Строение глотки, питания рыб.
Строение глотки также тесно связано с особенностями питания рыб. Как указывалось, число и строение жаберных тычинок может быть весьма различным — от немногочисленных небольших жестких бугорков у хищных рыб до сложной сети частых тычинок у толстолобика — Hypophthalmichthys molitrix (Val.), питающегося планктонными водорослями. У кефалей — Mugilidae — мускулистая глотка приспособлена для спрессовывания пищевого комка, состоящего из детрита и растительности. У ряда рыб развиваются зубы на глоточных костях. У некоторых они имеются и на верхне и нижнеглоточных костях, как, например, у губанов — Labridae, или только на нижнеглоточных, как, например, у карповых — Cyprinidae.
Геккель (1843) разделяет нижнеглоточные зубы карповых по характеру строения, связанного с их функцией, на четыре типа:
- выдолбленные — excavati, тип усач,
- жевательные — mastic torii, тип сазан,
- крючковидные с жевательной площадкой — uncinato submolares, тип лещ,
- крючковидные без жевательной площадки — uncinato conici, тип голавль и жерех (рисунок 125).
В свою очередь, эти типы подразделяются на ряд более дробных. Над нижнеглоточными зубами на нижней стороне мозгового черепа у карповых рыб имеется образование из рогового эпителия в виде небольшой мозоли — так называемый жерновок. В сочетании с жерновком и работают нижнеглоточные зубы.
Глоточные зубы меняются и в онтогенезе рыбы в связи с возрастными изменениями в составе пищи. У личинок леща и сазана они конические, у взрослого леща — крючковидные с жевательной площадкой, а у взрослого сазана — жевательные.
С особенностями ротового и глоточного аппарата тесно связано и строение кишечника.
Хищники имеют большой рот, короткие и редкие жаберные тычинки, большой желудок, обычно большое число пилорических придатков и короткий кишечный тракт. Связь между числом жаберных тычинок и пилорических придатков хорошо видна на примере каспийских сельдей (таблица 24).
Размеры желудка у рыб находятся в теснейшей связи с характером питания и, в первую очередь, с величиной добычи.
Рисунок. 125. Глоточные зубы карповых рыб:
1 — аральский усач Barbus brachycephalus Kessl.; 2 — сазан Cyprinus carpio L.; 3 — лещ Abramis brama (L.); 4 — жерех Aspius aspius (L.).
У рыб, заглатывающих крупную добычу или потребляющих сразу большое количество корма, желудок обычно большой. У хищных рыб в желудке происходит не только разрушение пищевого комка и его частичное переваривание, но нередко и убивание жертвы, причем в этом процессе важную роль играет соляная кислота. Функция часто многочисленных у хищников пилорических придатков, видимо, прежде всего связана с нейтрализацией пищи, переходящей из желудка в кишечник, ибо, как известно, в желудке рыб реакция кислая, а в кишечнике — щелочная.
Таблица 24 Связь между характером питания и числом тычинок и пилорических придатков у каспийских сельдей
Вид сельди |
Среднее число жаберных тычинок |
Среднее число пилорических придатков |
Характер пищи |
Долгинка Caspialosa brashnikovi |
34,2 |
51,2 |
Рыба |
Большеглазый пузанок Caspialosa saposhnikovi |
30,4 |
45,9 |
Рыба |
Бешенка Caspialosa kessleri |
72,4 |
48,2 |
Рыба и планктон |
Волжская сельдь Caspialosa volgensis |
125 |
44,3 |
Рыба и планктон |
Каспийский пузанок Caspialosa caspia |
116,0 |
40,8 |
Планктонные ракообразные |
В пилорических придатках также происходит всасывание, кроме того, они несут ферментативную функцию Число пилорических придатков в связи с характером питания варьирует и в пределах одного и того же вида. Так, питающийся преимущественно рыбой белый байкальский хариус имеет в среднем 19,1 пилорических придатка, а питающийся бокоплавами и ручейниками черный хариус — 15,3.
Рисунок. 126. Кишечники различных представителей семейства Cichlidae (Perci'formes) (сверху вниз):
хищник — Cichla temensis Gumboldt; животноед — Geophagus brasiliensis Quoyi et Gaimard; растительноядный — Titapla heud, eloti Dumeril
С характером питания тесно связана и длина пищеварительного тракта.
У рыб, не имеющих желудка (карповые), у животно-ядных кишечник составляет менее 100% от длины тела, а у растительноядных — более 100%. У взрослых карповых рыб относительная длина кишечника варьирует от 60% длины тела у индийской Chela bacaila Ham. до 1500% у амурского толстолобика — Hypophthalmichthys molitrix (Val.) Сходная картина наблюдается и у рыб, имеющих желудок. Как видно из приведенного рисунок 126, у разных представителей семейства Cichlidae хищник Cichla temensis Gumb. имеет наибольший желудок и короткий кишечник, а у растительноядного Tilapia heudeloti Dumeril желудок маленький, а кишечник длинный.
Увеличение всасывательной поверхности кишечника достигается у рыб не только путем его удлинения. У древних рыб (акулы, осетровые, костные ганоиды) увеличение всасывающей поверхности кишечника достигается за счет спирального клапана; у некоторых других рыб, например, у питающегося, во взрослом состоянии детритом амурского подуста — Xenocypris macrolepis Blkr. — за счет образования продольных складок в кишечнике.
Существенные изменения происходят в строении и функций кишечника по мере роста рыбы.
Рисунок. 127. Возрастные изменения кишечного тракта белого толстолобика Ну-pophthalmichthys molitrix (Val.)
1 — кишечник личинки длиной 8 мм (III этап); 2 — кишечник личинки длиной 9 мм (IV этап); 3 — кишечник личинки длиной 11 мм (конец IV этапа); 4 — кишечник личинки длиной 14,5 им (конец V этапа); 5 — кишечник малька длиной 15,5 мм (начало VI этапа); 6 — кишечник малька длиной 58 Мм (конец VI этапа); 7 — кишечник малька длиной 52 мм (начало VII этапа); 8 — кишечник особи длиной 243 мм; а — вид слева; б — вид справа; s — вид его слева с отвернутыми на ту же сторону петлями правой стороны
Так, у личинки толстолобика — Нypophthalmichthys, питающейся зоопланктоном, кишечник короткий, составляющий менее 100% длины тела (рисунок 127), а у взрослого толстолобика, он, как отмечалось выше, в 15 раз превышает длину тела. Естественно, что характер действия ферментов у мирных и хищных рыб также различен (таблица 25).
Таблицу 25 Ферменты кишечного тракта хищных и мирных рыб.
Характер питания |
Орган |
Ферменты, переваривающие |
||
углеводы |
жиры |
белки |
||
Хищные рыбы (с желудком) |
Желудок |
— |
— |
Пепсин, соляная кислота |
Пищеварительные железы |
Амилаза |
Липаза |
Трипсин |
|
Кишечник |
— |
— |
Энтерокиназа, эрепсин |
|
Мирные рыбы (без желудка) |
Пищеварительные железы |
Амилаза, мальтаза |
Липаза |
Трипсин |
Кишечник |
— |
— |
Энтерокиназа, эрепсин |
У хищных и мирных рыб различается не только характер распределения ферментов, но и сила их действия. Так, у сазана — Cyprinus caprio L. — переваривающая углеводы амилаза действует в 150 раз сильнее, чем у щуки.
Меняется активность ферментов и у одной и той же рыбы.
У хищных рыб сильно возрастает кислотность соков желудка после заглатывания жертвы. Так, например, у керчака — Муо-xocephalus scorpius L. — в пустом желудке рН = 4,0 — 7,4, а в желудке, наполненном пищей, рН снижается до 2,8 — 2,2, т. е. кислотность резко возрастает.
Варьируют у рыб и некоторые другие свойства ферментов: так, у близких форм Арктики и умеренных широт изменяется холодоустойчивость некоторых ферментов (трипсин), которые, как правило, у холодноводных рыб более холодостойки, чем у рыб, живущих в более теплых водах. Наблюдаются изменения ферментативной активности и в онтогенезе рыбы. Так, у личинок сазана в кишечнике появляются специальные клетки, которые выделяют ферменты, переваривающие ракообразных (Cyclops и Daphnia) еще до развития поджелудочной железы, выделяющей у взрослых рыб необходимые ферменты.
У мирных и хищных рыб различен не только химизм пищеварительного процесса, но не одинакова и механика разрушения пищевого комка. В то время как у хищных рыб разрушение пищевого комка происходит только в желудке (треска, бычки Cottidae), у мирных рыб разрушение пищевого комка, даже при наличии желудка, как, например, у речной камбалы — Pleurone- ctes flesus L., — происходит и в кишечнике.
Величина кусков пищи, заглатываемых разными видами хищных рыб, также сильно варьирует.
Иногда, особенно у глубоководных рыб, как, например Chiasmodus, жертва может в два и более раза превышать размеры хищника. Отношение величины кормового объекта и хищника даже у одного и того же вида бывает подвержено сильным изменениям. Обычно у большинства хищников по мере их роста число кормовых объектов, находящихся одновременно в желудке, уменьшается, а относительная величина отдельного съеденного организма увеличивается.
Так, молодь щуки на первых этапах активного питания потребляет в пищу планктонных ракообразных и успешно развивается за их счет. Но очень скоро расход энергии на добывание ракообразных у щуки начинает превышать их калорийность, и щука переходит на питание молодью рыб. Если щуку искусственно задержать на питании планктонными ракообразными, то она постепенно перестает расти и в конце концов погибает. И у взрослой щуки по мере роста происходит дальнейшее увеличение относительных размеров жертвы (рисунок 128).
Рисунок. 128. Изменение относительных размеров жертвы у щуки по мере ее роста
Количество потребляемого рыбой корма зависит от ряда причин, из которых основными являются калорийность потребляемого корма и количество энергии, затрачиваемое рыбой на его добывание. О ценности для данного вида рыбы того или иного корма судят по величине кормового коэффициента.
Кормовой коэффициент — это отношение съеденного рыбой корма к приросту веса. Так, для взрослого судака — Lucioperca
У некоторых других рыб, наоборот, относительный размер пищевых объектов по мере роста уменьшается. Так, мы уже говорили, что личинки толстолобика питаются планктонными ракообразными, а взрослые — планктонными водорослями, главным образом, диатомовыми.
Линейные размеры пищи теснейшим образом связаны и с её формой. Хищные рыбы потребляют, например, прогонистых рыб, несколько больших размеров, чем высокотелых.