Способы передвижения рыб

Рыбы живут в среде значительно более плотной и вязкой, чем воздух с этим связан ряд особенностей в их строении, функциях их органов и поведении. Рыбы приспособлены передвигаться как в стоячей, так и в текущей воде. Движения воды и поступательные, и колебательные играют в жизни рыб весьма существенную роль. Рыбы приспособлены к движению в воде различными способами и с различной скоростью. С этим связаны форма тела, строения плавников и некоторые иные, особенности в строении рыб.

По форме тела рыб можно разделить на несколько типов:

Торпедовидный — наиболее хорошие пловцы, обитатели толщи воды, К этой группе относятся скумбрия, кефаль, сельдевая акула, лосось и др.
Стреловидный — близок к предыдущему, но тело более вытянуто и непарные плавники отодвинуты назад. Хорошие пловцы, обитатели толщи воды. — сарган, Щука.
Сплющенный с боков — этот тип наиболее сильно варьирует.

Обычно его подразделяют на:

лещевидный,
тип луны-рыбы,
тип камбалы.

По условиям обитания рыбы, принадлежащие к этому типу, также очень разнообразны — от жителей толщи воды (луна-рыба) до придонных (лещ) или донных (камбала).

Змеевидный — тело сильно вытянуто, поперечный разрез почти круглый; обычно обитатели зарослей — угри, морские иглы и др.
Лентовидный — тело сильно вытянуто и сплющено с боков. Плохие пловцы: сельдяной король Regalecus, Trachy-pterus и др.
Шаровидны их тело почти шарообразное, хвостовой плавник развит обычно слабо — кузовки, некоторые пинагоры и др.
Плоский — тело сплющено дорзовентрально различные скаты, морской черт.

Рисунок. Различные типы формы тела рыб:

1 — стреловидный (сарган); 2 — торпедовидный (скумбрия); 3 — сплющенный с боков, лещевидный (обыкновенный лещ); 4 — тип рыбы-луны (луна-рыба); 5 — тип камбалы (речная камбала); 6 — змеевидный (угорь); 7 — лентовидный (сельдяной король); 8 — шаровидный (кузовок) 9 — плоский (скат)

Все эти типы формы тела рыб, естественно, связаны между собой переходами. Например, обычная шиповка — Cobitis taenia L. — занимает промежуточное положение между змеевидным и лентовидным типами.

Поступательное движение обеспечивается путем изгибаний всего тела за счет той волны, которая передвигается по телу рыбы (рисунок). Другие рыбы перемещаются с неподвижным телом за счет колебательных движений плавников — анального, как например у электрического угря — Electrophorus electricus L., или спинного, как у ильной рыбы

Рисунок. Способы движения:

Вверху — угря; внизу — трески. Видно, как по телу рыбы идет волна

Amia calva L. Камбалы плавают, совершая колебательные движения одновременно и спинным, и анальным плавниками. У ската плавание обеспечивается колебательными движениями сильно увеличенных грудных плавников (рисунок 4).

Рисунок. Движение рыб при помощи плавников:

анального (электрический угорь) или грудных (скат)

Хвостовой плавник, главным образом, парализует тормозящее движение конца тела и ослабляет обратные токи.

По характеру действия хвосты рыб принято разделять на:

изобатический, где верхняя и нижняя лопасти равновелики; подобный тип хвоста имеется у скумбрии, тунца и многих других;
эпибатический, у которого верхняя лопасть развита лучше, чем нижняя; этот хвост облегчает движение вверх; подобного рода хвост характерен для акул и осетровых;
гипобатический, когда нижняя лопасть хвоста развита больше верхней и способствует движению вниз; гипобатический хвост имеется у летучей рыбы, леща в некоторых других (рисунок).

Рисунок. Различные типы хвостов у рыб (слева направо):

эпибатический, изобатический, гипобатический.

Основную функцию рулей глубины выполняют у рыб грудные, а также и брюшные плавники. При помощи их осуществляется отчасти и поворачивание рыбы в горизонтальной плоскости. Роль непарных плавников (спинного и анального), если они не несут функции поступательного движения, сводится к содействию поворотам рыбы вверх и вниз и лишь отчасти к роли килей-стабилизаторов.

Способность больше или меньше изгибать тело находится, естественно, в связи с его строением. Рыбы с большим числом позвонков могут сильнее изгибать тело, чем рыбы с малым числом позвонков. Число позвонков у рыб колеблется от 16 у луны-рыбы, до 400 у ремень-рыбы. Также рыбы с мелкой чешуей могут изгибать свое тело в большей степени, чем крупно чешуйные.

Для преодоления сопротивления воды чрезвычайно важно сведение до минимума трения тела о воду

Это достигается путем максимального сглаживания поверхности и смазки ее соответствующими понижающими трение веществами. У всех рыб, как правило, кожа имеет большое количество бокаловидных желез, которые выделяют слизь, смазывающую поверхность тела. Лучшие пловцы среди рыб имеют торпедовидную форму тела.

Скорости движения рыб связаны и с биологическим состоянием рыбы, в частности, зрелостью гонад. Они зависят и от температуры воды. Наконец, скорость движения рыбы может меняться от того, движется рыба в стае или в одиночку. Наибольших скоростей могут достигать некоторые акулы, меч-рыбы, тунцы. Голубая акула — Carchariaus glaucus L. — перемещается со скоростью около 10 м/сек, тунец — Thunnus tynnus L. — со скоростью 20 м/сек, лосось -— Salmo salar L. — 5 м/секунд. Абсолютная скорость движения рыбы зависит от ее размеров. Поэтому для сравнения скорости движения разноразмерных рыб используется обычно коэффициент скорости, представляющий собою частное от деления абсолютной скорости движения рыбы на корень квадратный из ее длины.

У очень быстро двигающихся рыб (акулы, тунцы) коэффициент скорости около 70. Быстро двигающиеся рыбы (лосось, скумбрия) обладают коэффициентом 30 - 60; умеренно быстрые (сельдь, треска, кефаль) — от 20 до 30; небыстрые (например, лещ) — от 10 до 20; медленные, (подкаменщики, скориены) — от 5 до 10 и очень медленные (луна рыба) — менее 5.

Хорошие пловцы в текучей воде несколько отличаются по форме тела от хороших пловцов в стоячей воде, в частности, у первых хвостовой стебель обычно значительно выше, и короче, чем у вторых. В качестве примера можно сравнить форму хвостового стебля форели, приспособленной жить в воде с быстрым течением, и скумбрии — обитателя медленно двигающихся и стоячих морских вод.

Быстро плавая, преодолевая быстрины и перекаты, рыбы утомляются. Они не могут плавать длительное время без отдыха. При большом напряжении у рыб в крови происходит накопление молочной кислоты, которая при отдыхе затем исчезает. Иногда рыбы, например, при прохождении рыбоходов, настолько утомляются, что, пройдя их, даже гибнут. В связи с. этим при конструировании рыбоходов необходимо предусматривать в них соответствующие места для отдыха рыб.

Рисунок. Схема движения летучей рыбы при взлете. Вид сбоку и сверху.

Среди рыб есть представители, которые приспособились к своеобразному полету по воздуху

Наиболее хорошо это свойство развито у летучих рыб — Exocoetidae; собственно, это не настоящий полет, а парение по типу планера. У этих рыб грудные плавники развиты чрезвычайно сильно и выполняют ту же функцию, что и крылья самолета или планера (рисунок). Основным двигателем, дающим начальную скорость при полёте, является хвост и, в первую очередь, его нижняя, лопасть.

Выскочив на поверхность воды, летучая рыба еще некоторое время скользит по водной поверхности, оставляя за собой кольцевые волны, расходящиеся в стороны. В то время, когда тело летучей рыбы находится в воздухе, а в воде остается только ее хвост, она все еще продолжает увеличивать скорость движения, нарастание которой прекращается только после полного отрыва тела рыбы от поверхности воды. Держаться в воздухе летучая рыба может около 10 сек и пролетает при этом расстояние свыше 100 ж.

Приспособления рыб к абиотическим факторам среды

Роль физических свойств воды в жизни рыб огромна. От плодородности воды: значительной степени зависят условия движения, рыбы в воде. Оптические свойства воды и содержание в ней взвешенных частиц влияют как на условия охоты рыб, ориентирующихся при помощи органов зрения, так и на условия защиты от врагов.

Температура воды в значительной степени определяет интенсивность процесса обмена веществ у рыб. Изменения температуры во многих случаях являются натуральным раздражителем, определяющим начало нереста, миграции и т, д. Другие физические и химические свойства воды, такие как соленость, насыщенность кислородом, вязкость, также имеют огромное значение.