Занятие №5 на тему «От чего зависит окраска рыб? Часть 1. Жизнь океана. « Тайны живой природы»

От чего зависит окраска рыб?

Окраска рыб может быть удивительно разнообразной, однако все возможные оттенки их цвета обусловлены работой специальных клеток, которые называются хроматофорами. Они находятся в определенном слое кожи рыбы и содержат несколько типов пигментов. Хроматофоры разделяют на несколько типов. Во-первых, это меланофоры, содержащие пигмент черного цвета, называющийся меланин. Далее, этитрофоры, содержащие красный пигмент, и ксантофоры, в которых он желтый. Последний тип иногда называют липофорами, потому что каротиноиды, составляющие пигмент в этих клетках, растворены в липидах. В гуанофорах или иридоцитах содержится гуанин, придающий окраске рыб серебристый цвет и металлических блеск. Пигменты, содержащиеся в хроматофорах, различаются в химическом отношении по устойчивости, растворимости в воде, чувствительности к воздействию воздуха и некоторым другим признакам. Сами хроматофоры также неодинаковы по форме — они могут иметь как звездчатую форму, так и округлую. Многие цвета в окраске рыб получаются путем наложения одних хроматофоров на другие, такая возможность обеспечивается залеганием клеток в коже на разной глубине. Например, зеленый цвет получается, когда сочетаются глубоко лежащие гуанофоры с покрывающими их ксантофорами и эритрофорами. Если добавить меланофоры, тело рыбы приобретает синий цвет.

Хроматофоры не имеют нервных окончаний, исключение составляют меланофоры. Они задействованы даже сразу в двух системах, имея как симпатическую, так и парасимпатическую иннервацию. Остальные виды пигментных клеток управляются гуморально.

Окраска рыб имеет довольно важное значение для их жизнедеятельности. Функции окраски разделяют на покровительственные и предупреждающие. Первый вариант предназначен для маскировки тела рыбы в окружающей среде, поэтому обычно такая окраска состоит из спокойных цветов. Предупреждающая окраска, наоборот, включает в себя большое количество ярких пятен и контрастных цветов. Функции ее различны. У ядовитых хищников, которые яркостью своего тела обычно говорят: «Не подходи ко мне!», — она играет отпугивающую роль. Территориальные рыбы, находящиеся на страже своего дома, ярко окрашены для того, чтобы предупредить соперника, что место занято, и привлечь самку. Разновидностью предупреждающей окраски является также и брачный наряд рыб.

В зависимости от места обитания цвет тела рыб приобретает характерные черты, позволяющие выделить пелагическую, донную, зарослевую и стайную окраски.

Таким образом, окраска рыб зависит от очень многих факторов, включающих в себя место обитания, образ жизни и питания, время года и даже настроение рыбы.
Tags Рыбы

Каротиноиды животного происхождения

Производство астаксантина естественным путем ведется из ракообразных, в частности, атлантического криля (Euphausia superba), муки из раков, креветок и раков. Это богатые источники астаксантина, которые активно используются в рыбоводстве. Однако возможность получения каротиноидов животного происхождения ограничена, потому что наблюдается снижение тенденции вылова ракообразных (креветок, крабов, раков). Кроме того, данный источник очень дорогой и для аквариумистов слишком затратный.

Нервная система и органы чувств.

Центральная нервная система рыб состоит, как и у других позвоночных, из головного и спинного мозга. От головного мозга берут начало 10 пар нервов, составляющих в общей сложности периферическую нервную систему. Роговица глаз рыб очень слабо выпукла, хрусталик шарообразной формы, век нет. Зрачок не может сужаться и расширяться. Благодаря сокращению мышц серповидного отростка хрусталик глаза может оттягиваться назад, чем достигается аккомодация зрения рыбы. Все рыбы весьма близоруки, они хорошо видят на очень небольшом расстоянии (обычно до 1—3 м).

Рыбы различают яркость освещения, выбирая более подходящие для данного вида места. Большинство рыб различают я цвет предмета. Из наблюдений в аквариуме, а также из практики рыболовов можно предположить, что особенно хорошо рыбы отличают красный цвет. При разведении рыб нетрудно заметить, что для нереста большую роль играет цвет субстрата. Так, при употреблении искусственных субстратов вместо водных растений предпочтение отдается окрашенным в зеленый цвет, иногда в коричневатый. Характер окраски играет определенную роль и у стайных рыб при их соединении в стаю. В экспериментальных условиях рыбы собирались в желто-зеленой и зеленой частях спектра.

Зрение в поведении рыб играет весьма большую роль. Вопрос о видении рыбами предметов, находящихся вне воды, решается в положительном смысле. Легко заметить, что рука с поднесенным кормом привлекает внимание рыб, которые следуют за ее движениями.

Орган слуха рыб представлен только внутренним ухом и состоит из лабиринта, включающего преддверие и три полукружных канала, расположенных в трех перпендикулярных плоскостях. В жидкости, находящейся внутри перепончатого лабиринта, имеются слуховые камешки (отолиты), колебания которых воспринимаются слуховым нервом. Ни наружного уха, ни барабанной перепонки у рыб нет. Звуковые волны передаются непосредственно через ткани. Лабиринт рыб служит одновременно и органом равновесия.

Боковая линия дает возможность рыбе ориентироваться, чувствовать точение воды или приближение в темноте различных предметов Органы боковой линии расположёны в канале, погруженном в кожу, который сообщается с внешней средой при помощи отверстий в чешуе. В канале имеются нервные окончания.

Органы обоняния рыб расположены в ноздрях, представляющих собой простые ямки со слизистой оболочкой, пронизанной разветвлением нервов, идущих от обонятельной доли мозга. Обоняние у рыб развито очень хорошо, оно помогает им найти

Органы вкуса у рыб представлены вкусовыми сосочками, Интересно, что у многих видов рыб они располагаются не только в области рта, но и на усиках, голове и даже по бокам тела, вплоть до хвостового стебля.

В аквариуме можно видеть, как рыба, схватив пищу, выплевывает ее (испорченные мотыль или рачки).

Осязание хорошо развито у большинства рыб, особенно это касается многих донных рыб, а также обитателей мутной воды. Помимо органов осязания, расположенных на конце рыла и на губах, у некоторых рыб на плавниковых лучах имеются специальные органы ощупывания в виде различных усиков и мясистых выростов. У некоторых, например у гурами, одна пара плавников видоизменилась и превратилась в чрезвычайно подвижные щупальца, которыми рыба ощупывает различные предметы и животных, включая и себе подобных.

Половая система.

Рыбы, как правило, раздельнополы. Однако некоторые рыбы двуполы. Бывают случаи превращения одного пола в другой. Половые железы самца представлены парными семенниками (молоками), содержащими в период размножения огромное количество сперматозоидов. От семенников идут протоки, которые открываются в половое отверстие. Половые железы самки состоят из парных (как исключение, из одного) яичников, переходящих в короткие выносящие протоки, открывающиеся в половое отверстие. В яичниках находятся икринки (яйца). Количество икринок зависит как от возраста и размеров рыб (чем старше и крупнее рыба, тем больше икры), так и от их биологических особенностей (как правило, чем меньше данный вид рыбы проявляет заботы о потомстве, тем больше икры мечут самки).

Икринки в большинстве своем очень мелкие, круглые, богатые желтком. Строение икринки (яйцеклетки) костистых рыб довольно сложное. Икринка покрыта двумя оболочками: внешняя часть бывает студенистой и липкой; внутренняя толстая оболочка иногда состоит из двух слоев — более плотного и менее плотного Оболочки имеют отверстие — микропиле, сквозь которое внутрь икринки проникают сперматозоиды. Помимо двух оболочек имеется зародышевый диск, состоящий из протоплазмы с ядром. Запас белкового вещества сосредоточен в желтке, в определенном месте которого находится одна или много жировых капель. Оплодотворение у подавляющего большинства рыб происходит вне тела, в воде.

Процесс оплодотворения заключается в том, что сперматозоиды проникают внутрь икринки через микропиле, ядро яйцеклетки’», сливается с ядром сперматозоида и начинается дробление, ведущее к развитию зародыша. Зародыш развивается на питательном желтке и постепенно обрастает его, часть желтка остается в качестве резервного материала в виде желточного мешка у личинки. Так как оплодотворение обычно происходит вне тела матери, то очень большое значение при этом играют физические и химические свойства воды.

Кровеносная система.

Сразу же позади жабр, на брюшной стороне тела, у рыб расположено сердце, состоящее из одного предсердия и одного желудочка; впереди желудочка находится эластическое расширение (луковица аорты). Между предсердием и желудочком и между желудочком и луковицей аорты расположены клапаны.

Кровь из сердца поступает в брюшную аорту, расположенную под жабрами. От аорты отходят четыре пары жаберных артерий, которые поднимаются к жаберным лепесткам, где и разветвляются в капилляры. Здесь происходит обогащение крови кислородом и выделение углекислого газа. Окисленная кровь собирается в два корня аорты, лежащие над жабрами справа и слева. Спереди от них отходят сонные артерии, сзади оба корня аорты сливаются в аорту; вся венозная кровь собирается в вены, а затем через кювьеровы протоки вливается в венозный синус, откуда попадает в сердце. Часть венозной крови проходит через печень, часть — через почки.

Выделительная система рыб представлена двумя почками, расположенными по бокам позвоночника на спинной стороне полости тела. Вдоль почек тянутся мочеточники, которые на заднем конце сливаются в один проток, открывающийся в мочевое отверстие на мочеполовом сосочке.

Источник

Механизмы

Окраска рыб производится с помощью специализированных клеток, называемых хроматофорами. Хроматофор дермы — это основная цветовая единица у земноводных, рептилий и рыб, которая имеет три клеточных слоя: «ксантофор (содержит каротиноидные и птеридиновые пигменты ), иридофор (структурно отражает цвет) и меланофор (содержит меланин)». Пигменты в хроматофорах обычно делятся на две группы: меланин (делает коричневые, серые и черные) и каротиноиды (делает красные, оранжевые и желтые). Ксантофоры, иридофоры и меланофоры «происходят из стволовых клеток нервного гребня, связанных с ганглиями задних корешков периферической нервной системы».

Конкретные механизмы по цвету

• Черный: образуется в результате диспергирования гранул меланина внутри меланофора.
• Серый и коричневый: образуются гранулами меланина, концентрирующимися внутри меланофора.
• Белый: появляется из-за света, отраженного кристаллами гуанина в иридофорах и лейкофорах.
• Красный, оранжевый, желтый: вырабатываются каротиноидами, поступающими с рыбой.
• Зеленый, синий, фиолетовый: (обычно) структурные цвета, получаемые в результате отражения и преломления света слоями кожи и чешуи.

Примером семейства рыб, широко известного своей разнообразной и яркой окраской, являются Labridae (губаны) и Scaridae (рыбы-попугаи). Эти рыбы, как известно, обладают всеми вышеперечисленными пигментами в различных соотношениях в зависимости от того, где они живут по отношению к окружающей среде кораллового рифа. Различные длины волн и, следовательно, разные цвета, перемещаются по-разному и, следовательно, выглядят по-разному в зависимости от глубины воды и предметов, от которых они отражаются.

Каротиноиды растительного происхождения

Каротиноиды растительного происхождения преимущественно получаются из микроводорослей. Активно используются коммерческие продукты с астаксантином, полученные из дрожжей Phafia rhodozyma или путем ферментативной реакции из Xanthophyllomyces dendrorhous. В качестве источников каротиноидов аквариумисты пользуются кукурузой, мукой из зернового растительного белка, люцерна посевная. Кроме того, источником каротиноидов служит экстракт календулы (лютеин) и овощного перца (Capsicum sp.). При адекватных условиях культивирования (низкой уровне азота, высокой интенсивности света и оптимальной температуре) водоросли видов Haematococcus pluvialis, Chlorella vulgaris, Dunaliella salina и Arthospira maxima накапливают вторичные каротиноиды, и их биомасса используется в рыбоводстве для интенсификации окраски.

Пруд, в котором культивируется Haematococcus, естественный источник астаксантина (кликабельно)

Пресноводная микроводоросль H. pluvialis применяется в коммерческом секторе аквакультивирования, вследствие высокой скорости роста и большой концентрации астаксантина. это главный источник пигментов для аквариумных и тропических видов, имеющих желтые, красные и другие тона. Водоросли H. pluvialis, наряду с дрожжами X. dendrorhous, рассматриваются в качестве наилучших источников астаксантина.

Двужгутиковая водоросль Dunaliella salina является источником β-каротина и активно используется как пигментная добавка в корм рыбам. Подходящие условия культивирования D. salina позволяют клетки накапливать свыше 10% каротиноидов с преобладанием β-каротина. Биодоступность β-каротина значительно повышается при внесении его вместе с растительным маслом. Открытие недорогого и наилучшего источника естественного β-каротина Dunaliella salina привело к росту специфического сектора производства. В концентрации 125/млн. β-каротин из 6,25 г агропромышленного премикса/кг рациона дают отличные результаты в плане повышения пигментации, а 200-300/млн. ещё больше усиливают окраску. Для интенсификации окраски радужной форели активно используется рацион с водорослью Spirulina maxima.

Микроводоросль C. vulgaris является потенциальным источником пигментов, придающих желтовато-синее окрашивание. Биомасса данной водоросли уже доказала свою эффективность для окрашивания мышц и кожи радужной форели и кожи золотистого спара (Sparus aurata). Известно, что C. vulgaris содержит каротиноиды в концентрации 0,4% (сухой массы), из которой 80% потенциально усиливают красную пигментацию.

Эволюционная функция

Сигнализация

Один из способов классификации окраски рыб — это «статическая» или «динамическая» окраска / отображение. Статическая окраска часто служит «опознавательным знаком» для такой информации, как вид, репродуктивное состояние, пол или возраст. Примером типа статической окраски, которая передает четкую информацию хищникам разных видов, является апосематическая окраска . Примером апосематической окраски является крылатка ( Pterois sp.

). Динамические дисплеи состоят либо из смены цвета, либо из «быстрого экспонирования цветных, ранее скрытых структур», таких как цветные плавники, которые могут быть установлены по желанию, цветные открывания и закрывания рта или вспыхивающие жабры с яркой окраской на краях жабр . Например, у пехотинцев есть ярко-красная подкладка на рту, которую они могут показать, открыв ее при столкновении лицом к лицу. Другой распространенный пример — рыба бетта, или сиамская бойцовая рыба , которая в качестве агрессивного поведения раздувает жабры. Эти жабры имеют ярко окрашенные края, контрастирующие с остальной частью тела.

Камуфляж

Некоторые рыбы известны своим камуфляжем , и он бывает разных форм. Камуфляж — это когда рыба пытается слиться с фоном или не выглядеть очевидной. Некоторые основные формы маскировки у рыб включают защитное сходство, разрушительную окраску , противоттенки , зеркальное сайдинг и прозрачность.

Защитное сходство

Защитное сходство — это слияние или напоминание объекта, который не представляет интереса для хищника и поэтому незаметен. Одним из примеров является молодь Platax orbicularis,

которая напоминает лист, плавающий в воде. Другой пример —
Hippocampus bargibanti
, напоминающий коралл, за который он
цепляется
.

Пищеварительная система.

На переднем конце головы расположен рот. Как правило, верхний рот бывает у рыб, держащихся у поверхности воды; нижний рот характерен для донных рыб; конечный рот — для рыб средних слоев воды. У многих рыб в ротовой полости имеются зубы из дентина, покрытого эмалью. У некоторых видов рыб имеются глоточные зубы. Язык представляет собой мускулистый вырост дна ротовой полости. Ротовая полость переходит в глотку, по бокам которой находятся жаберные щели, далее следует короткий и широкий пищевод, переходящий в желудок.

Объемистый, часто изогнутый в виде колена, желудок переходит в тонкую кишку (карповые рыбы желудка не имеют). У многих рыб на границе желудка и кишки расположены слепые пальцевидные (пилорические) отростки, служащие для увеличения пищеварительной поверхности. Кишка образует петли и открывается наружу анальным отверстием.

Из пищеварительных желез хорошо выражена объемистая печень. Вырабатываемая печенью желчь собирается в желчном пузыре, откуда она поступает в тонкую кишку.

В петле кишки расположена селезенка — кроветворный орган. У большинства рыб между кишкой и позвоночником (на спинной стороне полости тела) расположен плавательный пузырь, наполненный смесью газов и играющий роль гидростатического органа. При увеличении объема плавательного пузыря удельный вес тела рыбы уменьшается рыба поднимается к поверхности; при уменьшении объема — удельный вес увеличивается, рыба опускается.