Органы чувств рыб: общая характеристика



Рыбы в процессе своей жизнедеятельности должны воспринимать и анализировать сигналы, получаемые из внешней среды, и посредством этих сигналов по необходимости реагировать на изменение ее параметров.
Реакция на изменение внешних параметров свойственна любому живому организму – раздражимость является одним из критериев живого. Так человек, например, реагирует на изменение температуры окружающей среды, воспринимает звуки, чувствует вкус пищи и прочее. Человек, как наземное животное, обитает в воздушной среде, рыба же – существо водное и в норме все сигналы к ней поступают через водную среду, которая имеет свои особенности. Несомненно, самой главной из этих особенностей является более высокая плотность воды по сравнению с воздухом, что сказывается на скоростях распространения сигналов (так, например, звук в воде распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в воздушной среде) или степени их распространения, когда вода служит своеобразным фильтром (например, она не пропускает инфракрасное излучение).
морская лисичка
Морская лисичка Agonis


Автор фото:
Александр Семенов
Все внешние стимулы, доступные для анализа органами чувств рыб, можно разделить на несколько видов согласно их природе. Рыбы могут различать химические стимулы, такие как вкус и запах, механические – например, звук, осязание, колебания внешней среды, а также реагировать на электрические и магнитные поля и, конечно, свет.

За восприятие всего этого отвечают специализированные органы чувств. Мы привыкли, что у человека за восприятие сигнала определенной природы ответственен какой-то определенный орган – например, за восприятие света отвечает глаз, а звуковых сигналов – ухо. У рыб же часто бывает затруднительным определить конкретный орган, отвечающий за восприятие конкретных сигналов – сигналы сходной природы могут восприниматься несколькими различными органами. Так, за восприятие сигналов химической природы ответственны три самостоятельные хемосенсорные системы – обоняние, вкус и общее химическое чувство, а за восприятие колебаний водной среды механосенсорные системы – вестибулярная, осязание, слуховая, боковой линии.

Ниже я расскажу о том, какие же сигналы и какими органами воспринимают рыбы, а так же о разнообразии внешнего строения этих органов. Это будет только самая общая информация – подробно о каждой из сенсорных систем я буду говорить в отдельных постах.
Зрение рыб
Начну со зрения. Здесь все более или менее привычно для нашего понимания. Большинство рыб имеют хорошо развитые глаза, однако для рыб, у которых зрение утратило функцию одной из ведущих систем ориентации, характерна тенденция к уменьшению размеров и функциональных особенностей глаза, что в крайнем случае приводит к их полной деградации (около 50 видов рыб не имеют глаз вовсе).
глаз рыбы
Глаз рыбы

Автор фото:
неизвестен
С другой стороны, существуют виды, у которых глаза наоборот приобретают прогрессивные характеристики. Например, у многих глубоководных рыб в условиях кромешной темноты морских глубин развиваются крупные глаза с различными специализированными структурами. Одними из самых функционально сложно устроенных органов зрения обладают представители семейства Anаblepidae (Четыхерхглазковые), у которых глаз имеет две функционально различные зоны (одну для зрения в воздушной среде, другую – в водной).
илистый прыгун на ветке дерева
Глаз Anableps устроен очень сложно - он разделен на две фунциональные зоны, обеспечивающие зрение как в водной, так и в воздушной среде

Автор фото:
неизвестен

Парные глаза рыб в большинстве случаев расположены симметрично по бокам головы, однако в процессе развития могут буквально «переползать» с одной стороны тела, на другую, как это происходит, например, у камбал.
камбала
Глаза камбал расположен на одной стороне тела

Автор фото:
неизвестен
Обоняние рыб
Теперь о химическом чувстве рыб. Как я уже сказал выше, к хемосенсорным системам у рыб относятся три самостоятельные системы – обоняние, вкус и общее химическое чувство. Это деление весьма условно – рыбы могут воспринимать очень широкий спектр химических сигналов из окружающей среды и до конца не ясно воспринимаются ли определенные сигналы только одной из систем или сразу несколькими.

Наиболее сложно устроенными органами среди хемосенсорных систем обладает обонятельная система. Орган обоняния представлен обонятельной полостью (носовой мешок), дно которой имеет складки с расположенными на них чувствительными клетками. Как правило, вода попадает в носовой мешок через переднюю ноздрю, а выходит через заднюю. Вместе с водой в полость мешка попадают и растворенные в ней химические вещества, которые воспринимаются рецепторными клетками.

У большинства рыб обонятельный орган парный, только у круглоротых (миног и миксин) он представлен непарной структурой, однако при более подробном исследовании выяснилось, что это явление у них вторично – обонятельный нерв у них парный, а сам орган разделен перегородкой.
Общая схема строения обонятельной капсулы
Общая схема строения обонятельной капсулы

Автор фото:
неизвестен
Вкусовая рецепция у рыб
Вкусовая рецепция у рыб обеспечивается специфическими структурами, называемыми вкусовыми почками. Это углубления овальной формы, на дне которых расположены группы хеморецепторов, покрытых слизистым слоем. Локализация вкусовых почек у рыб очень разнообразна. Преимущественно они обнаруживаются в слизистой оболочке ротовой полости, глотки и жабрах, а также на наружной поверхности тела – преимущественно голове, но у некоторых рыб могут равномерно располагаться по всему телу от головы до хвоста. У видов, имеющих усики, наблюдается повышенная плотность вкусовых почек на этих структурах, у некоторых они расположены на плавниках или различных выростах плавников.
Локализация вкусовых почек
Локализация вкусовых почек у сомиков из семейства Siluridae


Автор фото:
неизвестен
Вкусовая почка
Строение отдельной вкусовой почки рыб


Автор фото:
неизвестен
Общее химическое чувство
Выделение общего химического чувства как отдельной хемосенсорной системы оспаривается рядом исследователей. Они включают его во вкусовую рецепцию, однако из-за специфичности раздражающих сигналов и особенностей ответа на них большинство ученых все же придерживаются иной точки зрения. Дело в том, что общая химическая чувствительность, рецепторами которой являются свободные окончания некоторых нервов, направлена на восприятие не «вкуса» (кислое, сладкое, соленое или горькое), а общих параметров воды (кислотности, солености воды, катионного состава). Ответы на эти раздражители всегда отрицательны, т.е. носят защитный характер – уйти из пресной воды в соленую, из кислой в основную. Специфические так называемые «вещества опасности» также воспринимаются системой общего химического чувства.
Механосенсорные системы рыб
Теперь перейдем к механосенсорным системам, с помощью которых рыбы воспринимают колебания окружающей их водной среды. В основе всех механосенсорных систем (боковой линии, вестибулярной и слуховой) лежат особые механорецепторные клетки, называемые волосковыми клетками. Эти клетки имеют на поверхности один или несколько щетинковидных выростов (киноцилей), которые при отклонении в сторону вызывают возбуждение всей клетки и провоцируют таким образом ответную реакцию.

Основной механосенсорной системой у большинства рыб является боковая линия. Свое название этот орган получил, во-первых, благодаря расположению на боковой поверхности тела, а во-вторых, из-за того, что составляющие ее структуры в большинстве случаев образуют четкую линию. Она не является уникальной для рыб и круглоротых – помимо них органы боковой линии есть еще и у большинства амфибий. Главным структурным элементом боковой линии служат невромасты – группы волосковых клеток, киноцили которых прикрыты общим гибким чехликом - купулой. Невромасты могут располагаться одиночно на поверхности тела, но чаще погружены в каналы, соединенные с внешней средой специальными порами, которые мы и видим на боках рыб и которые образуют рисунок боковой линии.
Строение невромаста
Строение невромаста


Автор фото:
неизвестен
Слух и вестибулярная система
Вестибулярная и слуховая система тесно связаны друг с другом – основным органом, отвечающим за слух и равновесие у рыб, как и у других позвоночных, является лабиринт, или внутреннее ухо, – сложно устроенное парное образование, состоящее из системы полукружных каналов и камер, в которых располагаются слуховые камешки – отолиты. Эти камешки во время перемещения рыбы смещаются в ту или иную сторону и давят на поля волосковых клеток (макулы), благодаря чему рыба может определять свое положение в пространстве и воспринимать звуковые колебания. Полукружных каналов у рыб обычно три, также обычно имеется три отолитовых камеры, однако у миног каналов два (камеры при этом три), а у миксин имеется один полукружный канал и одна камера.
Лабиринт рыб
Лабиринт большинства рыб имеет три полукружных канала

Автор фото:
неизвестен
У рыб к слуховой системе относят также ряд дополнительных органов, не имеющих собственных рецепторных элементов, но способных усиливать колебания, полученные из внешней среды, – Веберов аппарат, передающий колебаний от плавательного пузыря, сам плавательный пузырь, дополнительные воздушные полости рядом с лабиринтом.

Способны рыбы реагировать и на изменение давления. Основным барорецепторным органом у них, по всей видимости, является плавательный пузырь, который сильно растяжим и имеет множество нервных окончаний в своих стенках.
Электрорецепция
Очень интересной является способность некоторых рыб улавливать электромагнитные колебания окружающей среды. Это играет важную роль в питании и ориентации, например, у акул и скатов. Органом электрорецепции у них являются так называемые ампулы Лоренцини, расположенные в коже и представляющие собой трубки, на одном конце заканчивающиеся ампулообразным расширением, а другим соединенные с внешней средой порами. Трубки заполнены слизистым веществом, имеющим свойства полупроводника.
Поры ампул Лоренцини на голове акулы
Поры ампул Лоренцини на голове акулы

Автор фото:
неизвестен
Вы можете подписаться на рассылку чтобы получать уведомления о новых записях