Презентація "СЕНСОРНІ СИСТЕМИ РИБ ТА ЇХ ЗВ’ЯЗОК З ТИПОМ ЇХ ХАРЧУВАННЯ "

СЕНСОРНІ СИСТЕМИ РИБ ТА ЇХ ЗВ’ЯЗОК З ТИПОМ ЇХ ХАРАЧУВАННЯ

Ри́би (Pisces) — парафілетична група водних хребетних тварин, зазвичай холоднокровних (точніше екзотермних) із вкритим лусками тілом та зябрами, наявними протягом всього життя. Активно рухаються за допомогою плавців (часто видозмінених) або руху всього тіла. Риби поширені як у морських, так і в прісноводних середовищах, від глибоких океанічних западин до гірських струмків.

Нервова система риб, як і всіх інших хребетних, поділяється на центральну та периферичну. До складу центральної нервової системи входять головний та спинний мозок, а периферичної — розташовані поза ними нервові клітини та волокна.

Сенсорна система – складна система нервових утворень, що сприймає й аналізує подразник визначеної природи, що діє на організм і яка складається із трьох відділів – рецепторного, доцентрових шляхів і коркового, в якому здійснюється процес сприйняття та обробки сигналу.

За своєю морфологічною будовою і функціональною організацією рецептори розділяють на первинночутливі (первинні) і вторинночутливі (вторинні). До первинних рецепторів відносять нюхові, тактильні і пропріоцептивні. До вторинночутливих рецепторів належать рецептори смаку, зору, слуху, вестибулярного апарату.

Сенсорна система дотику. Дотик як контактний орган сприйняття найбільш розвинений у придонних видів і мешканців каламутних вод, а також у тих риб, які активні ніччю. На близьких відстанях, що вимірюються сантиметрами, риби за допомогою дотику спроможні пеленгувати джерело коливань, якщо розмір зсуву часток води досягає декількох міліметрів.

Зір. Очі риб за своєю будовою дуже схожі з очима інших хребетних, у яких світло через рогівку та кришталик потрапляє на сітківку, де палички (клітини, що відповідають за чорно-білий зір) і колбочки (клітини, що відповідають за кольоровий зір) обробляють візуальну інформацію та передають сигнали на нейрони. Головна принципова відмінність риб'ячого ока полягає в тому, що для фокусування на предметі риби не змінюють кривизну кришталика, а наближають або віддаляють його від рогівки.

 Оглядове поле зору в риб складає 170 ° при бінокулярному полі у 20 – 30 ° і високої рухливості очей . У камбал і морських голок очі можуть рухатися незалежно одне від одного. Риба спроможна настроювати свої очі на безкраїсть за рахунок своєрідного розташування кришталика щодо сітківки або шляхом його пересування за допомогою спеціальних м'язів (Галерова органа) , Тому дальність бачення визначається в основному умовами прозорості води. Поле зору риб: 1 – монокулярне; 2 – бинокулярне

Будова сітківки риб, які живуть на різних глибинах відрізняється навіть у межах близькоспоріднених груп. Так у риб висока гострота зору видів, що живуть на невеликих глибинах, забезпечується товстою змішаною палочко-колбочковою сітківкою із добре розвиненою колбочковою системою. Сітківка містить колбочки одиночні, подвійні симетричні і подвійні несиметричні.

Багато видів пристосували свій зір до специфічних умов проживання. Наприклад, деякі риби, що збирають корм з поверхні води, володіють очима, розділеними на дві половини: верхня частина бачить те, що відбувається в повітрі, нижня - під водою. Більшість аборигенних видів риб мають добре розвинений колірний зір. Типові хижаки наших водосховищ - щука, судак, окунь мають відмінний предметний і колірний зір. Погано розвинений зір лише у деяких придонних видів - сома, в'юна, щипавки.

хімічне відчуття. Нюх і смак у комбінації дозволяють рибам орієнтуватись у хімічному складі навколишнього середовища. Здатність риб до відчуття хімічних сигналів добре ілюструється лососями, які, ідучи на нерест з моря до річкових систем, визначають за смаком води саме той струмінь, в якому колись самі вийшли з ікри. Нюхові рецептори риб розташовані в ніздрях (які, на відміну від інших хребетних, не сполучаються з носоглоткою), а смакові — не лише в ротовій порожнині, але часто і на зябрових структурах, вусиках, і навіть на плавцях і на шкірі. Сигнали смакових рецепторів передаються до мозку через кілька різних нервів: шкіряні рецептори передають подразнення через лицевий нерв, у той час як сигнали рецепторів, розташованих в роті й на зябрах, передаються через язикоглотковий та блукаючий нерв.

Групи. Площа нюхового епітелію, мм2 Вид риби. Гіперосматики2000 – 4350хрящові риби (акули, скати)Макросматики180 – 430костисті (липарис, тріска)Медіосматики100 – 265оселедець, минтай. Мікросматики5 – 80стихей, люмпен. Площа нюхового епітелію різних груп риб

Нюх грає помітну роль у харчовій поведінці риб. Так, у тріски прояв характерної пошукової поведінки стимулюється природними харчовими запахами і розчинами деяких вільних амінокислот. Дія внутрішньовидових хімічних стимулів викликає уникнення, його інтенсивність залежить від концентрації запаху. Реакція посилюється за стресування риб – донорів запаху, що має сигнальне значення при виявленні небезпеки. Аналогічно впливають на тріску запахи інших видів біломорських риб – наваги, керчака, камбали. Таким чином, хімічна сигналізація бере участь в регуляції щільності риб на кормових ділянках, забезпечуючи більш раціональне використання кормових ресурсів. За наявності тільки зорового зв'язку між особинами має місце притягнення, тоді як спільна дія зорового і нюхового стимулів викликає реакцію втечі. Це свідчить про головну роль хеморецепції у внутрішньовидових взаємовідносинах під час відгодівлі риб. У осінній період у тріски відбувається зміна екологічної ніші, змінюється її фізіологічний стан. При цьому інтенсивність відповідей на видові запахи помітно знижується, а роль зорових сигналів зростає, що посилює стайні контакти між особинами. Молодь спроможна сприймати метаболіти хижаків, уникаючи місць їхньої концентрації і формуючи захисні зграї різноманітної конфігурації. Захисна реакція є домінуючою серед усіх інших форм поведінки, наприклад харчової і статевої. У період нересту територіальні самці коттоїдних використовують хімічні атрактанти для притягнення статевозрілих самиць; феромони самиць стимулюють статеву поведінку самців. Статевозрілий омуль залучається до місць нересту, орієнтуючись на атрактанти, що виділяються зі статевими продуктами. Феромони самок залучають самців і викликають у них усі елементи статевої поведінки. Високорозвинені системи хеморецепції слугують для риб найважливішими каналами інформації про навколишнє середовище. Хімічні сигнали реалізерної дії викликають у риб прояв різноманітних поведінкових актів, сигнали праймерної дії змінюють фізіологічний статус особини.

За допомогою органів смаку риба спроможна уловлювати зміни концентрації солоності води до 0,3 %, вуглекислоти – до 0,8 мг/л, кислотності – до 0,05 одиниці р. Н. Вона чітко розділяє чотири основні смакові якості: солодке, кисле, солоне і гірке. При цьому чутливість до солодкого, наприклад цукру, у неї майже в 500 разів вище, ніж у людини. Деякі риби дуже тонко відчувають присутність у воді алкоголю. А у окремих випадках риби можуть виявити хімічні об'єкти, особливо харчового характеру, не тільки при контакті, але і на відстані, тобто дистантно.

Слух та рівновага. Головними механорецепторами риб є вухо, що функціонує як орган слуху й рівноваги, та органи бічної лінії. Внутрішнє вухо пластинозябрових (акул та скатів) та костистих риб складається з трьох напівкруглих каналів, розташованих у трьох взаємно-перпендикулярних площинах, та трьох камер, кожна з яких вміщує отоліт (камінець, що складається з карбонату кальцію), який тисне на відростки чутливих волосоподібних клітин, які, у свою чергу, передають сигнали до нейронів. Дві з трьох камер, саккула (Sacculus) та лагена (Lagena), функціонують як орган слуху.

Внутрішнє вухо риб:1 – овальний мішечок (утрикулюс); 2 – 4 – півколові канали; 5 – круглий мішечок (сакулюс); 6 – ендолімфатичний канал; 7 – завитка (лагена); 8 – слухові чутливі поля; 9 – отоліти

Більшість риб сприймає звук у діапазоні від 16 Гц до 4 – 5 к. Гц (деякі види до 13 к. Гц). Найменша інтенсивність звуку, що сприймають риби, варіює в межах від 0 до 70 децибел. У риб, що мають плавальний міхур, відчуття звуку більш виражене. Плавальний міхур при цьому відіграє роль перетворювача звукових хвиль у механічні коливання, які сприймаються слуховими рецепторами. Велике значення при цьому має веберів апарат. У безміхурних риб подібну трансформацію здійснюють повітряні порожнини, пов'язані із внутрішнім вухом. За гостротою слуху декотрі риби не поступаються людині, розрізняючи 1/4 тону – 1/2 октави. Пропускна спроможність слухового апарата така ж, як і зору, а перешкодостійкість (відношення сигнал/шум) приблизно 1:1. Сприйняття акустичних коливань у риб – спрямоване. Але акустична база (відстань між рецепторами) у риб невелика – менше 1 см, звідси й обмеженість бінаурального ефекту, тобто спроможності визначати положення джерела звуку за різницею приходу звукових коливань на обидва рецептори. Звичайно дальність орієнтування на джерело звуку за допомогою слухових рецепторів обмежується декількома метрами

Бічна лінія. Переміщення води на поверхні риби відчувається структурами, що називаються нейромасти. Ці органи можуть бути розсіяні поодинці, або зібрані під лусками в сукупності каналів, що називаються боковою лінією. Нейромасти включають гелевої консистенції півкулю та сенсорні волосоподібні клітини, а також синапси нервових волокон, що утворюються на волосовидних клітинах. Переміщення води спричиняє відгин волосоподібних клітин, який перетворюється на нервові імпульси. Ці імпульси дозволяють скласти досить докладну картину оточуючого середовища: деякі види риб, які позбавлені очей цілком нормально орієнтуються і переміщуються, покладаючись тільки на органи бокової лінії.

Бічна лінія риб: 1 – канал; 2 – зовнішні отвори каналу; 3 – луска; 4 – невромасти; 5 – бічна гілка блукаючого нерва; 6 – нервові закінчення

Відчуття електричних сигналів. Відчуття електричного поля притаманне багатьом видам риб і не тільки тим, які можуть самі генерувати електричні розряди. Електричні сигнали вловлюються за допомогою спеціальних ямкових органів на поверхні тіла. Ямкові органи заповнені гелеподібною речовиною, яка проводить електричний струм та вміщує в собі електрорецепторні клітини, що утворюють синапси з нейронами.

Барорецепція. Орієнтація риб у товщі води по вертикалі здійснюється за зміною гідростатичного тиску (кожні 10 м водної товщі відповідають зміні тиску у 1 атм). Органом сприйняття змін тиску у багатьох видів служить плавальний міхур, що змінює свій об’єм при зміні глибини перебування. Чутливість цих риб досягає 0,4 – 2 см водного стовпа при швидкості зміни 10 см/с. Окремі види, наприклад в'юн, сприймають і зміну атмосферного тиску. Летальні розміри градієнту тиску для різних риб неоднакові, складаючи для деяких личинок усього лише 1 – 3 атм. Багато риб, що мігрують, а також відмінні плавці (тунець, скумбрія, акула) не мають плавального міхура, і їхня негативна плавучість компенсується підіймальною силою постійного плавання. Під час вертикальних переміщень такі риби не відчувають значних змін гідростатичного тиску.+Наявність добре розвинених рецепторів сприйняття тиску дозволяє рибам притримуватися обріїв потоку, де їхня плавучість оптимальна, і визначати ступінь свого відхилення від цього стану. Чутливість до величини межі цих відхилень залежить не тільки від виду, віку й екології риб, але і від ряду абіотичних факторів, у тому числі і від наявності течії. Так, у потоці за прояву реореакції поріг чутливості риб до зміни тиску на 20 – 25% вище, ніж у стоячій воді.

Терморецепція. Риби мають добре розвинену систему терморецепторів і реагують на незначні зміни температури води. Електрофізіологічними і дослідженнями за допомогою умовних рефлексів встановлено, що риби уловлюють градієнт температури 0,03 – 0,07˚ С при швидкості його зміни 0,1 град/хв. Найбільш чутливі до зміни температури морські риби. Морські собачки, бельдюги, мерланги, бички уловлюють зміну температури на 0,03 ˚С; сайда, камбали, зеленушки, карасі, колючки – на 0,05 ˚С, райдужна форель, вухастий окунь – на 0,1 ˚С, гольяни, сомики на – 1 ˚С.термочутливі органи в риб розташовані по всьому тілу. І чим більша кількість цих органів сприймає які-небудь зміни в терміці навколишнього середовища, тим точніше риба розпізнає характер цих змін, тобто чутливість підвищується при сумації відповідних сигналів із множини терморецепторів. Маючи настільки високу термочутливість, риба за найменшими змінами температури може розділити теплі і холодні води не тільки у прибережжі і у гирлах рік, але й у відкритому океані.

Видові особливості риб

Електричнопровідні риби. Електричні риби, до яких належать не тільки знамениті електричні скати, але і електричні соми, вугрі, а також морські звіздарі, гимнархи та ін., ніколи не залишать своїх ворогів безкарними. Для того щоб відчувати себе в безпеці природа подарувала цим рибам унікальну "зброю" - електричні органи, які здатні виробляти електричні розряди. Електричні органи, що складаються з великої кількості електричних пластинок, розташовуються або з боків тіла риби (у скатів, вугрів), або знаходяться під шкірою (соми), або під очима (звіздар) і т. д. Для них самих розряди струму не небезпечні, оскільки електричні риби менш сприйнятливі до струму, ніж неелектричні риби. Цікаво, що з допомогою цих часто смертоносних органів електричні риби не тільки захищають себе від ворогів і нападають на "беззбройний" жертву, але і подають сигнали своїх "родичів", а також орієнтуються в безмежному підводному світі.

СВІТЛО В ТЕМРЯВІОргани світіння глибоководних риб у темряві глибин, наче маяки, допомагають їм орієнтуватися і не відбиватися від зграї. Ці органи – своєрідні „ліхтарики”. В одних риб вони розташовані біля очей, в інших – на кінчику довгих відростків голови, у деяких – у роті. Є риби, які випромінюють світло очима, а є такі, що поверхнею тіла. Але найчастіше світні органи – це своєрідні „приманки” для здобичі. Пристосування для світіння органів у риб різні: в одних світиться слиз, в інших світіння викликають мікроскопічні організми.

Мабуть, найдивніші глибоководні риби – вудильники. У вудильника лінофріна у верхній частині голови є виріст – „вудка” з „ліхтариком” на кінці. Заворожені мерехтливим вогником, рибки припливають до нього і тієї ж миті стають здобиччю хижака.

У вудильника галатеатаума ще хитріше пристосування заманювати жертву: органи світіння розташовані в роті. Заворожена світлом рибка сама запливає в пастку. Вудильнику залишається тільки зімкнути пащу і проковтнути здобич. 

Спілкування риб. Риби використовують звуки низьких тонів, щоби передавати повідомлення один одному. Вони стогнуть, гарчать, хриплять, бубонять, шиплять, свистять, скриплять і верещать. Вони тріщать кістками і скриплять зубами. Проте, у риб немає голосових зв’язок. Для виробництва звуку вони використовують інші частини тіла, як-от вібруючі м’язи, що розташовані навпроти плавального міхура.

Отже, проаналізувавши всі дані, ми можемо сказати, що риби мають різноманітні органи чуття. Але розвинені вони у всіх по різному. Вони допомагають їм у полюванні, у переховуванні, у пошуку і спілкуванні. Також у підтриманні рівноваги та під час руху. Деякі мають особливості, у деяких взагалі певні рецептори відсутні. Тобто, можна сказати, що рибний світ різноманітний і наповнений цікавими істотами.