Все мы прекрасно знаем, что такое рыбы - это обширная по видовому составу группа позвоночных животных, которые живут в воде и дышат с помощью жабр. Если попросить кого-нибудь из нас навскидку перечислить известные ему виды рыб, то обычный человек - не ихтиолог, не увлечённый аквариумист, не заядлый рыбак и не шеф-повар рыбного ресторана - не особо задумываясь, сможет назвать их около десятка (например, моя жена смогла быстро назвать следующие виды рыб: судак, камбала, дорадо, форель, горбуша, пеленгас, карп, минтай, щука, гуппи, скалярия, акула (да-да, я знаю, что акула - это не отдельный вид рыб), осётр, сом). Как правило, большинство людей знают только тех рыб, с которыми они сталкиваются непосредственно: в основном это те виды, которые продаются в магазинах и на рынках и употребляются нами в пищу; у рыбаков перечень знакомых им видов рыб будет более обширным по сравнению с большинством остального населения, а у аквариумистов этот перечень будет сильно отличаться от перечней у двух предыдущих групп. Но даже если мы попросим учёного-ихтиолога перечислить те виды рыб, с которыми он сталкивался в процессе своей исследовательской деятельности, их количество навряд ли превысит 300-400 наименований, что не составит даже 1% от общего числа известных науке на сегодняшний день видов рыб, которых насчитывается около 36 000 видов.
Можно без преувеличения сказать, что рыбы живут везде, где есть вода. Это не только моря и океаны, реки и озёра, но также и подземные (пещерные) водоёмы, болота и заболоченные территории, горячие термальные источники с температурой воды около +50°С, щелочные озёра с Ph>10 единиц, солёные озёра с содержанием солей до 7%, мелкие пресноводные водоёмы сезонного заполнения, и т.д.. И во всех местах своего обитания рыбы наилучшим образом приспосабливаются к различным, часто экстремальным условиям существования. У подавляющего большинства видов рыб варианты приспособления к различным условиям
жизни не выходят за рамки, обусловленные их средой обитания - т.е. они используют только те возможности, которые доступны для организмов, живущих в воде. Однако существует некоторое количество видов рыб, которые в процессе своего эволюционного развития попытались выйти за рамки возможностей, предоставленных им водной средой, и воспользоваться возможностями, которые предоставляют своим обитателям другие среды обитания живых организмов - суша и воздух. Именно о таких видах рыб мы и собираемся рассказать в настоящей статье.
Различные виды рыб по-разному используют возможности, предоставляемые им другими средами. На основании этого критерия можно выделить 3 (три) группы видов таких рыб, каждую из которых мы более подробно рассмотрим ниже:
1. Рыбы, использующие для дыхания атмосферный воздух; в зависимости от морфологической приспособленности организма к дыханию кислородом атмосферного воздуха рыб из этой группы можно подразделить на несколько подгрупп, а именно:
а) рыбы, не имеющие морфологических изменений в организме или специализированных органов для дыхания кислородом атмосферного воздуха: эти виды рыб используют атмосферный воздух для дыхания только в течение ограниченного периода времени в условиях сезонного дефицита кислорода в водоёмах, заглатывая воздух из атмосферы ртом, в результате чего он перемешивается в ротовой полости рыбы с водой, которая в процессе перемешивания насыщается кислородом, после чего проходит через жабры; т.е. в этом случае сам процесс дыхания принципиально не меняется, и дыхание остаётся водным дыханием, которое осуществляется через специализированные органы такого дыхания - жабры; типичные представители этой подгруппы рыб - линь (Tinca tinca), карась (род Carassius), сазан (Cyprinus carpio), алколапии (4 вида рыб рода Alcolapia), и др.;
б) рыбы, использующие для дыхания кислородом атмосферного воздуха т.н. ротовое дыхание: в ротовой полости таких рыб имеются особые участки сосудистой ткани, буквально пронизанные множеством мельчайших капилляров, которые позволяют усваивать кислород непосредственно из поступившего в ротовую полость рыбы атмосферного воздуха; типичные представители этой подгруппы рыб - гимноты (род Gymnotus), южноамериканские электрические угри (род Electrophorus);
в) рыбы, использующие для дыхания кислородом атмосферного воздуха т.н. кишечное дыхание: оно заключается в том, что заглатываемый рыбой атмосферный воздух проходит через весь кишечник, на некоторых участках стенок которого имеется разветвлённая сеть многочисленных мелких кровеносных сосудов - капилляров; именно на этих участках и происходит газообмен - поглощается кислород и выделяется углекислый газ, после чего воздух выходит через анальное отверстие или поступает в ротовую полость, а затем выбрасывается наружу через жаберные щели (у разных видов по-разному); типичные представители этой подгруппы рыб - вьюн (род Misgurnus), южноамериканские панцирные сомики (семейство Callichthyidae), и др.;
г) рыбы, использующие для дыхания кислородом атмосферного воздуха т.н. желудочное дыхание: у этих рыб имеется специальный слепой вырост желудка, стенки которого пронизаны капиллярной сетью; заглатываемый рыбой воздух оказывается в этом слепом выросте желудка, где и происходит процесс газообмена - поглощение О2 и выделение СО2; обогащённый углекислым газом воздух затем выводится наружу через рот; типичные представители этой подгруппы рыб - это южноамериканские сомики-анциструсы (род Ancistrus), колючие сомы (род Acanthodoras), сомики-отоцинклы (род Otocinclus), и др.;
д) рыбы, использующие для дыхания кислородом атмосферного воздуха т.н. глоточно-наджаберный орган: он образован выпячиванием глотки, расположен под жаберной полостью и соединён с ней; он выстлан слизистой оболочкой, пронизанной сетью капилляров; заглатываемый рыбой воздух направляется в наджаберный орган, где кислород поглощается сетью капилляров; типичные представители этой подгруппы рыб - это клариевые сомы (род Clarias), мешкожаберные сомы (род Heteropneustes), нильский гетеротис (Heterotis niloticus), змееголовы (род Channa), и др.;
е) рыбы, использующие для дыхания кислородом атмосферного воздуха специализированный орган - т.н. лабиринт; лабиринт представляет собой расширенный карманообразный участок жаберной полости, складчатые стенки которого пронизаны густой сетью капилляров; атмосферный воздух, заглатываемый рыбой, переходит из полости рта в лабиринт, в котором и
происходит газообмен; типичные представители этой подгруппы рыб - это анабасы (род Anabas), ктенопома (род Ctenopoma); гурами, макроподы, лялиусы, сиамские петушки, колизы, купанусы, щукоголовы (все - из семейства Osphronemidae), и др.;
ж) рыбы, использующие для дыхания кислородом атмосферного воздуха сильно редуцированные жабры; поддерживая жабры во влажном состоянии с помощью сохранения воды в околожаберных полостях, рыба периодически наполняет околожаберное пространство атмосферным воздухом, задерживая его там на 12-15 минут; за это время и происходит извлечение из него кислорода с помощью жабр; типичные представители этой подгруппы рыб - это ложноугри/болотные угри (семейство Synbranchidae), и др.;
з) рыбы, использующие для дыхания кислородом атмосферного воздуха плавательный пузырь, в стенках которого имеется хорошо развитая газообменная система сосудов, с помощью которой и осуществляется процесс воздушного дыхания; в зависимости от степени развития плавательного пузыря как органа дыхания атмосферным воздухом рыб этой подгруппы можно подразделить на 3 (три) кластера:
- рыбы, периодически, от случая к случаю использующие воздух из плавательного пузыря в качестве резервного источника кислорода лишь тогда, когда ощущается острая нехватка кислорода, поступающего в организм рыбы обычным способом - например, при погоне за добычей, при уходе от преследования хищником, или при попадании их в бескислородный слой воды в океане; типичные представители этого кластера - это брегмацеры (род Bregmaceros), тарпоны (род Megalops), и др.;
- рыбы, регулярно пользующиеся плавательным пузырём для дыхания атмосферным воздухом, который используется в качестве дополнительного источника кислорода, имеющего очень большое значение для рыб этого кластера, как правило, населяющих мелкие водоёмы со стоячей водой - болота, озерки, старицы, густо заросшие водной растительностью, речные заводи или небольшие медленнотекущие реки с обилием разлагающихся растительных остатков на дне, и т.д. - т.е. водоёмы с очень низким содержанием растворённого в воде кислорода, в которых могут жить только рыбы, способные использовать для дыхания кислород атмосферного воздуха; типичные представители этого кластера - это ильная рыба (Amia calva), нильский гимнарх (Gymnarchus niloticus), евдошка (Umbra krameri), аравана (Osteoglossum bicirrhosum), арапаима (Arapaima gigas), рыба-бабочка (Pantodon buchholzi), рыбы-волки родов Erythrinus (2 вида) и Hoplerythrinus (3 вида), и др.;
- рыбы, для которых дыхание кислородом атмосферного воздуха стало основным типом дыхания, и которые в процессе своего эволюционного
развития сформировали из своего плавательного пузыря ячеистый орган с губчатой, пронизанной густой сетью кровеносных сосудов тканью стенок, по своему функционалу практически полностью идентичный лёгким наземных позвоночных животных, и второй, "лёгочный" круг кровообращения; с помощью такого усовершенствованного плавательного пузыря эти рыбы могут длительное время дышать только кислородом атмосферного воздуха; типичные представители этого кластера - это многопёр (род Polypterus), каламоихт (Erpetoichthys calabaricus), панцирник (Atractosteus spatula), рогозуб (Neoceratodus forsteri), американский чешуйчатник (Lepidosiren paradoxa), протоптер (род Protopterus);
и) рыбы, использующие для дыхания кислородом атмосферного воздуха поверхность своей кожи во время нахождения во влажной среде вне воды; эта способность обеспечивается наличием в коже рыб большого количества специализированных железистых клеток - эритрофор, содержащих гемоглобин, который является носителем кислорода в крови; путём диффузионного проникновения кислород атмосферного воздуха проходит через кожу рыбы и попадает в её кровеносную систему, а углекислый
газ таким же образом через кожу выделяется наружу; типичные представители этой подгруппы рыб - это обыкновенные угри (род Anguilla), мангровые килли (Kryptolebias marmoratus), саламандровые лепидогалаксии (Lepidogalaxias salamandroides), илистые прыгуны (род Periophthalmus), скальные прыгуны (род Alticus), маслюки ( род Pholis), и др..
Многие из перечисленных выше, а также из не попавших в наши примеры видов рыб, входящих в каждую из девяти рассмотренных нами подгрупп не только используют для дыхания кислород атмосферного воздуха, но и зачастую обнаруживают тесную связь с сушей, проявляющуюся по-разному, а именно:
~ много времени проводят вне воды - например, в различных частях литорали во время отлива на осушке: на песчаных, галечных, илово-грязевых и скальных субстратах под камнями, закопавшись в грунт, в приливных бассейнах, в зарослях морской травы, зелёных и бурых водорослей, в мангровых зарослях (такие виды, как чернохвостый сарган (Strongylura strongylura), калифорнийская гирелла (Girella nigricans), синегорлая нототения (Notothenia cyanobrancha), скальный прыгун (Alticus saliens), собачка-сфинкс (Aidablennius sphynx), галапагосская диалома (Dialommus fuscus), капский многоус (Cirrhibarbis capensis), фукусовая мышь (Fucomimus mus), маслюки (род Pholis), четырёхглазки (род Anableps), морские уточки (род Lepadogaster), илистые прыгуны (род Periophthalmus), и др.);
~ периодически покидают воду в поисках более подходящих мест обитания в случаях пересыхания водоёмов либо с целью добраться до мест нереста, совершая при этом путешествия по суше на довольно значительные расстояния ( такие виды, как анабас (Anabas testudineus), змееголов (Channa argus), клариевые сомы (род Clarias), панцирные сомы (семейство Callichthyidae), мешкожаберные сомы (род Heteropneustes), многопёр (род Polypterus), каламоихт (Erpetoichthys calabaricus), обыкновенные угри (род Anguilla), ложноугри (семейство Synbranchidae) нескольких родов, и др.);
~ впадают в спячку на продолжительное время, закопавшись в грунт либо за пределами водоёма, либо в донный грунт высохшего водоёма (такие виды, как карась (род Carassius), вьюн (род Misgurnus), американский чешуйчатник (Lepidosiren paradoxa), протоптеры (род Protopterus), и др.), или же используют в качестве места для спячки полые ветви мангровых деревьев (мангровая килли (Kryptolebias marmoratus));
~ ведут подземный роющий образ жизни в толще земли (как дождевые черви), полностью порвав с водой и утратив многие внешние и внутренние органы, характерные для рыб (например, парные плавники у них отсутствуют, а непарные - редуцированы до небольших кожных складок; у них нет чешуи, нет плавательного пузыря, нет рёбер и нет боковой линии на теле, а также у них полностью атрофированы глаза и жабры, и т.д.) - это ложноугри видов: Rakthamichthys rongsaw (обитает в штате Мегхалая на северо-востоке Индии), Typhlosynbranchus luticolus (обитает на территории Камеруна в Африке), и Ophisternon berlini (обитает в Центральной Америке - в Коста-Рике);
2. Рыбы, значительную часть рациона которых составляют наземные - летающие и ползающие - насекомые, которых они схватывают с поверхности воды (четырёхглазки (род Anableps); у этих рыб зрачки глаз разделены горизонтальной перепонкой на две части, что позволяет им одновременно видеть то, что происходит как в водной, так и в воздушной среде) и/или с нависающих над водой ветвей деревьев и кустарников (аравана (Osteoglossum bicirrhosum)), или хватают пролетающих над водоёмом насекомых, выпрыгивая из воды (рыбы-бабочки (Pantodon buchholzi), клинобрюшки (9 видов в семействе Gasteropelecidae), или же сбивают сидящих на ветвях или пролетающих над водой насекомых направленной струйкой воды, которой они "выстреливают" изо рта на расстояние от 1 м до 3 м (брызгуны (род Toxotes); все эти рыбы являются обитателями прибрежных вод, над которыми низко нависают ветви растущих на берегу или прямо в воде (мангровые заросли, затопляемые пойменные леса) деревьев и кустарников;
3. Рыбы, которые обладают способностью к планирующему полёту в воздухе, используя его с целью спасения от преследующих их в воде хищников; могут пролетать по воздуху расстояние от 50 м до 400 м, при этом высота полёта может достигать 5 м над поверхностью воды, а длиться такой полёт может до 1 минуты; это летучие рыбы (семейство Exocoetidae), которые распространены в экваториальном, субэкваториальном, тропическом и субтропическом поясах Тихого, Индийского и Атлантического океанов, их насчитывается около 70 видов;
Как мы видим, эволюционное развитие рыб шло не только в направлении совершенствования приспособленности к жизни в воде, но и в направлении овладения некоторыми способностями, предоставляющими дополнительные возможности для выживания, недоступные тем видам рыб, функционал которых ограничен рамками использования возможностей, предоставляемых одной только водной средой.
Читайте также:
и другие статьи на нашем канале.
Желаем вам приятного и познавательного чтения!
Если вы хотите поддержать автора, вы можете это сделать, нажав на ладонь с сердечком внизу справа. Спасибо!