Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
18.6.1. Плавание у рыб
Плотность воды, особенно морской, очень высока и во многие сотни раз превышает плотность воздуха. Вода представляет собой достаточно вязкую среду, что затрудняет перемещение в ней, но благодаря своей плотности она обеспечивает опору для тела рыбы, а также служит субстратом, от которого рыба может отталкиваться при плавании.
У любого процветающего организма мы находим множество адаптации к условиям среды и рыбы не составляют исключения. Тело у большинства рыб имеет обтекаемую форму, оно заострено с обоих концов. Благодаря этому поток воды легко огибает тело и сопротивление при движении сведено к минимуму. У рыбы нет выступающих частей тела, за исключением плавников, и, по-видимому, чем быстрее плавает рыба, тем более совершенна ее обтекаемая форма. Чешуя у хрящевых и костных рыб смазывается выделениями кожных желез, что тоже уменьшает трение между телом: и водой. Еще одной общей адаптацией ддя передвижения в воде служат плавники. Непарные плавники, расположенные вдоль средней линии тела, регулируют положение тела рыбы, тогда как парные (грудные и брюшные) используются в качестве рулей глубины и поворота ; хвостовой плавник вместе с парными обеспечивает продвижение рыбы вперед через толщу воды. Детально работа плавников будет рассмотрена в последующих разделах.
18.6.2. Поступательное движение рыб
У таких животных, как кольчатые черви и насекомые, рассмотренных в предыдущих разделах, тело четко сегментировано. Для позвоночных тоже характерно сегментарное строение, однако четко оно прослеживается лишь у немногих животных, в частности у рыб. Осевая мускулату-
ра рыб по обе стороны позвоночника разделена на сегментарные блоки мышц-антагонистов — миотомы, обеспечивающие поступательное движение в воде. С наружной стороны каждый ми-отом имеет зигзагообразную форму, а внутри прикреплен к двум смежным позвонкам. Позвоночник в целом представляет собой длинный гибкий тяж, который легко изгибается при сокращении миотомов, лежащих по одну сторону от него. Миотомы с обеих сторон позвоночника сокращаются и расслабляются поочередно, их сокращения начинаются от головы рыбы и распространяются к хвосту. Благодаря этим сокращениям возникают волнообразные изгибы, число которых тем больше, чем тоньше и длиннее тело.
1. У рыб с очень компактным телом, таким как Ostracium (кузовок) волнообразное движение всего тела практически невозможно и продвижение вперед приблизительно на 80% осуществляется за счет изгибов хвоста и хвостового плавника. Этот способ локомоции называют кузов-ковым.
2. Для более удлиненных форм, например акул и большинства костных рыб, характерна скумброидная локомоция. У них волнообразные движения совершает задняя половина тела.
3. Угревидная локомоция характерна для рыб, имеющих очень длинное тело (например, для угрей); такие рыбы перемещаются при помощи волнообразных движений тела.
Эти типы локомоции проиллюстрированы нарис. 18.28.
Перемещение тела вперед, как правило, является результатом движений хвоста и хвостового плавника. При каждом движении хвоста рыба проталкивается сквозь толщу воды, а ее голова отклоняется в сторону, противоположную движению хвоста. При этом возникает боковое сопротивление. Однако боковому движению противодействует инерция воды, окружающей относительно массивную (по сравнению с хвостом) переднюю часть тела и имеющий большую площадь спинной плавник. В воде для смещения тела вбок потребовалось бы значительно большее усилие, чем для проталкивания его вперед. Величина силы, с которой хвост и хвосто-
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
д
д
А Б
Рис. 18.28. Сравнение кузовкового (А), скумброидного ста на воду.
вой плавник отталкиваются от воды, зависит от: 1) скорости их работы; 2) площади их поверхности; 3) угла, под которым они располагаются по отношению к потоку воды.
18.6.3. Локомоция у костистых рыб (на примере сельди)
Внешнее строение сельди показано на рис. 2.66. У костистых рыб есть орган, называемый плавательным пузырем, который представляет собой мешок, расположенный между позвоночником и кишкой; он обеспечивает рыбе так называемую «нейтральную плавучесть». Благодаря ему средняя плотность тела становится равной плотности окружающей воды, поэтому рыбе не нужно расходовать энергию на поддержание тела в воде.
Появившийся в ходе эволюции плавательный пузырь освободил парные плавники от поддерживающей функции. Они стали гораздо меньше, чем у акулы и служат для обеспечения устойчивости или для торможения; в последнем случае они расправляются вертикально под углом 90° к телу. Два грудных плавника могут работать независимо один от другого, и благодаря этому рыба может делать быстрый поворот вокруг одного из них как оси вращения. Когда рыба плывет по прямой, парные плавники плотно прижаты к бокам тела, что делает его более обтекаемым. Поскольку хвостовой платник имеет симметричное строение, его толчко-
Опорно-двигательная система животных 395
Направление
