Есть у акулы позвоночник
Темой нашей статьи являются акулы, внутреннее строение которых мы будем рассматривать в следующем порядке:
- Скелет и мышцы;
- Нервная система: мозг и органы чувств;
- Кровеносная система;
- Дыхание;
- Пищеварение;
- Мочеполовая система.
Скелет и мышцы акулы
Начнем изучение внутреннего строения акул с опорно-двигательного аппарата, который включает в себя скелет и мышцы. Скелет хищных рыб состоит из черепа, осевого скелета, скелета парных плавников и их поясов, а также скелета непарных плавников.
Череп представлен мозговой коробкой и висцеральным отделом, включающим челюсти и жабры.
Мозговая коробка состоит из хрящевой ткани, защищающей со всех сторон мозг. Только в верхней части остается отверстие (фонтанель), которое не зарастает хрящом в процессе формирования черепа, а остается затянутой соединительнотканной пленкой.
В передней части формируется хрящ, который служит основанием рыла акулы (рострума).
За этим хрящом последовательно идут впадины обонятельных капсул, глазницы и слуховые впадины. В затылочной части имеется затылочное отверстие для соединения спинного и головного мозга.
Череп соединен с первым позвонком неподвижно.
Скелет челюстей представлен дуговидными хрящами. Более подробное описание челюстей акулы читайте в отдельной статье: Строение челюстей акулы.
За челюстями находятся парные хрящевые дуги жабр, соединяющиеся непарными хрящами – копулами.
Скелет плечевого пояса представлен полукольцевидным хрящом, по бокам которого имеются выросты для соединения с тремя базальными хрящами грудных плавников. От базальных хрящей идут три ряда более тонких радиальных хрящей и от последних – тонкие нити эластина.
Тазовый пояс устроен проще и имеет лежащую перед щелью клоаки хрящевую пластину, к которой присоединяется один ряд радиальных хрящей плавника. От радиальных хрящей также тянутся эластиновые нити.
Смотреть видео: Анатомия акулы — вскрытие и изучение внутреннего строения
Непарные плавники (хвостовой, анальный и спинной) имеют скелет, состоящий только из радиальных хрящей и эластиновых нитей. В спинной плавник, в верхний его отдел заходит позвоночник.
У колючих акул нет анального плавника, а в спинном плавнике есть колючие выросты, которые и дали название семейству.
Мышечная система внутреннего строения акулы очень развита и состоит из миомеров (мышечных сегментов), окруженных соединительнотканной оболочкой.
Мускульная система обильно кровоснабжается, поскольку движение для акулы – жизнь. Ведь для того, чтобы кровь вернулась обратно в сердце, только давления, создаваемого сердцем, недостаточно. И на помощь приходят мышечные сокращения.
Смотреть видео — Строение мышечной системы белой акулы:
Нервная система акул и органы чувств
Нервная система представлена головным и спинным мозгом, от которых к органам и тканям отходят нервы.
Головной мозг акул состоит из пяти отделов: переднего, промежуточный и средний мозг, мозжечок и продолговатый мозг.
В переднем отделе мозга имеются очень развитые обонятельные доли. В среднем отделе при вскрытии бросаются в глаза пара выпуклостей – зрительные доли.
Мозжечок, отвечающий за движение, развит особенно хорошо и «наползает» на средний и продолговатый мозг.
Более подробную информацию вы можете изучить в статье Нервная система акул в исследованиях Демского.
Слух у акул обеспечивается благодаря внутреннему уху, который представлен перепончатым лабиринтом, заключенным в слуховую капсулу.
Стенки лабиринта покрыты особыми эпителиальными клетками, которые образуют слуховые гребни и пятна. К этим клеткам подходят окончания слухового нерва, который передает нервные импульсы в мозг.
Низкочастотные звуковые колебания воспринимаются не слуховым аппаратом, а сейсмосенсорной боковой линией тела.
Глаза акул не прикрыты кожей и имеют мигательную перепонку.
Глазная сетчатка у акульего рода похожа на человеческую – она образована серией палочек и колбочек.
Годами ранее среди ученых бытовало мнение, что зрение акул базируется только на палочкообразной сетчатке, т.е. эти рыбы видят все лишь в монохромном (черно-белом) изображении.
Однако серия многолетних исследований, проведенных учеными, выявили ошибочность этого утверждения – акулы видят цветное изображение.
Читать подробнее в статье У акулы хорошее зрение.
До сих пор считается, что зрение у пластиножаберных развито слабо, но компенсируется обонянием и чувствительностью к электрическим импульсам.
Ампулы Лоренцини, которые расположены на рыле акулы и способны улавливать магнитные поля напряженностью от 0,001 мкВ/м, позволяют акулам находить неподвижную жертву, даже скрытую под толщей песка.
Анатомия зрения — внутренее строение глаза и его работа:
Вскрытие ампул Лоренцини — гелеобразные сенсоры акулы:
Кровеносная система хищников
Во внутреннем строении акул кровеносная система представлена сердцем, которое имеет две камеры – предсердие и желудочек, и кровеносными сосудами.
По жаберной артерии кровь поступает в жабры, обогащается кислородом и разносится по всему телу.
Имеется у акул и селезенка – орган кроветворения.
Акулы – пойкилотермные, то есть холоднокровные животные. Но благодаря активной работе мышечной системы рыбы, температура их тела может быть на 10 градусов выше температуры окружающей среды.
Подробнее о способности акул повышать температуру своего тела читайте в статье Теплокровные акулы.
Смотреть видео — Устройство кровеносной системы акулы:
Дыхание акулы
Дыхание пластиножаберных осуществляется за счет жабр (от пяти до семи пар у акул), которые не имеют жаберных крышек. Жаберные щели открываются в глотку.
Отграничены жаберные щели друг от друга хрящевыми жаберными дугами, к которым прикреплены кожистые межжаберные перегородки.
На межжаберных перегородках расположены жаберные лепестки, в которых имеется обильная сеть кровеносных капилляров. Через стенки капилляров и осуществляется газообмен.
О том, как работают жабры у акулы, подробнее можно ознакомиться здесь: Устройство акульих жабр.
Пищеварительная система акулы
Пищеварительная система акулы похожа на пищеварительную систему других рыб. Она начинается в ротовой полости, снабженной большим количеством зубов.
На дне ротовой полости имеется небольшая складка слизистой – язык, который не имеет мускулов. Дальше пища поступает в глотку.
Чтобы еда не вываливалась из жабр, у акул на жаберных дугах имеются хрящевые выросты – жаберные тычинки.
Глотка переходит в пищевод, по которому еда попадает в желудок. Желудок у некоторых акул имеет способность «выворачиваться наизнанку», освобождаясь от непереваренных и несъедобных остатков пищи.
К желудку присоединяется тонкий кишечник, переходящий в толстую, а затем в прямую кишку. Толстая кишка имеет спиральный клапан, который представляет собой вырост слизистой, увеличивающий поверхность всасывания.
Подробнее читайте в статье Анатомия пищеварения — Как устроен желудок акулы?
От толстой кишки отходит вырост – ректальная железа, выделяющая пахучий секрет для привлечения особей другого пола.
Акулы также имеют печень очень больших размеров (которая частично выполняет функцию отсутствующего плавательного пузыря), желчный пузырь и поджелудочную железу.
Остатки пищи поступают в клоаку, куда открываются и протоки мочеполовой системы.
Мочеполовая система акул
Из органов мочевой системы у акул имеются почки, которые у самцов выполняют функцию придатка семенника, и мочеточники.
Половая система акул представлена, как мы уже упомянули, семенниками у самцов, от которых в клоаку отходят семявыносящие канальцы с расширением на конце, и яичниками у самок.
Смотреть видео: Мочеполовая система акулы — строение и работа
Стоит отметить уникальную особенность внутреннего строения организма полярной акулы — отсутствие почек и мочевыводящих путей. Моча и аммиак, содержащийся в ней, вымываются кровью и выводятся прямо через кожу хищницы.
Аналогичный механизм тщательной переработки мочи имеют все виды акул, но полярные относятся к своей моче наиболее внимательно.
Дело в том, что, например, в моче сухопутных млекопитающих содержится много ценных микроэлементов и пресной воды, которую они расточительно удаляют через мочевыводящие пути.
Акулы в этом плане — очень экономны. Каждая капелька пресной воды, как и доля ценных микроэлементов, извлекается из мочевины прежде, чем все ненужное выделится через поры в коже.
Такое бережное отношение хищницы к своей мочевине привело к чрезвычайному насыщению мяса полярных акул аммиаком, придающим ему неприятный запах.
Для акул характерно внутренне оплодотворение. Созревшая яйцеклетка выпадает в брюшную полость и скатывается в воронку яйцевода, где и происходит ее оплодотворение. В яйцеводе имеются скорлуповые железы, формирующие оболочку яйца.
В конце яйцевода имеется расширение – своеобразная «матка», в которой яйца дозревают.
При яйцеживорождении в этих «матках» из яиц вылупляются акулята, которые даже могут поедать своих более слабых собратьев и недозревшие яйца.
Если же акула не живородящая, а яйцекладущая, то дозревание зародыша и его вылупление из яйца будет происходить уже во внешней среде.
Более подробно читайте в материале В чём разница между живорождением и яйцеживорождением акул?
Научное открытие 2016 года по теме: Зачем тигровая акула отказалась от плаценты?
Смотреть видео — Анатомия и внутреннее строение большой белой акулы:
Источник
Акулы (лат. Selachii) относятся к древнейшему классу Хрящевые рыбы.
Более 550 описанных на данный момент видов акул объединены в 8 отрядов и 34 семейства.
Самые древние представители акул существовали на нашей планете уже около 450 млн лет назад, и до сих пор сохранили свой облик практически без изменений.
Высокие адаптационные свойства позволяют акулам находиться на вершине пищевой цепи в водных условиях проживания.
Внешний вид и особенности строения внутренних систем акул дают им возможность максимально эффективно приспособиться к изменяющимся факторам окружающей среды.
Адаптационные изменения, которые произошли в строении акул в течение всей эволюции, направлены на эффективное использование среды обитания, обеспечивая минимальные затраты энергии.
Чем же уникально строение акулы, что позволяет им быть хозяевами большей части Мирового океана? Попробуем разобраться.
Внешнее строение акулы
1. Форма и покровы тела
Совершенная, обтекаемая форма тела в виде торпеды обеспечивает акулу высокими гидродинамическими характеристиками. У большинства акул тело округлое, не сплющенное в направлении спины и брюшины, с узкой передней частью, которое позволяет развивать в воде высокую скорость, что очень важно при хищническом способе жизни.
Удлиненная передняя часть головы помогает при движении снижать сопротивляемость воды. А при совершении волнообразных боковых движений телом и хвостом рыба продвигается вперед, «отбрасывая» воду по бокам туловища.
Но есть и исключения. Например, Акула-молот, названная так из-за своеобразной формы головы, несколько отличается по внешнему виду от основной массы своих сородичей.
Ее Т-образная голова немного сжата, а глаза и ноздри расположены на боковых концах.
Но своеобразная форма головы не только не мешает акуле, но и является эффективным приспособлением к жизни и охоте в рифах и придонных слоях.
С помощью широкой головы акула лучше улавливает электромагнитные импульсы, исходящие от жертвы, а размещенные на отдаленных краях молота глаза предоставляют хищнику возможности бинокулярного зрения.
Некоторые отличия во внешнем виде имеют и ковровые акулы, ведущие донный пассивный образ жизни. Эти акулы имеют по бокам головы многочисленные выросты в виде бахромы, что помогает лучшей маскировке в зарослях водорослей.
Плоскотелые акулы-ангелы, похожие на скатов, также приспособлены для обитания на дне.
Смотреть видео — Охота ковровой акулы:
Покровы акулы довольно плотные и жесткие на ощупь из-за специфической чешуи плакоидного типа. Каждая пластинка несет выступающий назад пик.
Плотно прилегающая чешуя формирует единый покров, который служит защитой и снижает сопротивляемость воды при передвижении. Как и для большинства организмов, обитающих в водной среде, кожа акул имеет значительное количество слизистых желез.
Выделяемая ими слизь помогает акуле развивать повышенную скорость в водной толще, уменьшая сопротивление.
Кроме этого кожа акул содержит пигментные клетки, которые обеспечивают каждому отдельному виду свою окраску.
Чаще всего верхняя часть тела акулы окрашена в темные тона, что является маскировкой при взгляде на рыбу сверху. А брюшная сторона имеет более светлый оттенок, делающей акулу менее заметной на фоне верхней толщи воды и неба.
Также кожа акул может быть украшена полосами или пятнами, что делает их «невидимыми» в зарослях и на фоне каменистого дна.
2. Плавники акулы
Основная движущая сила акул – это производимые туловищем колебательные движения. Помогают при этом и делают движения точными плавники. Мощный хвостовой плавник гетероцеркального типа имеет две лопасти.
В верхнюю лопасть, которая намного длиннее нижней, заходит позвоночник. Хвост служит и локомоторным движителем, и рулем одновременно.
А у лисьих акул удлиненная верхняя лопасть хвостового плавника играет роль своеобразного хлыста, с помощью которого во время охоты акула глушит рыбу, а также помогает развивать большую скорость, позволяя выпрыгивать из воды.
Смотреть видео — Акула-лиса:
У большинства видов акул есть парные грудные, брюшные плавники и два спинных плавника – всем известный «зловещий» первый, расположенный практически посредине спины и небольшой второй ближе к хвостовому концу.
Анальные плавники, например у колючих акул, могут отсутствовать.
Отличный от других акул внешний вид имеет плащеносная акула, которая по форме тела напоминает, скорее всего, угря. А плавники этой акулы сдвинуты к хвосту, который имеет только нижнюю лопасть.
Парные конечности акул способствуют увеличению скорости и маневренности, при этом боковые плавники служат рулями при совершении поворотов, погружений и подъемов. Также парные плавники необходимы для уравновешивания тела при движении и остановке.
Спинной плавник, который у многих видов весьма развит, помогает сохранять равновесие при сложных маневрах, и не дает рыбе опрокинуться на бок.
Но при всех разнообразных движениях из-за несовершенства опорно-двигательного аппарата акула не может совершать ход назад.
Одним из специфических способов передвижения в толще воды можно выделить у акул и «реактивное движение», которое позволяет акулам передвигаться во время отдыха или на больших глубинах.
Заключается оно в том, что при выталкивании с силой воды из жаберных щелей, акула может продвигаться вперед на некоторое расстояние. Такой вид перемещений энергетически экономный.
Внутреннее строение акулы
1. Опорно-двигательный аппарат
Скелет у акул хрящевой, но для повышения опорных свойств он часто обызвествлен в местах, испытывающих наибольшую нагрузку — позвоночник и челюсти.
Скелет верхнего пояса конечностей (брюшных плавников) в районе спины разъединен и находится в толще мышц, поэтому эти плавники ограничены в совершении сложных движений.
В мышечных сегментах акул присутствует большее количество миоглобина – дыхательного пигмента, что позволяет, в сравнении с костистыми рыбами, выдерживать большую нагрузку, связанную с постоянным движением.
2. Дыхательная система акулы
Как и многие хрящевые рыбы, акулы не имеют жаберных крышек. Дыхание происходит через жаберные щели, а в виду отсутствия специальных мышц, которые бы помогали в циркуляции воды через жабры, ток воды обеспечивается движением акулы. Это одна из причин, почему многие акулы находятся в постоянном движении.
Лишь некоторые виды могут позволить себе отдых на морском дне при условии сильного подводного течения.
Смотреть видео — Как дышит акула?
3. Кровеносная система хищниц
Кровеносная система акул призвана обеспечивать клетки органов и тканей тела питательными веществами и кислородом, а также удалять отходы жизнедеятельности из клеток. Органы кровообращения включают сердце и многочисленные сосуды — артерии, вены, капилляры, по которым транспортируется кровь.
Благодаря возможности накопления продуктов распада в крови (мочевины), концентрация солей внутренней среды акулы выше, чем в окружающей воде.
У некоторых видов акул температура тела выше, чем температура окружающей воды на 7-11 градусов, что позволяет акуле энергичнее передвигаться в холодной воде. Принцип такого механизма аналогичен обычной бойлерной системе, в которой роль подогревателя крови играет мускулатура рыбы.
Благодаря такому свойству голубая, большая белая, акула-мако и некоторые другие виды могут активно охотиться в воде с низкими температурами и развивать высокие скорости в погоне за добычей.
Еще одно отличительное свойство кровеносной системы акул, на этот раз — менее полезное, заключается в том, что у них более низкое кровяное давление, чем у большинства костных рыб. Для сравнения, давление крови у акул разных видов находится в пределах от 10 до 50 мм рт.ст., тогда как у костных рыб — от 20 до 180 мм рт.ст.
Из-за недостаточного напора в сосудах акулам приходится «подгонять» кровь работой мышц. Это еще одна из причин, по которой акуле приходится находиться в движении всю свою жизнь.
4. Пищеварительная система
Важным приспособленческим фактором к жизни в водной среде является наличие крупной печени в пищеварительной системе. Эта железа богата жиром, что способствует удержанию акул на плаву, так как плавательный пузырь у этих рыб отсутствует.
Отсутствие плавательного пузыря в строении акулы является очередной причиной того, что хищница должна постоянно передвигаться, чтобы не опускаться на дно.
Однако некоторые виды кошачьих акул могут, заглатывая воздух в кишечник, некоторое время находиться в толще воды без движения.
Отсутствие плавательного пузыря играет и положительную роль – акулы могут без особого ущерба переносить быстрый подъем из глубины к поверхности.
5. Нервная система акул
Головной мозг акул хорошо дифференцирован, а из отделов наиболее развиты передний мозг и мозжечок, что позволяет совершать различные сложные движения и отвечать за координацию животного в пространстве.
В связи с высоким развитием обоняния, как необходимого средства для ориентирования в водной среде, у акул сильно развиты обонятельные доли головного мозга.
6. Органы чувств хищной рыбы
Для того чтобы успешно существовать и ориентироваться в такой сложной среде как вода, необходимы высокоразвитые органы чувств.
У акул отличное обоняние, позволяющее реагировать на минимальное количество крови в воде.
Зрение цветное, глазная сетчатка похожа на человеческую. При этом акулы реагируют больше на движущиеся мишени, оставляя без особого внимания неподвижные.
Для предотвращения повреждений при атаках глаз у многих акул прикрывает мигательная перепонка.
Смотреть видео — Органы чувств акулы:
Как и у большинства рыб, у акул хорошо развита боковая линия – своеобразный орган чувств, который реагирует на механические колебания в воде. А ампулы Лоренцини, расположенные на передней части головы, способны улавливать электрические импульсы. Особенно много этих клеток на голове акулы-молот.
С помощью ампул Лоренцини акула способна выявить свою жертву на значительном расстоянии, а также реагировать на магнитное поле Земли.
Благодаря особому устройству внутреннего и среднего уха акулы могут воспринимать звуковые колебания в широком диапазоне частот.
7. Половая система акулы
Благодаря уникальным особенностям размножения (партеногенез, оофагия, плацентарное развитие эмбрионов) и высокой степени выживаемости потомства, акулы являются самой приспособленной к высокой конкуренции группой животных Мирового океана.
Все перечисленные особенности строения акул являются яркими приспособительными изменениями, которые возникли в процессе эволюции и совершенствовались на протяжении миллионов лет.
Источник