Внешнее и внутреннее строение костистых рыб на примере речного окуня

Класс костные рыбы (osteichthyes)

По числу видов это самый многочисленный класс позвоночных животных. Костные рыбы населяют самые различные водоёмы земного шара, как пресные, так и солёные. Форма тела рыб очень разнообразна, что связано с многообразием их мест обитания и образа жизни. Размеры рыб от 0,7 см до 5-7 м. Масса некоторых рыб достигает 2 т.

Рис. 8. Скелет костистой рыбы (окуня):

1 – остистые отростки позвонков, 2 – нижние дуги позвонков, 3 – нижние остистые отростки позвонков, 4 – рёбра, 5 – мускульные косточки, 6 – основные косточки лучей плавников, 7 – лучи плавников, 8 – кости плечевого пояса, 9 – кости тазового пояса, 10 – череп.

Несмотря на большое внешнее и систематическое разнообразие, всем костным рыбам свойственны характерные черты, отличающие их от хрящевых рыб:

1) скелет костных рыб (рис. 8 – сравните с препаратом) в той или иной степени костный покровного или хондронального происхождения (рис. 9),

2) у подавляющего большинства видов редуцированы межжаберные перегородки и жаберные лепестки сидят непосредственно на жаберных дугах,

3) жаберный аппарат прикрыт жаберной крышкой,

4) присутствует плавательный пузырь – важный гидростатический орган,

5) оплодотворение у большинства костных рыб наружное, икра мелкая, её количество велико

Рис. 9. Схема строения черепа костистой рыбы (точками помечены кости хондрального происхождения):

1 – нижняя затылочная кость, 2 – боковая затылочная кость, 3 – верхняя затылочная кость, 4 – ушные кости, 5 – основная клиновидная кость, 6 – крыловидная кость, 7 – глазоклиновидная кость, 8 – межобонятельная кость, 9 – боковая обонятельная кость, 10 – теменная кость, 11 – лобная кость, 12 – носовая кость, 13 – парасфеноид, 14 – сошник, 15 – нёбная кость, 16 – квадратная кость, 17 – крыловидные кости, 18 – межчелюстная кость, 19 – верхнечелюсная кость, 20 – сочленовная кость, 21 – зубная кость, 22 – угловая кость, 23 – гиомандибуляре, 24 – симплектикум, 25-29 – жаберные дуги, 30 – гиоид, 31 – копула.

Для костистых рыб по сравнению с хрящевыми характерно:

1) упрощение строения скелета парных плавников: в грудных и брюшных плавниках отсутствуют базалии (базальный от греч. – основа, основание), а в брюшных – также и радиалии,

2) грудные плавники расположены вертикально, под туловищем,

3) рот находится на конце головы, но может иметь различное положение,

4) хвостовой плавник гомоцеркальный равнолопастной (рис. 10),

5) в толстой кишке нет спирального клапана,

6) у многих костистых рыб кишечник имеет слепые (пилорические) выросты и заканчивается анальным отверстием

7) клоака отсутствует,

8) тело покрыто костной чешуёй, состоящей из тонких пластинок (рис. 11),

9) вместо артериального конуса появляется луковица аорты (рис. 12).

Рис. 10. Гомоцеркальный хвостовой плавник:

1 – осевой скелет, 2 – плавниковые лучи

Рис.11. Типы чешуи:

1 – плакоидная, 2 – ганоидная, 3 – циклоидная, 4 – ктеноидная.

Рис. 12. Строение сердца рыб:

А – сердце хрящевой рыбы, Б – сердце костной рыбы, 1 – артериальный конус, 2 – луковица аорты, 3 – предсердие, 4 – желудочек.

Подкласс лучепёрые (actinopterygii)

Характерной чертой этого подкласса является строение скелета парных плавников, образованных веерообразно расположенными хрящевыми или костными лучами.

Надотряд ганоидные(ganoidomorpha)

Среди ныне живущих лучепёрых рыб ганоидные выделяются большим числом архаичных черт строения.

Отряд осётрообразные (acipenseriformes)

Немногочисленная древняя группа примитивных в некотором отношении рыб, имеющих ряд черт организации, общих с хрящевыми рыбами. По внешнему виду они несколько похожи на акуловых. Рассмотрите влажные препараты осетровых. Имеется рострум (передняя часть головы вытянута в рыло), в связи с чем ротовое отверстие смещено на нижнюю сторону головы и имеет вид полулунной поперечной щели. Хвостовой плавник, как и у акул, неравнолопастный – гетероцеркальный. Парные плавники располагаются горизонтально. Мозговой череп почти сплошь хрящевой.

Основу осевого скелета составляет пожизненно сохраняющаяся хорда, одетая толстым соединительнотканным футляром.

Чертами костистых рыб следует считать наличие покровных костей в мозговом черепе. Тело покрыто пятью рядами крупных костных пластин (жучек). Есть костная жаберная крышка, плавательный пузырь, сообщающийся с кишечником. Оплодотворение наружное, икра мелкая и многочисленная.

Надотряд двоякодышащие (dipnoi)

Это очень древняя группа пресноводных рыб, совмещающая примитивные признаки с чертами высокой специализации к жизни в обеднённых кислородом водоёмах. Представители: африканский протоптерус, американский лепидосирен, австралийский неоцератод.

Черты примитивной организации:

1) скелет в основном хрящевой,

2) хорда сохраняется в течение всей жизни,

3) позвоночный столб представлен зачатками верхних и нижних дуг позвонков,

4) череп в основном хрящевой, с немногими покровными костями и с костными зубными пластинками,

5) в кишечнике имеется спиральный клапан, а в сердце – пульсирующий артериальный конус.

Особенности двоякодышащих:

1) хвостовой плавник сливается со спинным и анальным,

2) парные конечности имеют широкую кожистую лопасть,

3) наличие кроме жаберного ещё и легочного дыхания. В качестве органов лёгочного дыхания функционируют один или два пузыря, открывающиеся на брюшной стороне пищевода.

4) ноздри сквозные, ведут в ротовую полость и служат для легочного дыхания,

5) в предсердии есть небольшая перегородка, частично делящая его на левую и правую половины,

6) сильно развит передний мозг,

7) мочеполовая система близка к мочеполовой системе хрящевых рыб и амфибий.

Надотряд киспёрые рыбы (crossopterygii)

Древняя почти вымершая группа рыб. Широко были распространены в девоне и карбоне. Все современные кистепёрые – латимерии, или целоканты, обнаружены только в районе Коморских островов. Тело покрыто чешуями – это толстые костные пластинки округлой и ромбической формы, одетые сверху слоем видоизменённого дентина и тонким слоем эмали.

В полости тела имеется окружённое жиром дегенерировавшее лёгкое. Внутренних ноздрей у современных кистепёрых нет, и они, в отличие от мезозойских кистепёрых, не способны к дыханию атмосферным кислородом.

Надотряд костистые (teleostei)

К этому надотряду относится большинство лучепёрых рыб. Форма тела разнообразна. Тело обычно покрыто костной чешуёй, имеющей вид тонких, налегающих друг на друга пластинок. Верхняя и нижняя лопасти хвоста примерно одинаковой величины и формы (равнолопасный хвост). Грудные плавники обычно вертикальные. Скелет костный. Хорда у взрослых особей в той или иной степени редуцирована. Артериального конуса в сердце и спирального клапана в кишечнике нет.

Отряд окунеобразные (perciformes)

Это обширная группа довольно разнообразных морских и пресноводных рыб, у которых часть лучей плавников имеет вид нерасчленённых острых шипов. Плавательный пузырь не сообщается с кишечником.

Семейство окуневые (percidae)

Большая группа морских и пресноводных закрытопузырчатых рыб, у которых в плавниках имеются колючие твёрдые лучи. Спинных плавников два (колючий и мягкий) или один, состоящий из колючей и мягкой частей. В анальном плавнике два колючих луча. Рот большой с зубами, у некоторых есть клыки. Кости жаберной крышки зазубренные. К этому семейству относятся окуни, ерши, судаки, морские судаки и др.

Представитель окунь (perca)

Окунь – рыба, распространенная в пресных водоемах Европы и Азии. Хищные, при этом часто поедают большое количество мальков.

Задания:

1. Изучить систематику костных рыб.

2. Записать в рабочую тетрадь систематику костных рыб.

3. Рассмотреть: внешнее строение окуня – расчленённость тела на голову, туловище и хвост, плавники: парные – грудные и брюшные, непарные – спинные, подхвостовой (анальный) и хвостовой, ротовое отверстие, парные ноздри, глаза, жаберные крышки, боковую линию, половое, выделительное и анальное отверстия, костную чешую.

4. Вскрыть окуня и изучить его внутреннее строение: пищеварительную систему – ротовую полость, глотку, пищевод, желудок, тонкую, толстую, прямую кишки, пилорические выросты, печень, желчный пузырь, поджелудочную железу. Органы дыхания – четыре пары жабер. Кровеносную систему – двухкамерное сердце (предсердие и желудочек), луковицу аорты, брюшную аорту, четыре пары жаберных артерий. По препарату, таблице и рисунку проследить схему циркуляции крови. Органы выделения – туловищные почки, мочеточники, мочевой пузырь. Органы размножения – семенники, яичники, половые протоки. Центральная нервная система – головной мозг (полушария переднего мозга с обонятельными долями, промежуточный, средний мозг, мозжечок, продолговатый мозг), глаза, перекрёст зрительных нервов (хиазма), спинной мозг.

5. Определить возраст изучаемой рыбы, зарисовать чешую, определить её тип.

6. Зарисовать головной мозг, внутреннее строение окуня, схему кровеносной системы рыб.

7. Ознакомиться с многообразием костных рыб.

8. Выполнить в рабочих тетрадях задания 7 и 8.

Изучение объекта

Тело у окуня обтекаемой формы, что связано со средой обитания. В теле рыбы рассмотрите голову, туловище и хвост (рис. 13). Границей между головой и туловищем считают край жаберной крышки, между туловищем и хвостом – анальное отверстие. Хвостовой отдел оканчивается хвостовым плавником. Хвост – главный движитель рыбы. У окуня хорошо развита покровительственная окраска.

Рис. 13. Внешний вид и внутреннее строение рыбы (окуня):

1 – почка, 2 – плавательный пузырь, 3 – яичник, 4 – мочевой пузырь, 5 – кишечник, 6 – желчный пузырь, 7 – печень, 8 – сердце, 9 – жабры, 10 – рот, 11 – ноздри, 12 – глаза, 13-14 – спинные плавники, 15 – хвостовой плавник, 16 – заднепроходной плавник.

Рассмотрите плавники – малые движители рыбы в воде. Различают парные – грудные и брюшные и непарные – спинной, анальный (подхвостовой) и хвостовой плавники.

Каждый плавник состоит из плавниковых лучей, между которых натянута кожистая перепонка.

Тело окуня покрыто кожей, состоящей из двух слоев: верхнего – эпидермиса и нижнего – кориума. В эпидермисе расположены одноклеточные железы, обильно выделяющие слизь. Слизь уменьшает

трение при плавании и защищает тело от проникновения микробов. Найдите боковые линии. Это своеобразные органы чувств. С помощью боковой линии рыба ощущает давление и силу тока воды. Рассмотрите чешуйки окуня при малом увеличении микроскопа. Чешуйки на теле расположены черепицеобразно. Они создают гибкий и плотный покров, который защищает тело от повреждений и уменьшает трение. По концентрическим слоям, располагающимся параллельно наружному краю чешуи, определите возраст рыбы и условия жизни в разные годы (рис. 14). У окуня наружный край имеет острые мелкие зубцы, такая чешуя называется ктеноидной. У плотвы наружный край её гладкий и чешуя называется циклоидной (рис. 11).

Рис.14. Чешуя костной рыбы (а) и соотношение между скоростью роста рыбы и размерами её чешуи (б).

Рассмотрите голову окуня – она имеет клиновидную форму и соединена непосредственно с туловищем, шейного отдела нет. Глаза окуня расположены по бокам головы и не имеют век. Ноздри разделены кожной перегородкой на входное и выходное отверстия. Внутренних ноздрей (хоан) нет. У рыб имеется только внутреннее ухо, наружное и среднее отсутствуют.

Рассмотрите рот окуня. Окунь имеет широкую пасть, челюсти окуня усажены острыми, направленными назад зубами, которые служат для удержания добычи. У щуки зубы расположены не только на челюстях, но и на нёбе, в глотке и на языке.

У плотвы челюстных зубов нет, у карповых внутри глотки имеются так называемые глоточные зубы.

Вскрытие

Возьмите окуня в левую руку брюшком вверх головой от себя и сделайте небольшой поперечный разрез брюшка близ анального отверстия. В сделанный разрез введите ножницы и сделайте разрез по средней линии брюшной стороны до уровня глаз. Пояса парных плавников при этом перерезаются. Захватите пинцетом левую стенку тела, и, приподнимая её, сделайте разрез параллельно боковой линии до заднего угла жаберной крышки. Разрезая, следует приподнимать пинцетом стенку тела вверх, не повреждая ножницами плавательный пузырь и другие внутренние органы.

Приподнимите жаберную крышку и перережьте её так, чтобы открылась жаберная полость. Удалите вырезанный участок тела вместе с мускулатурой, рёбрами и частью жаберной крышки. Положите рыбу в ванночку на правый, невырезанный бок и залейте водой так, чтобы ею были покрыты все вскрытые органы.

Рассмотрите общее расположение органов. На вскрытой рыбе видно, что в передней части тела расположены жабры. Жаберный аппарат образован четырьмя жаберными дужками с каждой стороны головы. Удалите жабры. Для этого надо перерезать все жаберные дужки сверху и снизу и пинцетом переложить их в чашку Петри. На выпуклой стороне жаберной дужки расположены в два ряда жаберные лепестки – они пронизаны кровеносными сосудами. Здесь происходит газообмен. На внутренней вогнутой стороне видны жаберные тычинки. Ими задерживаются твёрдые пищевые частицы, которые затем направляются из глотки в пищевод.

Вблизи жабр легко обнаружить сердце в околосердечной полости. Сердце рыбы состоит из двух камер: мешковидного тёмно–красного предсердия и более светлого желудочка. От желудочка назад отходит луковица аорты (рис. 12). Брюшная аорта, разветвляясь образует 4 пары приносящих жаберных артерий. Обогащенная кислородом кровь переходит в 4 пары выносящих жаберных артерий, которые впереди образуют сонные артерии, а в задней части - спинную аорту.

Рис.15. Схема кровеносной системы костистой рыбы (вид снизу: не показаны выносящие жаберные артерии, их слияние в спинную аорту и ветвление последней):

1 – венозная пазуха, 2 – предсердие, 3 – желудочек, 4 – луковица аорты, 5 – брюшная аорта, 6 – приносящие жаберные артерии, 7 – передние кардинальные вены, 8 – ярёмная вена, 9 – кювьеров проток, 10 – хвостовая вена, 11 – воротные вены почек, 12 – анастомозы между воротной веной правой почки и правой задней кардиальной веной, 13 – задние кардинальные вены, 14 – воротная вена печени, 15 – печёночная вена, 16 – почки, 17 – кишечник, 18 – печень.

Кровеносная система рыб замкнутая, круг кровообращения один (рис. 15).

Отпрепарируйте пищеварительный канал и рассмотрите отдельные его части. Распутайте петли кишечника и растяните его. Найдите печень и желчный пузырь. Удалите печень. От переднего нижнего края желудка отходит тонкая кишка. В начале кишки на границе с желудком отходят три коротких слепых пилорических выроста. Они увеличивают всасывательную поверхность. У плотвы и щуки их нет. Тонкая кишка без резких границ переходит в заднюю, оканчивающуюся анальным отверстием. Поджелудочная железа у окуня развита слабо и практически не заметна. Её легко найти у щуки. В петле около двенадцатиперстной кишки можно найти красноватую селезёнку – орган кроветворения.

Рассмотрите плавательный пузырь, расположенный между позвоночным столбом и кишечником. Он наполнен газом и служит гидростатическим аппаратом, который даёт возможность рыбе погружаться или всплывать.

Удалите плавательный пузырь. В задней части тела видны гонады. У самца – парные семенники удлиненной формы. Яичник окуня непарный, желтоватого цвета, имеет зернистую структуру. Удалите и органы размножения. Рассмотрите почки окуня. Они имеют вид длинных узких лент красно–бурого цвета и тянутся по обеим сторонам позвоночного столба почти вдоль всего тела. Это туловищные почки. Мочеточники – тонкие трубочки, проходящие вдоль внутреннего края под покровной оболочкой каждой почки. Сзади они сливаются в общий канал, впадающий в мочевой пузырь. Найдите мочевой пузырь и его отверстие.

Вскройте череп окуня. Острым скальпелем постепенно состругивайте кости черепа от затылка к глазам. Смойте водой из пипетки рыхлую ткань мозга и рассмотрите его сравнивая со схемой (рис. 16). Самый крупный отдел головного мозга – средний. Спереди от него лежит промежуточный и передний мозг, кзади – мозжечок и продолговатый мозг.

Рис. 16. Головной мозг окуня сверху:

1 – носовая капсула, 2 – обонятельные доли переднего мозга, 3 – передний мозг, 4 – средний мозг, 5 – мозжечок, 6 – продолговатый мозг, 7 – спинной мозг, 8 – ромбовидная ямка, 9 – обонятельные нервы.