Джеффри Коу - Рыбы
Рыбы обжили все водоемы Земли — не только моря, но и пруды, реки, ручьи, от высокогорных водоемов до предельных глубин океана. В Мертвом море, например, их нет, потому что его вода слишком соленая. Многие реки и озера сейчас отравлены промышленными и бытовыми сточными отходами, и из-за этого рыбы в них вымирают. А когда-то справедливым было утверждение, что рыбы водятся везде, где есть вода.
Почему рыбы часто похожи друг на друга?
По количеству видов рыбы уступают только насекомым. Но при всем разнообразии их форм рыбы, в отличие от наземных животных, похожи и строением, и внешним видом. Это объясняется тем, что водная среда однороднее любой другой среды обитания и условия жизни в ней более или менее постоянные. Рыбам не пришлось приспосабливаться, как обитателям суши, к засушливым пустыням, приполярным льдам или влажным жарким тропикам, хотя и в море для каждой рыбы есть своя область обитания. Температура воды в морях меняется незначительно и медленно, более или менее резкие колебания ее заметны лишь в самых верхних слоях.
А в тропических водах она, как и температура воздуха, почти всегда одинакова.
Если же при изменении направления морских течений в область холодной воды внезапно попадет теплая вода, может произойти катастрофа — рыба почти вся погибнет: у нее случится нечто вроде теплового удара. Даже в самых глубоких морях рыбы живут в основном в верхних или срединных слоях водной толщи. Температура воды на средних глубинах в Северном Ледовитом океане и на экваторе различается лишь на несколько градусов, а на значительной глубине почти не колеблется. Наибольшее разнообразие видов животных — 170 тысяч — в поверхностных зонах Мирового океана. Чем глубже, тем их становится меньше, а на самых больших глубинах обитает несколько сотен видов.
В морях много мест, богатых кормом. Микроскопические планктонные водоросли сами производят нужные себе питательные вещества, используя энергию солнечного света, углекислый газ и минеральные вещества, растворенные в воде. (Плотность планктона в прибрежных водах достигает сотен, иногда тысяч миллиграммов на кубический метр, а в глубине — всего лишь долей миллиграмма.) Этими крошечными растениями питаются маленькие планктонные животные, чаще всего рачки. Их, в свою очередь, едят сельди и другие мелкие рыбы, за которыми охотятся более крупные хищные рыбы, такие как треска. А они уже становятся жертвами самых крупных хищников вроде барракуды.
Типичная пищевая цепь моря состоит из пяти звеньев. Растительный планктон, используя энергию солнечного света, создает питательные вещества для самого себя и тем самым для всех обитателей моря. Планктонные животные, поедающие растительный планктон, — основная пища сельди и других мелких рыб. Они, в свою очередь, становятся добычей трески и прочих рыб массой более нескольких килограммов, на которых охотятся очень крупные хищники вроде барракуды. На этом пищевая цепь завершается. У барракуды нет врагов, кроме человека.
Как рыбы плавают?
Рыбы тяжелее воды, в которой они живут. Казалось бы, если они не будут непрерывно помахивать плавниками, то непременно окажутся на дне. Следовательно, чтобы держаться на определенной глубине, им пришлось бы расходовать огромное количество энергии. На самом деле мудрая природа решила эту проблему, наделив многих рыб особым гидростатическим органом — полым, иногда ячеистым плавательным пузырем, наполненным смесью кислорода, азота и углекислого газа. Поступают газы в закрытый плавательный пузырь из кровеносных сосудов газовой железы, расположенной на его переднем конце. Пополняя запас газа в плавательном пузыре или сбрасывая его в пищеварительный тракт или в кровеносную систему через скопление капилляров на его заднем конце, рыба поддерживает в пузыре постоянное давление, что позволяет ей зависать на нужной глубине. Плавательного пузыря нет только у некоторых донных рыб, в том числе у акул, которые все время двигаются, не останавливаясь ни на секунду.
При наполненном газами (вверху) или опорожненном (внизу) плавательном пузыре меняются его объем и сила тяжести, действующая на рыбу в воде. Благодаря ему рыба может всплывать, опускаться или находиться на одном и том же уровне.
Для продвижения вперед рыба отталкивается от воды, волнообразно изгибаясь всем телом и одновременно ударяя хвостом. Плавники — рули и стабилизаторы — нужны для управления движением и балансировки. Некоторые рыбы двигаются, изгибая грудные (скаты) или спинной и анальный (иглобрюхообразные) плавники. Многие рыбы плавают очень быстро, складывая при этом спинной и анальный плавники. Проводя измерения, ученые установили, что лосось может проплыть 100 м за 10,8 секунды. Это результат отлично подготовленного спортсмена-бегуна, правда, как и человек, рыба не в состоянии держать такой темп длительное время.
Как рыбы дышат?
Ни одно животное не может жить без кислорода. Он есть в воздухе и растворен в воде. Наземные позвоночные дышат кислородом воздуха; их орган дыхания — легкие. Рыбы добывают кислород из воды, для этого у них есть жабры.
Рыба дышит, набирая воду в рот. Через глотку, в которой есть ряды парных отверстий — жаберные щели, вода поступает к расположенным по обе стороны головы жабрам и, омывая их, вытекает из-под жаберной крышки. При этом растворенный в ней кислород через тончайшие покровы жаберных лепестков, пронизанные кровеносными капиллярами, проникает в кровь, а кровеносная система доставляет кислород в клетки. На воздухе у рыбы наступает удушье, как только жаберные лепестки подсыхают и становятся не проницаемыми для кислорода.
Когда рыбы дышат, они «вдыхают» и «выдыхают» не воздух, как люди, а воду. Понаблюдайте за рыбкой в аквариуме: ее рот и жаберные крышки то открываются, то закрываются, обеспечивая организм свежим водным раствором кислорода.
Наземные животные дышат кислородом воздуха с помощью легких, а рыбы — кислородом, растворенным в воде, с помощью жабр. На нижнем рисунке изображена голова трески без жаберной крышки, под которой находятся заходящие друг на друга ряды жаберных лепестков. Две верхние схемы показывают, как дышит костистая рыба. При открытой нёбной складке и закрытом клапане жаберной крышки вода втекает в ротовую полость. Когда дно ротовой полости поднимается, клапан жаберной крышки открывается и вода вытекает, омывая жаберные лепестки, поверхность которых пронизана сетью кровеносных капилляров. Кровь связывает растворенный в воде кислород и отдает углекислый газ.
Однако из этого общего правила есть исключение. В Африке, Южной Америке и Австралии обитают двоякодышащие рыбы, которые дышат не только жабрами, но и плавательным пузырем, соединенным протоком с глоткой. Впрочем, строением их ячеистый плавательный пузырь мало чем отличается от настоящих легких. У большинства современных видов это даже парный орган, как у всех высших позвоночных. Двоякодышащие рыбы втягивают воздух в «легкие» ноздрями при закрытом рте, как и все наземные позвоночные, но, кроме того, они могут дышать и жабрами, как рыбы. Все они — обитатели пресных водоемов, которые в сухой период года частично или полностью пересыхают. Тогда двоякодышащие рыбы залегают в вырытые в грунте норы и впадают в спячку. Африканские протоптеры могут прожить без воды 9 месяцев, а один подопытный протоптер установил рекорд — более четырех лет!
И протоптеры, и южноамериканские чешуйчатники из бассейна Амазонки во время спячки дышат воздухом. Австралийский рогозуб не впадает в спячку и выживает, если от его водоема остается хотя бы зловонная лужа. Даже тогда он, дыша своим непарным «легким», чувствует себя хорошо, но совсем без воды быстро погибает.
Двоякодышащие питаются беспозвоночными, рыбами и земноводными. Нерестятся они в период дождей.
Прежде ученые считали, что наземные позвоночные произошли от древних двоякодышащих. Но теперь твердо установлено, что связующим звеном между рыбами и земноводными были животные из класса почти полностью вымерших кистеперых рыб, а двоякодышащие, тоже вымершие, кроме современных шести видов, — это боковая, тупиковая ветвь эволюции.
Двоякодышащие рыбы Африки, Южной Америки и Австралии — это живые ископаемые, так как они существуют на Земле уже почти 400 млн. лет. В засушливые периоды года они зарываются в грунт, сооружают коконы из слизи и спят в этих норах до тех пор, пока снова не польют дожди.
Почему мы называем рыб холоднокровными?
