Практикум по зоологии: Учебное пособие - Т. А. Дауда 2014

Многоклеточные
Хордовые
Подтип Позвоночные, или черепные - Надкласс Рыбы - Класс Костные рыбы

Общая характеристика

Класс Костные рыбы включает в себя подавляющее большинство видов всего надкласса рыб и около половины (более 20 тыс.) всех видов позвоночных животных. Костные рыбы обитают в самых разнообразных водоемах. Основными общими признаками костных рыб являются следующие особенности организации. Скелет в той или иной мере костный. Межжаберные перегородки в той или иной мере редуцированы, и жаберные лепестки лежат непосредственно на жаберных дужках. Всегда имеется костная жаберная крышка, прикрывающая снаружи жаберный аппарат. У подавляющего числа видов есть плавательный пузырь — важный гидростатический орган, имеющий приспособительное значение для перемещения рыб из одного горизонта воды в другой.

У большинства костных рыб оплодотворение наружное, икра мелкая, лишенная рогообразных оболочек. Живорождение бывает у ничтожного числа видов.

Классификация костных рыб крайне трудна, и в настоящее время нет единого взгляда на этот вопрос.

Для знакомства с внешним строением, вскрытия и изучения особенностей внутреннего строения можно использовать широко распространенного в пресных водоемах Европы и Азии речного окуня.

Речной окунь (Perca fluviatilis).

Речной окунь — хищник. Он питается различными беспозвоночными и рыбой, часто поедает большое количество мальков, поэтому вреден в местах рыборазведения.

Материал и оборудование. На одного-двух студентов необходимы: свежеубитый и фиксированный в формалине окунь; препаровальная ванночка; скальпель; ножницы; пинцет; препаровальные иглы; булавки (10-15 шт.); вата гигроскопическая; марлевые салфетки; ручная лупа; часовые стекла; чашки Петри; таблицы: «Внутреннее строение окуня»; «Схема кровеносной системы рыб» и «Строение головного мозга рыб».

Задание. Познакомиться с особенностями внешнего строения окуня. Обратить внимание на приспособление рыб к водному образу жизни. Произвести вскрытие, запомнить топографию внутренних органов. Отпрепарировать и изучить строение отдельных органов и систем органов. Сделать следующие рисунки: «Внутреннее строение»; «Строение головного мозга»; «Схема кровеносной системы».

Рис. 119 Внешнее и внутреннее строение окуня:

1 — рот с зубами; 2 — жаберная крышка; 3 — костная чешуя; 4 — хвостовой плавник; 5 — спинной плавник; 6 — анальный плавник; 7 — глаз; 8 — ноздри; 9 — боковая линия; 10 — анальное отверстие; 11 — половое отверстие; 12 — выделительное отверстие; 13 — вскрытый желудок; 14 — кишечник; 15 — прямая кишка; 16 — печень; 17 — желчный пузырь; 18 — жабры; 19 — селезенка; 20 — плавательный пузырь; 21 — почка; 22 — мочеточник; 23 — мочевой пузырь; 24 — яичник; 25 — предсердие; 26 — желудочек сердца; 27 — брюшная аорта.

Изучение внешнего строения на свежеубитой рыбе и по влажным препаратам. Положите окуня в ванночку. Обратите внимание, что тело у него обтекаемой формы. В теле окуня можно различить голову, туловище и хвост, хотя резко выраженных границ между этими отделами нет. Границей между головой и туловищем считают задний край жаберной крышки, границей между туловищем и хвостом — анальное отверстие (рис. 119). Хвостовой отдел, оканчивающийся хвостовым плавником и составляющий около трети тела, является главным органом движения рыбы.

Обратите внимание на темную окраску спины; окунь незаметен сверху. Снизу светлая окраска брюшка сливается со светлым фоном воды. Темные продольные полосы по бокам тела дополняют защитную окраску тела. Окунь и щука подстерегают добычу среди водных растений.

Тело окуня, как и у всех позвоночных, покрыто кожей, состоящей из двух слоев: нижнего — кориума, образованного соединительной тканью, и верхнего — эпидермиса, представленного многослойным эпителием.

В эпидермисе расположены одноклеточные железы, обильно выделяющие слизь. Обратите внимание, что тело окуня покрыто слизью. Слизь уменьшает трение при плавании рыбы в воде и защищает тело от проникновения микробов и вымывания солей из организма.

Рассмотрите залегающие в коже чешуйки, расположенные черепицеобразно. Они создают гибкий и плотный покров, который защищает тело от повреждений и уменьшает трение. Найдите боковые линии, которые тянутся по бокам вдоль тела окуня от головного конца до хвоста в виде как бы пунктира. Боковая линия — своеобразный орган чувств, с помощью которого рыба ощущает давление и силу тока воды; это физиологический локатор, позволяющий рыбе чувствовать приближение к предметам в воде.

Рассмотрите плавники — органы движения рыбы в воде. Различают парные — грудные и брюшные плавники и непарные — спинной, хвостовой и анальный, или подхвостовой. Нарисуйте в альбоме контур тела окуня, боковую линию, парные и непарные плавники.

Расправьте с помощью пинцета один плавник за другим и рассмотрите их в проходящем свете. Видно, что каждый плавник состоит из плавниковых лучей, между которыми натянута кожистая перепонка. Парные и хвостовой плавники (органы движения) имеют мягкие разветвленные плавниковые лучи. В непарных — спинном и анальном плавниках, помогающих рыбе сохранять отвесное положение в воде, преобладают жесткие, колючие плавниковые лучи.

Рассмотрите голову окуня — она имеет клиновидную форму и соединена непосредственно с туловищем, шейного отдела нет. Обратите внимание, что глаза окуня, расположенные по бокам головы, не имеют век. Ноздри разделены кожной перегородкой на входное и выходное отверстие. Убедитесь, что ноздри не сообщаются с ротовой полостью; для этого введите в ноздри препаровальную иглу. У окуня, как и у всех рыб, имеется только внутреннее ухо, наружное и среднее ухо у рыб отсутствуют.

Рассмотрите рот окуня. Как щука и другие хищные рыбы, окунь имеет широкую пасть, челюсти усажены острыми, направленными назад зубами, которые служат не для пережевывания, а для удержания добычи.

Введите палец в рот окуня и проведите им по челюстям, по нёбу. У окуня мелкие конические зубы обнаруживаются на челюстях, на нёбе и в глотке. Рассмотрите на дне ротовой полости рыбы язык, который представляет собой складку слизистой оболочки, лишенную мускулатуры.

Жабры окуня расположены под жаберными крышками, по бокам головы. Благодаря ритмичным движениям жаберных крышек вода поступает через рот, а выходит наружу из-под жаберных крышек. Омывая жабры, вода отдает в кровь необходимый для дыхания кислород и уносит углекислый газ.

Найдите, пользуясь препаровальной иглой, перед анальным (подхвостовым) плавником анальное отверстие и расположенные сзади от него на маленьком бугорке половое и мочевое отверстия.

Вырвите пинцетом чешуйку окуня и, положив на предметное стекло, рассмотрите ее при малом увеличении микроскопа. По концентрическим слоям, располагающимся параллельно наружному краю чешуи, определяют возраст рыбы и условия жизни в разные годы. У окуня наружный край чешуи имеет острые мелкие зубцы, такая чешуя называется ктеноидной (рис. 120). Чешую с гладким наружным краем называют циклоидной.

Зарисуйте ктеноидную и циклоидную чешуи.

Рис. 120 Чешуя костных рыб:

А — ктеноидная чешуя (окуня); Б — циклоидная (плотвы); 1 — годовые кольца.

Вскрытие. Внутреннее строение рыбы изучается на вскрытой рыбе с использованием и влажного препарата вскрытой рыбы. Возьмите окуня в левую руку брюшком вверх, головой от себя и сделайте небольшой поперечный разрез брюшка близ анального отверстия. В сделанный разрез введите ножницы и осторожно, не задевая внутренних органов, сделайте разрез (концами ножниц) по средней линии брюшной стороны до уровня глаз. Пояса парных плавников при этом перерезаются.

Захватите пинцетом левую стенку тела и, приподнимая ее, сделайте разрез от анального отверстия вверх почти до боковой линии. Поверните ножницы и сделайте разрез параллельно и ниже боковой линии до заднего угла жаберной крышки. Разрезая, следует приподнимать пинцетом стенку тела вверх, не повреждая ножницами плавательный пузырь и другие внутренние органы.

Приподнимите жаберную крышку и перережьте ее так, чтобы конец первого разреза и разрез по жаберной крышке совпали и открылась жаберная полость. Удалите вырезанный участок тела вместе с мускулатурой, ребрами и частью жаберной крышки.

Положите рыбу в ванночку на правый бок и приколите булавками конец хвоста и голову (булавка должна пройти через ротовое отверстие). Рыбу залейте водой так, чтобы были покрыты все вскрытые органы. Рассмотрите общее расположение органов.

На вскрытой рыбе видно, что в передней части тела расположены жабры, а позади и книзу от жаберной полости — сердце. Вся брюшная полость заполнена органами пищеварения. Сзади от сердца помещается мешковидный желудок, часть которого прикрыта большой светло-бурой или красноватой печенью. От желудка отходит кишка с тремя пилорическими отростками. Кишка образует петли и заканчивается анальным отверстием. В одной из петель кишки видна селезенка. В заднем конце тела рыбы расположены половые железы (гонады). За ними находится мочевой пузырь. Над органами пищеварения и половыми железами лежит большой плавательный пузырь, а выше плавательного пузыря расположены почки. Все внутренние органы рыбы находятся во вторичной полости тела.

Жаберный аппарат образован четырьмя жаберными дужками с каждой стороны головы. Следует вырезать ножницами жаберную дужку и, положив в чашку Петри с водой, рассмотреть с помощью ручной лупы ее строение, поставив чашку Петри на белую бумагу. Можно также жаберную дужку положить на белую тарелочку и залить водой.

Рассмотрите на выпуклой наружной стороне жаберной дужки расположенные в два ряда жаберные лепестки в виде бахромы — они пронизаны кровеносными сосудами. На внутренней вогнутой стороне видны жаберные тычинки, которые образуют цедильный аппарат (фильтр). Ими задерживаются твердые пищевые частицы, попадающие в глотку вместе с водой. Задержанные пищевые частицы направляются из глотки в пищевод.

Удалите жабры — для этого надо перерезать все жаберные дужки сверху и снизу и пинцетом переложить их в чашку Петри. Теперь вблизи жабр легко обнаружить сердце в околосердечной полости. Сердце рыбы состоит из двух камер: мешковидного темно-красного предсердия и расположенного несколько сзади от него, ближе к брюшной стороне заостренного более светлого желудочка. Потяните пинцетом желудочек назад, найдите луковицу аорты, которой начинается брюшная аорта. Рассмотрите мешковидный тонкостенный темно-красного цвета венозный синус, расположенный выше предсердия. Вырезав сердце и поместив его в часовое стекло с водой, прощупайте с помощью пинцета стенки желудочка — они плотные, мускулистые. Тем же способом убедитесь, что стенки предсердия тонкие и мягкие.

Зарисуйте внутреннее строение окуня и приступите к изучению отдельных систем органов.

Кровеносная система. Рассмотрите путь крови по телу рыбы, используя схему кровообращения. При сокращении желудочка венозная кровь по брюшной аорте направляется к жабрам. Брюшная аорта, разветвляясь, образует 4 пары приносящих жаберных артерий (по числу жаберных дужек). В жаберных лепестках, где артерии образуют густую сеть капилляров, происходит газообмен: из крови в воду поступает углекислый газ, а из воды в кровь — кислород. Обогащенная кислородом кровь переходит в 4 пары выносящих жаберных артерий, по которым она вливается в парный наджаберный сосуд — корни спинной аорты. От них к голове отходят сонные артерии. Корни аорты в задней части, сливаясь вместе, образуют спинную аорту.

Спинная аорта расположена под позвоночным столбом. От нее отходят артерии, по которым кровь разносится к органам и тканям. В органах и тканях артерии, разветвляясь, образуют густую сеть капилляров. Через их стенки происходит газообмен: кровь отдает кислород и питательные вещества клеткам тела, а получает углекислый газ и продукты жизнедеятельности клеток; в результате кровь превращается в венозную. Мелкие вены, несущие венозную кровь из органов и тканей, объединяются, как и у ланцетника, в более крупные — парные передние и задние кардинальные вены. Из кардинальных вен по кювьеровым протокам кровь попадает в венозный синус. Из органов брюшной полости венозная кровь, как и у ланцетника, проходит через воротную систему печени и попадает также в венозный синус. Из венозного синуса кровь вливается в предсердие, затем поступает в желудочек. Таким образом, через сердце окуня проходит только венозная кровь.

Кровеносная система рыб замкнутая, круг кровообращения один. В строении кровеносной системы рыб наблюдается большое сходство с таковой ланцетника, но у рыб имеется сердце.

Пищеварительная система. Отпрепарируйте пищеварительный канал и рассмотрите отдельные его части. Для этого осторожно подрежьте брыжейку, поддерживающую петли кишечника, распутайте их и растяните в длину. Найдите на внутренней поверхности печени лежащий на желудке желчный пузырь. В него поступает секрет печени — желчь, которая через желчный проток изливается в двенадцатиперстную кишку. Удалите печень (с большой осторожностью, так как она легко рвется).

Введите стеклянную палочку в рот окуня и, осторожно продвигая ее, проследите путь пищи по кишечному каналу. Окунь заглатывает рыбу целиком. Из ротовой полости пища попадает в глотку, которая непосредственно переходит в пищевод, имеющий вид короткой тонкостенной трубки, впадающей в желудок. Желудок продолговатой мешковидной формы, дно его обращено назад. Палочка, вставленная в ротовое отверстие и продвигаемая по пищеварительному каналу, упирается в заднюю часть желудка. Разрезав желудок, часто можно найти проглоченную окунем целую рыбу.

Найдите тонкую кишку, отходящую от переднего нижнего края желудка. Обратите внимание, что в начале кишки на границе с желудком отходят три коротких слепых пилорических выроста; они увеличивают пищеварительную поверхность кишечника. Отходящая от кишечника тонкая кишка без резких границ переходит в заднюю кишку, оканчивающуюся анальным отверстием.

Рис. 121 Выделительные и половые органы окуня:

А — половые органы самца; Б — почки самки; 1 — семенники; 2 — семенной проток; 3 — мочевой пузырь; 4 — мочеточники; 5 — мочевой канал; 6 — головная почка; 7 — туловищная почка; 8 — проток яичника; 9 — анальное отверстие.

Поджелудочная железа, состоящая из мелких долек, которые находятся в брыжейке, развита у окуня слабо и рассмотреть ее трудно.

Отрежьте пищеварительный канал в области пищевода и задней кишки, перенесите его на дно ванночки и разложите для окончательного изучения и зарисовки. Найдите в петле около двенадцатиперстной кишки красноватую селезенку — орган кроветворения.

Рассмотрите плавательный пузырь, расположенный между позвоночным столбом и кишечником. У окуня он представляет собой замкнутый с обоих концов с плотными серебристо-блестящими стенками мешок, приросший к стенке тела окуня. При попытке вынуть его из тела он чаще всего разрывается.

Плавательный пузырь имеет важное приспособительное значение для жизни рыбы в водной среде. Он наполнен газом и служит гидростатическим аппаратом, который дает возможность рыбе погружаться или всплывать.

Половая система. Найдите в задней части тела половые железы окуня (рис. 121). Величина половых желез зависит от половозрелости рыбы. Рассмотрите половые железы самца — парные семенники («молоки»); они имеют удлиненную форму. Общий выводной проток семенников открывается на мочеполовом сосочке позади анального отверстия.

Яичник окуня непарный, желтоватого цвета, имеет зернистую структуру. В яичнике образуются яйцеклетки («икра»). Обратите внимание на почти полное отсутствие половых проводящих путей. Половые железы удлиненной формы, так как яичники и, особенно, семенники, доходят почти до полового отверстия. Оплодотворение у большинства костных рыб наружное.

Выделительная система. Удалите плавательный пузырь и органы размножения. Рассмотрите почки окуня — они имеют вид длинных узких лент красно-бурого цвета и тянутся по обеим сторонам позвоночного столба почти вдоль всего тела. Это туловищные почки. Передние части почек заметно расширены, слиты по средней линии и охватывают пищевод; это рудимент головной почки.

Мочеточники — тонкие трубочки, тянущиеся вдоль внутреннего края под покровной оболочкой каждой почки.

Сзади они сливаются в общий канал, впадающий в мочевой пузырь. Найдите мочевой пузырь и отверстие его, которое находится рядом с половым отверстием на мочеполовом сосочке.

Мышечная система. Рассмотрите мышцы на оставшейся неповрежденной правой стороне тела окуня. Легче рассмотреть мышцы у окуня, предварительно опущенного на 1-2 минуты в кипящую воду. Обратите внимание, что, как и у ланцетника, мышцы туловища рыбы расположены метамерно.

Нервная система. У рыб различают головной и спинной мозг (рис. 122). От головного и спинного мозга ко всем органам и частям тела отходят нервы. Удалите все внутренние органы из полости тела рыбы и рассмотрите отходящие от спинного мозга белые нити — нервы.

Рис. 122 Головной мозг окуня:

1 — обонятельные капсулы; 2 — обонятельные доли; 3 — передний мозг; 4 — средний мозг; 5 — мозжечок; 6 — продолговатый мозг; 7 — спинной мозг; 8-10 — головные нервы.

Вскройте череп окуня.

Для этого выньте окуня из препаровальной ванночки, возьмите его в левую руку и острым скальпелем постепенно состругивайте (как чинят карандаш) кости черепа от затылка к глазам. Слабой струей воды из пипетки осторожно смойте рыхлую жировую массу, покрывающую мозг, а также (если это необходимо) осторожно снимите ее пинцетом. Рассмотрите небольшой передний мозг; спереди к нему примыкают обонятельные доли с отходящими от них обонятельными нервами, которые заканчиваются обонятельными луковицами (капсулами). У рыб хорошо развито обоняние. Обонятельные капсулы лежат в слепых мешочках ноздрей. Промежуточный мозг примыкает сзади к переднему, а сверху прикрыт крупными зрительными долями среднего мозга (рассмотреть промежуточный мозг можно только на влажном препарате, где он показан снизу).

Найдите средний мозг, представляющий у рыб самый крупный отдел головного мозга. За ним сзади расположен мозжечок (задний мозг) и продолговатый мозг с ромбоидальной ямкой, переходящий в спинной. Мозжечок у рыб хорошо выражен в связи с большой подвижностью и развитием координации движений.

Зарисуйте строение головного мозга рыб.