علم الأحياء في المدرسة الثانوية. أسماك عظمية فائقة الرتبة

يتكون الأساس المورفولوجي للحركة من الجهاز العضلي الهيكلي. المحرك الفعلي هو العضلات. في العضلات يحدث تحويل الطاقة الكيميائية لـ ATP إلى طاقة ميكانيكية. ومع ذلك، تحتاج العضلة إلى نقطة ارتكاز للانقباض وإنتاج الحركة. تعمل عظام الهيكل العظمي كنقاط دعم للعديد من عضلات الأسماك. يؤدي الهيكل العظمي أيضًا وظيفة بناء النموذج (الشكل 1).

هيكل الهيكل العظمي للأسماك (الشكل 2). من خلال تنوع أشكال أجسام الأسماك، يمكن الحكم على مدى تعقيد هيكل هيكلها العظمي (الشكل 2). خصوصية الأسماك هي أن الكثير منها لديه هيكل عظمي داخلي وخارجي، وهو تقليدي لجميع الفقاريات. ويمكن اعتبار هذا الأخير علامة على الركود التطوري. يتكون الهيكل الخارجي في الأسماك العظمية من حراشف فقط. ومع ذلك، في أسماك الحفش، تم تطوير الهيكل الخارجي بشكل جيد. في الواقع، توجد حراشفها فقط على السويقة الذيلية، ويحمل جزء الجسم والرأس تكوينات عظمية - الحشرات واللوحات والعمود الفقري والعمود الفقري، التي ورثتها الأسماك الحديثة من أسلافها - الأسماك المدرعة.

تتطلب الأسماك متطلبات أقل لصلابة العظام وقوتها مقارنة بالفقاريات الأرضية. وتجدر الإشارة إلى أن الكتلة النسبية للعظام في الأسماك أقل مرتين. تختلف أبعاد الهيكل العظمي للأسماك العظمية بما يتناسب مع وزن الجسم. يمكن وصف هذه العلاقة بمعادلة الانحدار:

Msk=0.033Mbody1.03، حيث Msk هي كتلة الهيكل العظمي، g؛ الجسم - وزن الجسم ز.

تعد كتلة العظام السفلية مهمة جدًا بالنسبة للحيوانات المائية ذات الحجم الكبير جاذبية معينةتؤثر الأنسجة العظمية بشكل كبير على طفو جسم الحيوانات المائية. لذلك، حتى الحيوانات المائية الثانوية (الحيتانيات) في عملية تكيفها مع البيئة المائية اكتسبت طفوًا محايدًا، ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى تفتيح الهيكل العظمي.

تفسر الجاذبية الغائبة فعليًا في البيئة المائية اختلافات كبيرة في البنية العظام الفرديةسمكة وبالتالي، لا تحتوي الأسماك على عظام أنبوبية، وهي متينة للغاية. في حالة التوتر، يمكنها تحمل قوة تبلغ 170 ملي نيوتن / م 2، وفي الضغط أكثر - 280 ملي نيوتن / م 2.

أرز. 1. شكل جسم السمكة :
1-الماكريل؛ 2- جار: 3- ليش؛ 4-أسماك القمر؛ 5 السمك المفلطح 6-ثعبان البحر. 7 سمكة أنبوبية؛ 8- ملك الرنجة؛ 9-الجسم؛ 10- سمكة القنفذ. 11- فرس البحر. 12- المنحدر

في الماء، لا توجد مثل هذه الأحمال: الهيكل العظمي للأسماك لا يؤدي وظيفة دعم الجسم، كما هو الحال في الفقاريات الأرضية. يتم دعم أجسامهم بالمياه نفسها: تتمتع الأسماك بطفو محايد (أو قريب من الحياد).

أرز. 2. هيكل السمكة (الفرخ):
1 - عظام الجمجمة. 2-4، 7، 10، 11 - عظام الزعانف؛ 5- نمط اليورو. 6- فقرات الذيل؛ 8 - فقرات الجذع. 9- الأضلاع. 12- أغطية الخياشيم. 13- الفكين العلوي والسفلي

كما تفتقر عظام الأسماك إلى المادة الإسفنجية التي تمتلئ باللون الأحمر في الحيوانات البرية. نخاع العظم. هذا الأخير غائب في الأسماك، ويتم تنفيذ وظيفة تكون الدم عن طريق أعضاء أخرى.

تتميز عظام الأسماك بأنها مرنة ومرنة، ولكنها ليست هياكل قوية جدًا. يحتوي العظم على مصفوفة عضوية متطورة ومكون معدني. الأول يتكون من ألياف الإيلاستين والكولاجين ويعطي العظام شكلاً معينًا وخصائص مرنة. توفر المكونات المعدنية القوة والصلابة اللازمة لتشكيلات العظام.

تختلف درجة تمعدن عظام الأسماك (teleosts) بشكل كبير: من 20٪ عند الأحداث إلى 60٪ عند كبار السن، ويحدث التمعدن الأكثر نشاطًا للهيكل العظمي في الأسماك في السنة الأولى من الحياة (الجدول 1).

طاولة 1. اعتماد التمعدن الكلي لعظام أسماك الكارب على شدة نموها، نسبة الرماد في المادة الجافة للغطاء الخيشومي

ملحوظة. متوسط ​​البيانات لثلاثة خزانات في مناطق موسكو وسمولينسك و إقليم ستافروبول(أكتوبر 1983).
بالإضافة إلى العمر، يتأثر تمعدن العظام بالأنواع. في الأفراد المتشابهين في العمر من الكارب والصراصير والجثم وسمك السلور من نفس المسطح المائي، تصل الاختلافات في درجة تمعدن غطاء الخياشيم إلى 15٪.

لا تؤثر درجة تمعدن الماء (58-260 ملجم/ لتر) وطبيعة التغذية (بما في ذلك الصيام لمدة 30 يومًا) على مستوى الرماد في عظام الأسماك. ومع ذلك، فإن معدل النمو يؤثر بشكل كبير على هذا المؤشر. إن إصبعيات الكارب التي يتم تربيتها في نفس الظروف، ولكن تختلف في وزن الجسم، لها اختلافات كبيرة في درجة تمعدن الأنسجة العظمية.

يكون التركيب العنصري لرماد العظام أقل استقرارًا مقارنة بالتمعدن العام ويتغير تحت تأثير ظروف تربية الأسماك. بالنسبة لصغار الكارب من سلالات مختلفة (عارية، مرآة، خطية ومتقشرة)، يمكن إعطاء متوسط ​​الخصائص التالية للتركيبة المعدنية الكبيرة والدقيقة للأنسجة العظمية (الجدول 2).

محتوى الكالسيوم في إجمالي العناصر الكبيرة مرتفع، ولكنه يخضع لتغيرات كبيرة، لأن العظام هي مستودع لهذا العنصر. في الظروف القاسيةيمكن أن ينخفض ​​مستوى الكالسيوم في الهيكل العظمي بنسبة 30-35٪ دون عواقب مميتة. يتم تمثيل نسبة كبيرة من التكوينات المعدنية للعظام بمركبات الفوسفور التي تشكل جزءًا من الهيدروكسيباتيت. محتوى الفوسفور في عظام الأسماك أقل مرتين مقارنة بالحيوانات الأرضية، ولكنه مستقر تمامًا (حوالي 10٪). تبلغ نسبة Ca:P في عظام إصبعيات الكارب حوالي 2.7:1.

يوفر المغنيسيوم الموجود في بلورات الهيدروكسيباتيت القوة للأنسجة العظمية للحيوانات الأرضية. تختلف متطلبات الأسماك لقوة العظام، لذا فإن مستوى المغنيسيوم في العظام منخفض (220 ملجم% بدلاً من 1500 ملجم% في الحيوانات البرية). تحتوي الأسماك أيضًا على نسبة أعلى من الكالسيوم والمغنيسيوم (114:1 في صغار سمك الشبوط و50:1 في الحيوانات الأليفة البرية).

التركيبة المعدنية الدقيقة للعظام ليست موحدة. ويتأثر بعدة عوامل (التغذية، العمر، الأنواع). ومع ذلك، ينبغي النظر في العامل الرئيسي الغذائي. تكون نسبة العناصر الدقيقة الفردية في الأنسجة العظمية في ظل ظروف مستقرة لزراعة الأسماك أكثر ثباتًا. وبالتالي، فإن معظم الزنك في العظام (60-100 ملجم٪ من الرماد)، ويحتل الحديد المركز الثاني (15-20 ملجم٪)، يليه المنغنيز (7-16 ملجم٪) والنحاس (1-5 ملجم٪). . ومن المثير للاهتمام أن تركيز الحديد في الماء لا يؤثر على تراكم العنصر في الهيكل العظمي.

يتم تحديد تركيز المعادن الثقيلة في العظام بشكل مباشر من خلال انتشارها في البيئة الخارجية. تكون شدة تراكم المعادن الثقيلة أعلى عند الأحداث. يمكن أن يتجاوز تركيز السترونتيوم (Sr90) في عظام سمك الفرخ والبلطي مستواه في الماء بمقدار 10 مرات. في البلطي، بعد يومين من الاحتفاظ به في الماء المشع، يصل مستوى الإشعاع في العظام إلى مستوى الإشعاع في الماء. وبعد شهرين، كان تركيز السترونتيوم في الهيكل العظمي للبلطي أعلى بستة أضعاف من تركيزه في الماء. علاوة على ذلك، ما مدى سهولة اختراق المعادن الثقيلة أنسجة العظامالأسماك، فإنها تتركها بنفس القدر من البطء. يبقى السترونتيوم في الهيكل العظمي للأسماك لعقود من الزمن، حتى لو تم حفظ الأسماك في بيئة خالية من هذا العنصر.
ينقسم الهيكل العظمي للأسماك العظمية عادة إلى محوري ومحيطي (انظر الشكل 2).

يشمل الهيكل العظمي المحوري العمود الفقري(أجزاء الجذع والذيل)، والأضلاع وعظام الرأس. عدد الفقرات أنواع مختلفةويتراوح عددها من 17 لسمكة القمر إلى 114 لثعبان البحر. في السمكة الغضروفية - ثعلب البحر - يصل عدد الفقرات إلى 365 فقرة. ويمكن تحويل فقرات الجذع الأربع الأولى إلى ما يسمى بجهاز ويبر.

فقرات أجزاء الجذع والذيل ليست متطابقة في البنية. تحتوي فقرة الجذع على جسم، وناتئ شائك علوي، وناتئين شائكين سفليين. عند قاعدة الناتئ الشائك العلوي والحافة العلوية للجسم الفقري يوجد قوس عصبي. يوجد أسفل يمين ويسار فقرات الجذع أضلاع متصلة بالفقرات بشكل متحرك. تتميز فقرات السويقة الذيلية بحقيقة أن نتوءاتها الشائكة السفلية تندمج لتشكل القوس الشرجي والناتئ الهيمالي غير المقترن. وبالإضافة إلى ذلك، لا توجد عظام الضلع في الذيل.

توجد بين أجسام الفقرات طبقات من الكتلة الجيلاتينية - بقايا الوتر، والتي توفر مرونة وصلابة العمود الفقري. وبالتالي فإن العمود الفقري ليس عظمًا واحدًا. تبدو وكأنها سلسلة تتكون من عناصر صلبة - فقرات وأقراص مرنة. ترتبط الفقرات ببعضها البعض بشكل متحرك باستخدام الأربطة المرنة. يوفر هذا التصميم للعمود الفقري قدرًا أكبر من الحركة والمرونة للعمود الفقري في المستوى الأفقي. هذا مهم جدًا بالنسبة للأسماك، حيث يتم تحقيق الحركة الأمامية للأسماك بفضل انحناءات الجسم على شكل حرف S والساق الذيلية.

الهيكل العظمي للرأس لديه بنية معقدةويوحد أكثر من 50 عظمة معظمها مقترنة (الشكل 3). وتشمل عظام الجمجمة والجزء الحشوي من الرأس (عظام الفكين العلوي والسفلي، و5 أزواج من أقواس الخياشيم و4 عظام من أغطية الخياشيم). يتم تمثيل الهيكل العظمي المحيطي بعظام الزعانف غير المقترنة، وعظام أحزمة الزعانف المقترنة، وكذلك عظام العضلات. أساس الزعانف الظهرية والشرجية غير الزوجية هو الشعاعي الذي ترتبط به أشعة الزعانف.

أرز. 3. العظام الرئيسية لرأس الفرخ:
1 - أمامي. 2- الجداري. 3- فوق القذالي. 4- الأنف. 5 - الفك العلوي. 6 - الفك العلوي. 7-طب الأسنان؛ 8-مفصلي؛ 9 - الغلاف المسبق. 10- غطاء؛ 11 - متداخل - 12 - متخفي؛ 13- الصدغي الخلفي. 14- ما قبل الحجاجي. 15- العظام المدارية

الزعانف المزدوجة (الشكل 4) - الصدرية والبطنية - لها هيكل عظمي خاص بها، والذي يمثله عظام الزعنفة الحرة وعظام الحزام المقابل (الكتف أو الحوض). يتكون حزام الكتف للأسماك العظمية من لوح الكتف والغرابي وثلاثة عظام من الكليثروم والعظم الصدغي الخلفي. يعتبر العظم الصدغي الخلفي أحد عناصر الجمجمة وبالتالي يمنح حزام الكتف قوة وعدم حركية نسبية مما يعززها اتصال ثابتكليثروم النصفين الأيمن والأيسر من الجسم.

لا يرتبط حزام الحوض (حزام الزعنفة الحوضية) بشكل صارم بالهيكل العظمي المحوري. يتكون من عظمتين مثلثتين (يمنى ويسارية) ترتبط بهما الزعانف. الأساس العظمي للزعانف الصدرية والحوضية ليس هو نفسه. تحتوي الزعانف الصدرية على ثلاثة أنواع من التكوينات العظمية: البازلية. شعاعي متعددة وأشعة الزعانف.

أرز. 4. عظام الزعانف المزدوجة وأحزمتها:
أ- الأسماك الغضروفية. الزعنفة الصدرية حزام الكتف; II - الزعنفة البطنية مع حزام الحوض 1 - القسم الكتفي؛ 2- القسم الغرابي. 3- البازاليا؛ 4-شعاعي؛ 5 - أشعة الزعانف. 6- الظفرة. 7 شفرة. 8- الغرابي. 9-كلروم. 10- كليثروم خلفي. 11 - سوبراكليتروم. 12-العظم الصدغي الخلفي؛ 13-عظم الحوض

عادة ما تكون الزعانف الشعاعية غائبة في الزعانف البطنية للأسماك العظمية. يجب التأكيد على أن الجزء الداعم من الزعانف الصدرية هو بشكل عام أكثر كمالا. لديهم أيضًا نظام عضلي أكثر تطوراً. ولهذا السبب توفر الزعانف الصدرية أفعالًا سلوكية معقدة، والتي سيتم مناقشتها بشكل منفصل.

الجهاز العضلي الهيكلي

الأسماك العظمية لها هياكل عظمية أكثر أو أقل عظمية. تتشكل العظام بطريقتين. تنشأ العظام الجلدية أو التكاملية في طبقة النسيج الضام للجلد، وتنشأ العظام الغضروفية نتيجة استبدال الغضاريف مادة العظام. يتكون الهيكل العظمي من الجمجمة والعمود الفقري والهيكل العظمي للزعنفة. تحتوي الجمجمة على فكين وأقواس خيشومية.

تتمثل عضلات الأسماك العظمية في عضلتين رئيسيتين تقعان على طول الجسم ويفصل بينهما فواصل مصنوعة من النسيج الضامإلى أجزاء منفصلة. كما يتم تطوير عضلات البلعوم والعضلات التي تتحكم في حركة الزعانف.

الجهاز الهضمي

يشمل الجهاز الهضمي للأسماك العظمية الأقسام التالية: تجويف الفم والبلعوم والمريء والمعدة والأمعاء. تنتهي الأمعاء عند فتحة الشرج. لا يوجد مجرور. في المجموعات البدائية يوجد صمام حلزوني. الغدد اللعابيةمفقود. حساب التفاضل والتكامل الأسنان. الغدد الهضمية هي الكبد والبنكرياس. إن نمو المريء ذو الجدران الرقيقة هو مثانة السباحة، التي تنظم بها الأسماك طفوها.

فئة الأسماك الغضروفيةهيكل عظمي. بسبب الحاجة إلى حماية أكثر موثوقية للجهاز العصبي والأعضاء الأخرى ودعم أقوى بشكل كبير الجهاز العضليتطورت الأسماك المعنية الهيكل العظمي الغضروفيغالبًا ما تكون متكلسة (الشكل 79). قسم المخجماجم أكبر من تلك التي لا فك لها، مغلقة من جميع الجوانب (مع وجود ثقب صغير في منتصف السقف). يشتمل الجزء الحشوي من الجمجمة على: غضروفان حنكيان (يمين ويسار)، يعملان كالفكين العلويين؛ اثنان من غضروف ميكل (الأيمن والأيسر)، يعملان كفكين سفليين؛ القوس اللامي، ويتكون من غضروفين علويين (الأيمن والأيسر)، متصلين بهما جمجمة الدماغحيث توجد المتاهات، والغضروفان السفليان (اللامي)؛ أقواس خيشومية مجزأة (اليمين واليسار، وعددها في معظم الأنواع هو 5-7). وبدلاً من الحبل الظهري، تطور العمود الفقري. تتكون كل فقرة من جسم ذو أسطح مقعرة (أمامية وخلفية). تسمى هذه الفقرات ثنائية التقعر أو برمائية. يتم الحفاظ على الحبل الظهري كقضيب ضيق يمر عبر مراكز الأجسام الفقرية. تمتد عمليتان إلى الأعلى من أجسام الفقرات، التي تشكل القوس العلوي مع الناتئ الشائك. تمتد العمليات العرضية التي تشكل القوس السفلي إلى أسفل من الأجسام الفقرية ومنها - أضلاعه قصيرة. في القناة، التي تتكون من ثقوب في الأقواس العلوية للفقرات والصفائح المقحمة بين الفقرات، يوجد الحبل الشوكي.

الجهاز الهضمي. الغالبية العظمى من البلاستيبرانش هي حيوانات آكلة اللحوم. تجويف الفم واسع النطاق، والفكين مسلحون بقوة أسنان حادةوالتي نشأت من حراشف بلاكويد التي انتقلت إلى الفم أثناء عملية التطور. يتم ترتيب الأسنان في عدة صفوف. عندما تتآكل أسنان الصف الأمامي، يتم استبدالها بأسنان الصف التالي. يلي تجويف الفم البلعوم والمريء القصير والمعدة الضخمة والأمعاء والمذرق.

تفتح قنوات الكبد والبنكرياس في الجزء الأولي من الأمعاء. الأمعاء أقصر من تلك الموجودة في الأسماك العظمية، لكن سطحها الداخلي متضخم بشكل كبير بسبب وجود طية حلزونية يمكن أن يصل عدد دوراتها إلى خمسين دورة.

الكبد يتكون من ثلاثة فصوص وهو كبير جدًا، وفي بعض الأنواع تصل كتلته إلى 14-25٪ من الجسم بأكمله. يمكن أن تتراكم الكثير من الدهون، والتي يتم استهلاكها خلال فترات نقص الغذاء أو زيادة إنفاق الطاقة. يؤدي تراكم الدهون إلى تقليل كتلة الجسم النوعية، مما يساعد على زيادة قدرة هذه الأسماك على الطفو. لا يمتلك البنكرياس شكلًا مضغوطًا بعد ويتم تمثيله، كما هو الحال في السيكلوستوم، في مناطق منفصلة مجاورة لجدران بداية الأمعاء والكبد.

الغذاء ل elasmobranchs هو أسماك مختلفة. ويأكل الكثير منهم القشريات والرخويات والديدان واللافقاريات الأخرى. ومن المثير للاهتمام أن أكبر أسماك القرش - أسماك قرش الحوت (طول الجسم 15 مترًا) وأسماك القرش العملاقة (طول الجسم 20 مترًا) - تتغذى، مثل حيتان البالين، على العوالق، وترشح الماء من خلال أفواهها.

أصدقاء! نواصل دراسة الحيوانات التي تنتمي إلى شعبة Chordata وشعبة الفقاريات أو الجمجمة. ننتقل اليوم إلى فئة الحوت الفائقة. هذا موضوع واسع إلى حد ما وسيتم تقسيم دراسته إلى عدة دروس فيديو.

اليوم سنتحدث عنه الخصائص العامةوتصنيف الطبقة الفائقة للأسماك، في العددين التاليين سنحلل بالتفصيل بنية الأسماك باستخدام مثال الفرخ النهري، ثم ننتقل إلى النظر في خصائص التكاثر ودراسة تنوع رتب الأسماك.

الهيكل الخارجي للأسماك

الأسماك حيوانات مائية. من أجل التحرك بنشاط في البيئة المائية، فإن جسم الأسماك لديه شكل مبسط.

يمكن تقسيم جسم السمكة إلى:

• رأس
• الجذع
• والذيل

الحد الفاصل بين الرأس والجسم هو الحافة الخلفية لأغطية الخياشيم، والحد بين الجسم والذيل هو الزعنفة الشرجية.

الجزء العلوي من جسم السمكة مغطى بالجلد، والذي يتكون من:

• الكوريوم أو الأدمة
• والبشرة متعددة الطبقات (كما هو الحال في جميع الفقاريات).

تحتوي البشرة على العديد من الغدد المخاطية، ويكون الجزء العلوي من البشرة في معظم الأسماك مغطى بالقشور.

يساعد شكل الجسم الانسيابي والغدد المخاطية والقشور الأسماك على التحرك بسرعة وسهولة في الماء.

يتحركون بمساعدة انحناءات الجسم وبمساعدة الزعانف الصدرية والبطنية المقترنة، المسؤولة بشكل أساسي عن الحركة العمودية، بالإضافة إلى الزعنفة الذيلية غير المقترنة، والتي تعمل كدفة.

الزعانف المزدوجة للأسماك - الصدرية والبطنية، غير الزوجية - الظهرية والشرجية والذيلية

تشمل الزعانف غير المزدوجة أيضًا في الأسماك الزعانف الظهرية والشرجية، والتي تعمل على تثبيت جسم السمكة في وضع مستقيم.

الزعانف:

• الثديين المقترنين
• يقترن البطن
• ظهري غير مقترن (1 أو أكثر)
• الشرج غير المتزوج
• الذيلية غير الزوجية

الجهاز العضلي الهيكلي للأسماك

تتمتع الأسماك بهيكل عظمي متطور، وينقسم إلى:

1. الهيكل العظمي المحوري، الذي يتضمن:

• العمود الفقري،
• رأس جمجمة أو هيكل عظمي
• والأضلاع

2. الهيكل العظمي للأطراف، الذي يتضمن:

• هيكل عظمي للزعانف المقترنة (الجزء الحر والأحزمة)
• والهيكل العظمي للزعانف غير المقترنة.

هيكل عظمي للأسماك - تظهر الصورة الهيكل العظمي لسمكة عظمية

يتكون الهيكل العظمي للسمكة من جمجمة وعمود فقري وأضلاع وهيكل عظمي من الزعانف المزدوجة وغير المزدوجة

في ممثلي فئة الأسماك الغضروفية، يتكون الهيكل العظمي فقط من الأنسجة الغضروفية. يمتلك ممثلو فئة الأسماك العظمية غضاريفًا وأنسجة عظمية في هيكلهم العظمي.

يوفر العمود الفقري الدعم و وظائف الحماية- الحبل الشوكي محمي بواسطة الأقواس الفقرية. يتكون العمود الفقري من قسمين - الجذع والذيلية. تحتوي فقرات العمود الفقري الجذعي على عمليات جانبية ترتبط بها الأضلاع.

ويمثل الهيكل العظمي للرأس الجمجمة التي يتصل بها الفكين والأقواس الخيشومية، وفي الأسماك العظمية توجد أغطية الخياشيم. ش الأسماك الغضروفيةلا توجد أغطية الخياشيم.

يتكون الجهاز الهضمي من الفم والبلعوم والمريء والمعدة والأمعاء، حيث تنفتح قنوات الكبد والمرارة وكذلك البنكرياس. وتنتهي الأمعاء بفتحة الشرج، التي تفتح أمام الزعنفة الشرجية.

الأسماك العظمية فقط هي التي تمتلك مثانة للسباحة.

تمتلك الأسماك مثانة سباحة، وهي ثمرة للأنبوب المعوي. تمتلئ مثانة السباحة بالغازات ويمكن أن تتوسع وتنكمش. وفي هذه الحالة تتغير الكثافة النوعية للجسم ويمكن للأسماك أن تتحرك في عمود الماء في الاتجاه الرأسي. الأسماك العظمية فقط لديها مثانة للسباحة، أما الأسماك الغضروفية فلا تمتلكها.

الجهاز التنفسي للأسماك

تتنفس الأسماك باستخدام الخياشيم

يتم تنفس الأسماك باستخدام الخياشيم. يدخل الماء إلى الفم، ثم يمر الماء من البلعوم عبر الخياشيم إلى البيئة الخارجية، بينما تكون الأوعية الدموية الموجودة في خيوط الخياشيم مشبعة بالأكسجين.

نظام الدورة الدموية للأسماك المغلقة

يحتوي الجهاز الدوري على دورة واحدة في جميع الأسماك باستثناء الأسماك الرئوية. يوجد قلب مكون من غرفتين يتكون من الأذين والبطين.

يتكون الجهاز العصبي من:

• القسم المركزي، والذي يمثله الدماغ والحبل الشوكي و
• القسم المحيطي، ويتكون من الأعصاب القحفية والعمود الفقري.

يتكون دماغ السمك، مثل جميع الفقاريات، من خمسة أقسام.

يتكون الجهاز العصبي للأسماك من الدماغ والحبل الشوكي والأعصاب الممتدة منهما.

تم تطوير الفصوص الشمية للدماغ الأمامي بشكل جيد، لأنها مناسبة جدًا للأسماك دور مهمتلعبها أعضاء الحواس الكيميائية - الشم والذوق. تقع المراكز البصرية في الدماغ المتوسط.

كما تم تطوير المخيخ بشكل جيد، وهو المسؤول عن مجموعة متنوعة من الحركات. هناك أجهزة خطية جانبية تسمح للأسماك بتحديد اتجاه حركة الماء. هناك أجهزة التوازن والسمع.

يتكون الجهاز الإخراجي للأسماك من الكلى والحالب والمثانة.

يتم تمثيل نظام الإخراج من خلال الكلى والحالب المقترنة على شكل شريط مثانةالذي يفتح في مجرى البول الذي يقع بجوار فتحة الشرج.

الجهاز التناسلي للأسماك

معظم الأسماك ثنائية المسكن، لدى الذكور خصيتان، ولدى الإناث مبيضان. تضع الإناث البيض (البيض) في الماء، ويضع الذكور الحيوانات المنوية. يحدث التسميد في البيئة الخارجية.

بيض السمك - البيض

وفي العديد من الأسماك الغضروفية، وفي بعض الأسماك العظمية، يكون الإخصاب داخليًا، وتلد الإناث الزريعة.

تصنيف الأسماك

حاليا، حوالي 30 ألف نوع من الأسماك معروفة. إن تصنيف الأسماك معقد للغاية، وسوف نفكر في رسم تخطيطي مبسط إلى حد ما. حاليا في مصادر مختلفةيمكن ايجاده خيارات مختلفةالنظاميات.

فئات الأسماك الغضروفية والعظمية

تشتمل الطبقة العليا من الأسماك على فئتين - الأسماك الغضروفية والأسماك العظمية.

الهيكل العظمي للأسماك الغضروفية، كما يوحي اسمها، يتكون فقط من الأنسجة الغضروفية.

تشمل الأسماك الغضروفية أسماك القرش والشفنينيات والكيميرا

إلى فئة الأسماك الغضروفيةيتصل:

• ترتيب Sharkiformes,
• فرقة الراي اللساع
• وترتيب Chimeraformes.

تتميز الأسماك الغضروفية بالميزات التالية: لا تحتوي على مثانة سباحة ولا أغطية خيشومية.

الأسماك الغضروفية - أسماك القرش والأشعة

يعد ترتيب الأسماك العظمية هو الأكثر عددًا، حيث ينتمي إليه ما يصل إلى 96٪ من أنواع الأسماك.

تشمل الأسماك العظمية الفئات الفرعية ذات الزعانف الشعاعية والفصوص الزعانف

إلى صنف الأسماك العظميةالرجوع اثنين فئة فرعية —

• فص الزعانف
• والأسماك ذات الزعانف.

بودكاس فص الزعانفيتضمن اثنين superorder —

• فص الزعانف
• ومتنفسات الرئة.

لقد انقرض معظم ممثلي الأسماك ذات الزعانف الفصية والأسماك الرئوية، ويعتبرون أسلاف الزواحف.

ل فئة فرعية من راي الزعانفتشمل الأسماك أوامر فائقة:

• الجانويدات الغضروفية
• والأسماك العظمية.

ل الجانويدات الغضروفيةينطبق

• طلب سمك الحفش أو الأسماك العظمية الغضروفية.

يتكون هيكلهم العظمي من الغضاريف والأنسجة العظمية.

أسماك عظمية فائقة الرتبةالأكثر عددا، معظمهم ينتمون إليه الأسماك الحديثة- هؤلاء هكذا فرق، كيف

• سمك مملح،
• السلمونيات,
• مثل الكارب،
• الأداء,
• سمك القد.

وسيتم عرض خصائص مختلف أوامر الأسماك في الأعداد المقبلة.

ناتاليا بوبوفا

ل فئة الأسماك العظميةتشمل معظم أنواع الأسماك (أكثر من 20 ألف نوع)، وتسكن بشكل رئيسي المسطحات البحرية والمياه العذبة، حيث تعيش على أعماق مختلفة، وهو ما يتحدد بتنوع أشكال أجسامها، وكذلك أحجامها.

تتم حركة الأسماك العظمية بمساعدة الزعانف. الفم مسلح بفك متحرك. تتجلى السمات الجديدة للتنظيم الأعلى في هذه الفئة، أولاً وقبل كل شيء، في تحجر هيكلها العظمي الداخلي وفي ظهور تكوينات عظمية مختلفة في الجلد في العديد من الأنواع. وهذا يجعلها أكثر متانة الجهاز العضلي الهيكليالجسم، ويحمي اعضاء داخلية.

يمكن ملاحظة تغييرات كبيرة في بنية الجهاز الخيشومي: فقد تطورت الأسماك العظمية يغطي الخياشيم‎حماية الجهاز التنفسي.

من الأهمية بمكان في الأسماك العظمية وجود عضو غريب مثل المثانة السباحة. إنه نتوء من الأمعاء الذي انفصل وتحول إلى جهاز هيدروستاتيكي - أحد الأعضاء المرتبطة بالسباحة. يقع في تجويف الجسم على طول العمود الفقري ويمتلئ بخليط من الغازات. توجد شعيرات دموية في جدران المثانة. يمتص الدم المتدفق من خلالها الغازات من المثانة أو يطلقها فيها. التغيرات في حجم الغازات فيه تغير كثافة الأسماك، ونتيجة لذلك تغرق الأسماك في الأعماق أو ترتفع إلى الطبقات العليا من الخزان.

في بعض الأسماك (سمك الحفش، والأسماك الرئوية، وأسماك اللوبفين)، تنفتح المثانة الهوائية في الأمعاء، وفي حالات أخرى (وهذه هي الأغلبية) ليس لها أي اتصال بالأمعاء. وعندما تنقبض الفقاعة، يقل حجم جسم السمكة، ويصبح أثقل نسبياً، وتغوص السمكة إلى القاع؛ وعندما تتوسع، يزداد حجم الجسم، وترتفع السمكة إلى الطبقات العليا من الماء؛ وبالتالي، تساعد المثانة السباحة الأسماك على البقاء في أعماق مختلفة دون استهلاك الكثير من الطاقة العضلية.

على الرغم من التنوع الكبير في أشكال الجسم، إلا أن الأسماك لها أوجه تشابه كبيرة في البنية الخارجية.

جسم السمكة انسيابي. يتحول الرأس تدريجياً إلى الجسم والجسم إلى الذيل. الجسم مغطى بالمقاييس. يحتوي الجلد على غدد تفرز المخاط مما يقلل الاحتكاك عند الحركة. توفر الزعانف الصدرية والحوضية التوازن أو الدوران أو التوقف المفاجئ أو الحركات البطيئة للأمام للأسماك. تشمل الزعانف غير الزوجية الزعانف الظهرية والذيلية والشرجية. تعمل الزعنفة الذيلية كدفة وهي ضرورية للحركة إلى الأمام. الزعانف الظهرية والشرجية تمنح الأسماك الاستقرار.

هيكل عظمي. دعم جسم السمكة هو العمود الفقري العظمي، ويمتد من الرأس إلى الزعنفة الذيلية. تتكون كل فقرة من جسم وقوس علوي ينتهي بعملية متفوقة طويلة. مزيج من أشكال الأقواس العلوية نفق فقريالذي يحتوي على الحبل الشوكي. في منطقة الجذع، يتم ربط الأضلاع بالفقرة. الهيكل العظمي للرأس، الجمجمة، مفصلي مع العمود الفقري في الأمام. يعمل الهيكل العظمي بمثابة دعم للعضلات وحماية للأعضاء الداخلية.

توجد تحت جلد السمكة عضلات متصلة بالعظام. يؤدي تقلصها واسترخائها إلى ثني الجسم وتحريك الفكين وأغطية الخياشيم والزعانف. يوجد في الجذع، تحت العمود الفقري، تجويف في الجسم توجد فيه الأعضاء الداخلية. تلتقط العديد من الأسماك فريستها وتمسكها بأسنان حادة تجلس على فكيها. من تجويف الفممن خلال البلعوم والمريء، يدخل الطعام إلى المعدة، حيث يكون تحت التأثير عصير المعدةيبدأ في الهضم. ينتهي الأمر بالأغذية المعدلة جزئيًا الأمعاء الدقيقةحيث يتم هضمه تحت تأثيره عصير هضميالبنكرياس والصفراء القادمة من الكبد. يتم امتصاص العناصر الغذائية إلى الدم من خلال جدران الأمعاء، و بقايا غير مهضومةخلال فتحة الشرجيتم طردهم.

الجهاز التنفسيممثلة بالخياشيم، التي تتكون من خيوط خيشومية، يوجد بينها شقوق خيشومية. يغسل الماء من خلال فتحات الخياشيم خيوط الخياشيم التي تتخللها الشعيرات الدموية الصغيرة ويخرج من تحت غطاء الخياشيم. يمتص الدم الذي يتدفق عبر الشعيرات الدموية الأكسجين من الماء ويطلق ثاني أكسيد الكربون.

نظام الدورة الدموية. تسمى الأوعية التي يخرج منها الدم من القلب بالشرايين، وتلك التي تنقل الدم إلى القلب تسمى الأوردة. من الأذين، يتم دفع الدم إلى البطين، ومنه إلى شريان كبير - الأبهر البطني. يتم منع تدفق الدم إلى الوراء عن طريق صمامات القلب. يذهب الشريان الأورطي البطني إلى الخياشيم؛ وتمتد الشعيرات الدموية من الشريان الأورطي، وتحمل الدم الغني بثاني أكسيد الكربون إلى الخياشيم.

الخياشيم تطلق الدم منها ثاني أكسيد الكربون، مشبع بالأكسجين ويحمل عبر الشريان الأبهر الظهري وفروعه (الشعيرات الدموية الدقيقة) إلى الأنسجة والأعضاء، حيث يحدث تبادل الغازات عبر جدران الشعيرات الدموية. يتجمع الدم في الأوردة وينتقل عبرها إلى الأذين. الدورة الدموية مغلقة، لأن الدم يدور بشكل مستمر في نفس الدائرة المغلقة.

الجهاز الإخراجي. تقع الكلى على شكل شريط بين العمود الفقري والمثانة السباحة. يتم جمع البول المتكون فيها من خلال الحالب إلى مثانة، الذي يفتح للخارج بفتحة.

وسط الجهاز العصبي يبدو وكأنه أنبوب. يتم تعديل الجزء الأمامي منه إلى الدماغ، وتحميه العظام الجمجمة. يوجد في دماغ الفقاريات الدماغ الأمامي, الدماغ البيني, الدماغ المتوسط، المخيخ، النخاع المستطيل. الأسماك لها أدمغة صغيرة. الأكثر تطوراً هما الدماغ المتوسط ​​والمخيخ، اللذان يتحكمان في توازن السمكة وتنسيق حركتها.

يتم توفير اتجاه الأسماك في الماء عن طريق الحواس: الرؤية، السمع، الشم، اللمس، الذوق، بالإضافة إلى جهاز حسي خاص - الخط الجانبي. هذه قناة مغمورة في الجلد توجد فيها نهايات عصبية تدرك التغيرات في الضغط واتجاه تدفق الماء. تتواصل القناة مع البيئة الخارجية من خلال ثقوب في الحراشف التي تغطي القناة من الأعلى.

التكاثر. معظم الأسماك ثنائية المسكن. تمتلك الأنثى مبيضًا في تجويف جسمها، حيث ينمو البيض (البيض). لدى الذكور زوج من الخصيتين الطويلتين حيث تتطور الحيوانات المنوية. في معظم الأسماك، يكون الإخصاب خارجيًا. تسمى عملية إطلاق البيض والسائل المنوي في الماء بالتفريخ.

تتغذى اليرقات الخارجة من البيض أولاً على احتياطيات الصفار، ثم على الطحالب وحيدة الخلية والطفيليات. بعد أن خضعت لعدد من التغييرات، تتحول اليرقات إلى زريعة، وجسمها مغطى بالفعل بالمقاييس. تنمو الزريعة بسرعة نسبيًا، وتصل إلى حجم الأسماك البالغة. للتكاثر، تبحث الأسماك عن الأماكن التي يمكن أن تضع فيها البيض، حيث توجد شروط لتطوير الميراث. تضع العديد من الأسماك بيضها في الخزانات التي تعيش فيها، على سبيل المثال، جثم النهر، الكارب، سمك السلور، الخ.

تسافر أنواع أخرى لمسافات طويلة بحثًا عن مواقع التكاثر، ويمكنها تغيير موطنها بالكامل إلى موطن آخر: فبعضها يهاجر من البحار إلى الأنهار، والبعض الآخر بالعكس. تسمى هذه الأسماك المهاجرة بالأسماك المهاجرة (سمك السلمون، سمك السلمون الوردي، سمك السلمون الأحمر، سمك السلمون، وما إلى ذلك). أثناء رحلة التفريخ، تقطع الأسماك مئات الكيلومترات، وغالبًا ما تصاب بالإرهاق وتموت بعد التفريخ.

ومن الأمثلة المثيرة للاهتمام على التكيف مع التكاثر ثعبان المياه العذبة. الذين يعيشون في المياه العذبة في أوروبا، يذهبون إلى الجزء المحايد من المحيط الأطلسي، إلى بحر سارجاسو، لتفرخ. ومن هناك لا يعود الكبار. بمجرد أن يحمل تيار الخليج الدافئ يرقات ثعبان البحر إلى شواطئ شمال أوروبا. بمجرد وصولها إلى النهر، تتحول اليرقات إلى زريعة، والتي تنمو لتصبح بالغة في المسطحات المائية العذبة. لا يزال لغزا أمام العلماء كيف تجد الثعابين بحر سارجاسو وما الذي يجعلها تقطع مسافة 4000 إلى 7000 كيلومتر بحثا عنه؟

تضع بعض الأسماك عددًا كبيرًا من البيض (سمك القد - 9 ملايين، الكارب - 800000، بايك - 300000، وما إلى ذلك)، تاركة براثنها دون أي حماية من عدد كبير من الأعداء الذين يتغذون على البيض، ومن الكوارث الطبيعية، وما إلى ذلك، يعد عدد كبير جدًا من البيض الذي تضعه سمكة بالغة نوعًا من التكيف مع الإنجاب، لأن هذا هو ما يجعل من الممكن لبعضها على الأقل أن يتطور إلى يرقة، ومنها إلى سمكة بالغة.

عدد قليل جدًا من الأسماك يحمي مخلب البيض، ويطرد الأعداء منه، ويروي بالمياه العذبة، ويعتني بوصول الأكسجين، وما إلى ذلك. في مثل هذه الأسماك، على سبيل المثال، سمك أبو شوكة، سمكة مقطوعة، عادة ما يكون عدد البيض صغيرًا. تساعد رعاية الوالدين جميع البيض تقريبًا على التطور بشكل طبيعي، ويمكن لمعظم اليرقات، ثم القلي، البقاء على قيد الحياة وإنجاب ذرية في المستقبل.

الأهمية الاقتصادية للأسماك

يتم صيد حوالي 70 مليون طن من الأسماك سنويًا في العالم. يستخدم لحم السمك في الغذاء. وبالإضافة إلى ذلك، يتم الحصول على الدهون والفيتامينات من الأسماك. يتم إنتاج وجبة العلف من مخلفات صناعة صيد الأسماك لتسمين الماشية.

ومن أجل الاستخدام الرشيد للموارد السمكية وزيادتها، يتم تطبيق عدد من التدابير لتعزيز حماية وتكاثر الأسماك. أنشئت بموجب القانون طرق معينةومواعيد الصيد . يتم تسهيل زيادة عدد الأسماك عن طريق تربية الأسماك - تربية الزريعة في حمامات صناعية مع إعادة توطينها لاحقًا في الخزانات الطبيعية. تتم تربية بعض الأسماك (الكارب، الكارب الفضي) من الزريعة إلى الأسماك البالغة في خزانات طبيعية أو صناعية صغيرة - أحواض.

يعد صيد الأسماك في البرك أحد المجالات الواعدة للاقتصاد أهمية عظيمةفي زيادة الموارد السمكية.

على عكس الفقاريات الأرضية التي لها جمجمة كمية كبيرةعظام مندمجة، تحتوي جمجمة السمكة على أكثر من 40 عنصرًا عظميًا يمكنها التحرك بشكل مستقل. يتيح لك ذلك تمديد الفكين وتحريك الفكين عن بعضهما البعض وخفض جهاز الخياشيم وأرضية تجويف الفم.

ترتبط العناصر المتحركة بالقحف العصبي المفصلي بشكل أكثر صلابة والذي يحيط بالدماغ. يتكون القحف العصبي للأسماك العظمية تطوريًا من الجمجمة الغضروفية للأسماك الغضروفية، والتي تنمو عليها الصفائح العظمية الجلدية.

ثعابين موراي لها زوجان من الفكين. أما الزوج الثاني، المسمى البلعومي أو البلعومي، فيقع خلف الجمجمة. على الرغم من أن الفكين الداخليين لا يمتدان إلى ما هو أبعد من الفكين الخارجيين، إلا أنهما يساعدان في الإمساك بالفريسة بقوة أكبر.

تم تشكيل الفكين في فئات الأسماك العظمية والغضروفية تطوريًا من الزوج الثالث من الأقواس الخيشومية (كما يتضح من أساسيات أول زوجين من الأقواس في أسماك القرش - ما يسمى بالغضاريف الشفوية). في الأسماك العظمية، يحمل الفكان مجموعات الأسنان الرئيسية الموجودة على عظام الفك العلوي والفك العلوي (الفك العلوي) ( الفك العلوي)، على الأسنان والمفاصل (الفك السفلي). تشكل عدة مجموعات متخصصة من العظام أرضية تجويف الفم وتدمج الفكين مع عناصر أخرى من الجمجمة. يقع القوس الجيودي الأكثر منقاريًا (في الأمام) والذي يلعب دورًا مهمًا في تغيير حجم تجويف الفم. وخلفها تأتي الأقواس الخيشومية التي تحمل الخياشيم. هياكل الجهاز التنفسي، والأكثر موقعًا في الذيل هو ما يسمى بالفكين البلعوميين، والذي يمكن أن يحمل أسنانًا أيضًا.

أثناء التغذية، تقوم العضلات التي تخفض مجمع الفك السفلي بإزاحة هذا المجمع بحيث يتحرك الفكين للأمام. في هذه الحالة، يتم توليد قوة الشفط في تجويف الفم عن طريق خفض أرضية الفم. الغطاء الخيشومي يغطي الخياشيم. يؤدي هذا المزيج من الحركات إلى سكب الماء وسحب الطعام إلى الفم.

أنواع الزعانف الذيلية للأسماك.

(أ) - غير متجانسة،

(ب) - بروتوسيركال،

(ج) - هوموسيركال،

(د) - ديفيسيركال

يتم إنتاج القوة الدافعة عند سباحة الأسماك بواسطة الزعانف: مقترنة (صدرية وبطنية) وغير مقترنة - ظهرية، شرجية، والذيلية. علاوة على ذلك، في أسماك البروراي، تتكون الزعانف من أشعة عظمية (في بعض الأسماك البدائية، غضروفية) متحدة بغشاء. يمكن للعضلات المرتبطة بالأشعة الرئيسية أن تتكشف أو تسحب الزعنفة، أو تغير اتجاهها أو تولد حركات تشبه الموجة. الزعنفة الذيلية، والتي تعتبر المولد الرئيسي للحركة في معظم الأسماك، مدعومة بمجموعة من العظام المسطحة الخاصة (urostyle، وما إلى ذلك) والعضلات المرتبطة بها بالإضافة إلى العضلات الجانبية للجسم. وفقًا للنسبة بين أحجام الفصين العلوي والسفلي، يمكن أن يكون سباح الذيل متجانسًا (عندما يكون كلا الفصين متساويين في الحجم؛ وهذا أمر نموذجي بالنسبة لمعظم أسماك البروراي) أو غير متجانس (عندما يكون أحد الفصين، عادةً ما يكون العلوي، أكبر من الآخر؛

يتكون العمود الفقري للأسماك من فقرات منفصلة، ​​غير مدمجة في أي جزء منها. فقرات الأسماك برمائية (أي أن كلا سطحيها النهائيين مقعران)، ويوجد بين الفقرات طبقة غضروفية؛ القوس العصبي الموجود فوق الجسم الفقري يحمي الحبل الشوكي الذي يمر عبره. من الفقرات الموجودة في الجسم، تمتد العمليات الساحلية إلى الجوانب التي ترتبط بها الأضلاع. في الجزء الذيلي من العمود الفقري لا توجد نتوءات جانبية على الفقرات، ولكن بالإضافة إلى القوس العصبي يوجد قوس وعائي متصل بالفقرة من الأسفل ويحمي الفقرات الكبيرة التي تمر عبرها. وعاء دموي- الأبهر البطني. تمتد العمليات المدببة عموديًا لأعلى ولأسفل من الأقواس العصبية والأوعية الدموية.

بواسطة الجانب الأيمنوعلى الجانب الأيسر من العمود الفقري يمتد غشاء من النسيج الضام يسمى الحاجز الأفقي (الحاجز) ويقسم عضلات جسم السمكة إلى أجزاء ظهرية (علوية) وبطنية (سفلية) تسمى ميوميريس.

تسبح الأسماك بفضل انقباض العضلات التي ترتبط بالعمود الفقري عن طريق الأوتار. تحتوي الخلايا العضلية الموجودة في جسم السمكة على بنية مخاريط، متداخلة داخل واحدة، ومفصولة بحاجز من النسيج الضام (myosepta). ينتقل تقلص العضلات من خلال الوتر إلى العمود الفقري، مما يدفعه إلى حركة تشبه الموجة - على طول الجسم بالكامل، أو فقط في الذيل.

وبشكل عام يتم تمثيل عضلات الأسماك بنوعين من العضلات. يتم استخدام العضلات "البطيئة" أثناء السباحة الهادئة. تتأكسد ببطء وتحتوي على الكثير من الميوجلوبين الذي يمنحها لونها الأحمر. يحدث التمثيل الغذائي فيها بسبب الأوكسجين العناصر الغذائية. بفضل تشبع الأكسجين المستمر، لا يمكن أن تتعب هذه العضلات الحمراء لفترة طويلة، وبالتالي يتم استخدامها أثناء السباحة الرتيبة الطويلة. على عكس العضلات الحمراء، فإن العضلات البيضاء "السريعة" التي تحتوي على استقلاب سكري خلوي بدلاً من الأكسجين قادرة على الانكماش السريع والمفاجئ. يتم استخدامها للهزات السريعة والمفاجئة، ويمكن أن تولد قوة أكبر من العضلات الحمراء، ولكنها تتعب بسرعة.

كما أن العضلات في العديد من الأسماك يمكنها القيام ببعض الوظائف الأخرى إلى جانب الحركة. في بعض الأنواع تعمل كمنظمات حرارية. في أسماك التونة (Scombridae)، يحافظ نشاط العضلات على درجة حرارة الدماغ أعلى من أجزاء الجسم الأخرى عندما تصطاد الحبار في المياه العميقة الباردة.

يتم استخدام التيارات الكهربائية الناتجة عن تقلص العضلات بواسطة خطم الفيل كإشارة اتصال؛ في الأشعة الكهربائية، تُستخدم النبضات الكهربائية الناتجة عن العضلات المعدلة لهزيمة الحيوانات الأخرى. تعديل خلايا العضلاتلقد تطور أداء وظيفة البطارية الكهربائية بشكل مستقل ومتكرر في أنواع مختلفة: عضلات العينفي أسماك النجوم (Uranoscopidae) أو عضلات المضغ (الأشعة الكهربائية) أو العضلات المحورية (الثعابين الكهربائية).