изменить глубину, достаточно слегка подрабатывать плавниками. Регулировать глубину, разумеется, надо и на ходу. Физиологи определили, что плавательный пузырь, поддерживая плавучесть при небольшой скорости, экономит рыбе до 60% усилий, а при быстром движении — более 5%. Кстати, человек при неглубоком дыхании имеет тот же удельный вес, что и вода, а сделав глубокий вдох, он становится легче воды. Так что утонуть нам не так-то легко.

В эволюции плавательный пузырь возник из кишечника. Часть пищевода или желудка обособилась и стала служить не для питания, а для регуляции удельного веса рыбы. На этом этапе эволюции находится, например, песчаная акула: у неё нет плавательного пузыря, но часть желудка обособлена в виде кармана, в который акула заглатывает немного воздуха, чтобы не тонуть.

У песчаной акулы (семейство
Odontaspididae
) нет плавательного пузыря. Его роль выполняет обособленная часть желудка. Фото: Richard Ling / Wikimedia Commons / CC-BY-SA-2.0.

У некоторых рыб (например, лососёвых, сельдей, карпов) между плавательным пузырём и пищеводом остался узкий канал. Они могут, всплыв на поверхность, заглотить в пузырь воздух, что позволит оставаться в верхних слоях водоёма. Если надо погрузиться глубже, рыба может немного выдохнуть.

Карп (Cyprinus carpio carpio

) может заглотить немного воздуха, всплыв на поверхность, и он попадёт в плавательный пузырь из пищевода по узкому каналу. Фото Сергея Горланова

У других рыб (тресковых, окунёвых, хека) пузырь совершенно замкнут и отделён от кишечника. Для того чтобы поддуть или слегка спустить его, нужен насос. Насоса у таких рыб даже два, и расположены они в самом пузыре. Особая железа посредством хитрого биохимического механизма забирает газы из крови (а туда они попадают через жабры из воды — ведь в воде даже на большой глубине растворены газы воздуха) и выводит их в пузырь. На другом конце пузыря имеется участок, пронизанный кровеносными сосудами. Через них газы при необходимости переносятся обратно в кровь. Оба процесса идут довольно медленно.

У окуня морского (
Sebastes sp.
), как, впрочем, и у речного, пузырь замкнут и полностью отделён от кишечника. Фото: jovibor

А зачем рыбам вообще менять глубину? Прежде всего, в погоне за пищей, например планктоном, который то всплывает, то погружается. Ещё — чтобы скрыться от хищников, поджидающих на определённой глубине. Некоторые виды всплывают или погружаются для нереста, а вне периода размножения живут на другой глубине.

Наконец, у многих рыб плавательного пузыря вовсе нет. Это донные виды, например камбала, которые тихонько плавают у дна и собирают с него пищу. Плавательного пузыря нет у хрящевых рыб — акул и скатов. Возможно, потому, что их скелет, состоящий из хрящей, легче костного скелета других рыб. Обходятся без пузыря и быстро плавающие хищные рыбы, например тунец, атлантическая скумбрия (её скорость в броске достигает 77 км/ч). Мощная мускулатура этих хищников позволяет им быстро менять глубину и сопротивляться погружению. Но вывести какое-то общее правило — у кого и почему пузырь есть, а у кого нет — довольно трудно. Из двух близкородственных видов со сходным образом жизни один может не иметь пузыря, у другого он вполне развит.

Камбалы, как и многие другие донные рыбы, обходятся вообще без плавательного пузыря. На фото: леопардовая камбала, или пятнистый ботус (Bothus pantherinus

У рыб есть и иные способы снизить удельный вес, чтобы не тонуть. Например, накапливать жир, ведь он легче воды. Так, у одного из видов акул печень на 75% состоит из жира (у млекопитающих в печени 5% жира). Другой вариант — за счёт активной работы почек избавляться от тяжёлых солей в крови и других жидкостях внутри тела. Недаром моряки, потерпевшие кораблекрушение, если в шлюпке кончился запас пресной воды, пьют сок, выжатый из морских рыб: он почти пресный.

Но если какой-то орган у живого организма есть, надо использовать его как можно шире, чтобы зря не простаивал. Некоторые рыбы издают с помощью своего пузыря звуки, другие используют его как резонатор для повышения чувствительности слуха. Пузырь может служить датчиком глубины: при всплытии его объём увеличивается, при погружении уменьшается, и нервные окончания это чувствуют. Наконец, воздух из пузыря рыба может использовать как запас для дыхания при спринтерском рывке.

И вот что интересно: из плавательного пузыря рыб возникли лёгкие наземных позвоночных, в том числе человека.

Риск травмы [ править ]

Многие виды антропогенной деятельности, такие как забивание свай или даже сейсмические волны, могут создавать звуковые волны высокой интенсивности, которые наносят определенный ущерб рыбам, у которых есть газовый пузырь. Физостомы могут выпускать воздух, чтобы уменьшить напряжение в газовом пузыре, которое может вызвать внутренние повреждения других жизненно важных органов, в то время как Physoclisti не может вытеснять воздух достаточно быстро, что затрудняет предотвращение серьезных травм. [28] Некоторые из наиболее часто встречающихся травм включали разрыв газового пузыря и почечное кровотечение . В основном это влияет на общее состояние здоровья рыб и не влияет на их смертность. [28]Исследователи использовали заполненную жидкость с контролируемым импедансом высокой интенсивности (HICI-FT), волновую трубку из нержавеющей стали с электромагнитным встряхивателем. Он имитирует звуковые волны высокой энергии в условиях плоской волны в дальнем поле воды. [29] [30]

Чем питается

Австралийский бычок – хищник, в отличие от большинства придонных обитателей, которые питаются падалью. Главная часть рациона рыбы капли – мелкие морские беспозвоночные, дрейфующие в придонных областях. Эта рыба – пассивный охотник, она не плавает за добычей, а находится на одном месте. Австралийские бычки едят тот планктон, который сам приплывет к ним в рот.

Важная проблема психролюта в том, что на глубине жизни, а значит, и еды, не так много, как в верхних слоях океана. Сама же рыба не слишком хорошо приспособлена к перемещению за едой на большие расстояния, а значит, при невезении ей может угрожать голод.

Основные враги

Естественных врагов у австралийского бычка, по сведениям современных ученых, не существует. Теоретически к ним могут относиться глубоководные кальмары, рыбы-удильщики и другие хищные обитатели морского дна, но так ли это, а также какую тактику психролют применяет, чтобы уберечься от хищников, достоверно неизвестно. Но понятно, что популяция этих обитателей глубин стремительно сокращается. Виной этому человек, а точнее, придонный лов морских ракообразных – омаров и крабов. Вместе с деликатесом в сети попадает и причудливая малоподвижная рыба. Так человек походя уничтожает вид, который съедобен весьма условно и не имеет другой хозяйственной ценности: после траленья нет смысла отпускать в море рыбу, получившую несовместимые с жизнью травмы из-за быстрой смены давления. Даже если на момент вылова она жива, гибель после такого воздействия неминуема.