- Przeczytaj: Różnorodność ryb: kształt, wielkość, kolor
Narząd równowagi i słuchu
- Przeczytaj więcej: Narządy zmysłów ryb
Cyklostomy i ryby mają sparowany narząd równowagi i słuchu, który jest reprezentowany przez ucho wewnętrzne (lub błoniasty labirynt) i znajduje się w torebkach słuchowych z tyłu czaszki. Labirynt błoniasty składa się z dwóch worków: 1) górnego owalu; 2) spód jest okrągły.
U zwierząt chrzęstnych labirynt nie jest całkowicie podzielony na worki owalne i okrągłe. U wielu gatunków wyrostek (lagena) rozciąga się od worka okrągłego, który jest podstawą ślimaka. Z worka owalnego odchodzą trzy kanały półkoliste w wzajemnie prostopadłych płaszczyznach (u minogów - 2, u śluzic - 1). Na jednym końcu kanałów półkolistych znajduje się przedłużenie (brodawka). Jama labiryntu jest wypełniona endolimfą. Z labiryntu odchodzi przewód endolimfatyczny, który u ryb kostnych kończy się ślepo, a u ryb chrzęstnych komunikuje się ze środowiskiem zewnętrznym. W uchu wewnętrznym znajdują się komórki rzęsate, będące zakończeniami nerwu słuchowego, umiejscowione w plamach w brodawkach kanałów półkolistych, workach i lagenach. Labirynt błoniasty zawiera kamyki słuchowe lub otolity. Znajdują się one po trzy z każdej strony: jeden, największy, otolit, znajduje się w okrągłym worku, drugi w owalnym worku, a trzeci w lagenie. Na otolitach wyraźnie widoczne są słoje roczne, które służą do określenia wieku niektórych gatunków ryb (stynka, jazgarz itp.).
Górna część błoniastego labiryntu (owalny worek z półkolistymi kanałami) służy jako narząd równowagi, dolna część labiryntu odbiera dźwięki. Każda zmiana pozycji głowy powoduje ruch endolimfy i otolitów oraz podrażnia komórki rzęsate.
Ryby odbierają w wodzie dźwięki w zakresie od 5 Hz do 15 kHz, dźwięki o wyższych częstotliwościach (ultradźwięki) nie są przez ryby odbierane. Ryby odbierają również dźwięki za pomocą narządów zmysłów układu linii bocznych. Wrażliwe komórki ucha wewnętrznego i linii bocznej mają podobną budowę, są unerwione przez gałęzie nerwu słuchowego i należą do jednego układu akustyczno-bocznego (ośrodek w rdzeniu przedłużonym). Linia boczna rozszerza zasięg fal i pozwala dostrzec wibracje dźwięku o niskiej częstotliwości (5-20 Hz) spowodowane trzęsieniami ziemi, falami itp.
Zwiększa się wrażliwość ucha wewnętrznego u ryb posiadających pęcherz pławny, który jest rezonatorem i reflektorem drgań dźwiękowych. Połączenie pęcherza pławnego z uchem wewnętrznym odbywa się za pomocą aparatu Webera (układ 4 kosteczek słuchowych) (u karpiowatych), ślepych narośli pęcherza pławnego (u śledzia, dorsza) lub specjalnych jam powietrznych. Najbardziej wrażliwe na dźwięki są ryby posiadające aparat Webera. Za pomocą podłączonego pęcherza pławnego ucho wewnętrzne, ryby są w stanie odbierać dźwięki o niskich i wysokich częstotliwościach.
N.V. ILMAST. WSTĘP DO ICHTIOLOGII. Pietrozawodsk, 2005
Narząd słuchu i jego znaczenie dla ryb. Nie znaleźliśmy żadnej ryby uszy, brak otworów na uszy. Nie oznacza to jednak, że ryba nie ma ucha wewnętrznego, ponieważ nasze ucho zewnętrzne samo w sobie nie odbiera dźwięków, a jedynie pomaga dźwiękowi dotrzeć do prawdziwego narządu słuchu - ucha wewnętrznego, które znajduje się w grubości skroniowej czaszki kość. Odpowiednie narządy u ryb znajdują się również w czaszce, po bokach mózgu.
Każdy z nich wygląda jak bańka wypełniona płynem. Dźwięk do takiego ucha wewnętrznego może być przekazywany poprzez kości czaszki, a możliwość takiego przenoszenia dźwięku możemy odkryć z własnego doświadczenia (zatkaj uszy szczelnie, zabierz ze sobą kieszeń lub zegarek na rękę- i nie usłyszysz ich tykania; Następnie przyłóż zegarek do zębów - tykanie zegara będzie wyraźnie słyszalne).
Jednak nie można wątpić, że pierwotną i główną funkcją pęcherzyków słuchowych, gdy powstawały u starożytnych przodków wszystkich kręgowców, było poczucie pozycji pionowej i że przede wszystkim były one statycznymi narządami dla zwierzę wodne lub narządy równowagi, całkiem podobne do statocyst innych swobodnie pływających zwierząt wodnych, począwszy od meduz. Zapoznaliśmy się z nimi już podczas badania budowy raków. Takie samo znaczenie ma ich żywotne znaczenie dla ryb, które zgodnie z prawem Archimedesa w środowisku wodnym są praktycznie „w stanie nieważkości” i nie odczuwają siły ciężkości. Ale ryba wyczuwa każdą zmianę pozycji ciała za pomocą nerwów słuchowych biegnących do ucha wewnętrznego. Jego pęcherzyk słuchowy jest wypełniony płynem, w którym znajdują się maleńkie, ale ciężkie kosteczki słuchowe: tocząc się po dnie pęcherzyka słuchowego, dają rybie możliwość ciągłego wyczuwania kierunku pionowego i odpowiedniego poruszania się.
Zmysł słuchu u ryb. To naturalnie rodzi pytanie: czy ten narząd równowagi jest w stanie odbierać sygnały dźwiękowe i czy rybom można także przypisać zmysł słuchu?
Zagadnienie to ma bardzo ciekawą historię, sięgającą kilkudziesięciu lat XX wieku. W dawnych czasach obecność słuchu u ryb nie budziła wątpliwości, a potwierdzeniem były opowieści o karaśach stawowych i karpiach, które przyzwyczajały się do pływania do brzegu na dźwięk dzwonka. Jednak fakty (lub ich interpretacja) zostały później zakwestionowane. Okazało się, że jeśli mężczyzna zadzwonił, chowając się za jakimś słupem na prawdzie, ryba nie wypłynęła. Wywnioskowano z tego, że ucho wewnętrzne ryb pełni jedynie funkcję narządu hydrostatycznego, zdolnego do odbierania jedynie ostrych wibracji występujących w środowisku wodnym (uderzenia wiosła, odgłos kół parowca itp.) i że nie mogą one uważać za prawdziwy narząd słuchu. Zwrócili uwagę na niedoskonałość budowy pęcherzyka słuchowego ryb w porównaniu z narządem słuchu kręgowców lądowych oraz na ciszę środowiska wodnego, a także na powszechnie uznaną wówczas niemotę samych ryb, która tak ostro odróżnia je od rechoczące żaby śpiewających ptaków.
Jednak późniejsze eksperymenty prof. Yu. P. Frolov, przeprowadzony z zachowaniem wszelkich środków ostrożności zgodnie z metodą Acad. P. Pawłow przekonująco wykazał, że ryby mają słuch: reagują na dźwięki dzwonka elektrycznego, któremu nie towarzyszą żadne inne bodźce (świetlne, mechaniczne).
I wreszcie stosunkowo niedawno ustalono, że wbrew znanemu powiedzeniu ryby wcale nie są nieme, wręcz przeciwnie, są raczej „rozmowne” i „że zmysł słuchu odgrywa w ich codziennym życiu ważną rolę.
Jak to często bywa, nowa technika wkroczyła do biologii z zupełnie innego obszaru – tym razem z taktyki morskiej. Kiedy w siłach zbrojnych różnych państw pojawiły się okręty podwodne, w interesie obronności ich kraju, wynalazcy zaczęli opracowywać metody wykrywania zbliżających się w głębinach okrętów podwodnych wroga. Nowa metoda słuchanie nie tylko odkryło, że ryby (a także delfiny) potrafią wydawać różne dźwięki – czasem gdakanie, czasem przypominające głosy nocnych ptaków czy gdakanie kurczaków, czasem delikatne uderzenia w bęben, ale także umożliwiło przestudiowanie „ leksykon" poszczególne gatunki ryba Podobnie jak różne nawoływania ptaków, niektóre z tych dźwięków służą jako wyraz emocji, inne okazują się sygnałami zagrożenia, ostrzeżeniem o niebezpieczeństwie, przyciąganiem i wzajemnym kontaktem (u ryb podróżujących w ławicach lub ławicach).
Schematyczny przekrój podłużny serca ryby
Na taśmie nagrano głosy wielu ryb. Metoda hydroakustyczna odkryła, że ryby potrafią emitować nie tylko dźwięki dostępne dla naszego słuchu, ale także niesłyszalne dla nas wibracje ultradźwiękowe, które również mają wartość sygnałową.
Wszystko, co powiedziano powyżej na temat sygnałów dźwiękowych, odnosi się prawie wyłącznie do ryb kostnych, tj. do kręgowców protowodnych znajdujących się już na wyższym poziomie organizacji. U niższych kręgowców - cyklostomów, które mają labirynt o prostszej strukturze, nie odkryto jeszcze obecności słuchu, a u nich pęcherzyk słuchowy najwyraźniej służy jedynie jako organ statyczny.
Ucho wewnętrzne ryby - pęcherzyki słuchowe - jest dobry przykład, ilustrujący zasadę zmiany funkcji, która jest bardzo ważna w systemie nauczania Darwina: narząd, który powstał u protowodnych kręgowców jako narząd równowagi, jednocześnie odbiera wibracje dźwiękowe, chociaż tej zdolności nie ma w tych warunkach ważny dla zwierzęcia. Jednakże wraz z pojawieniem się kręgowców z „cichych” zbiorników wodnych do środowiska lądowego pełnego żywych głosów i innych dźwięków, wartość wiodąca zyskuje już zdolność wychwytywania i rozróżniania dźwięków, a ucho staje się powszechnie uznanym narządem słuchu. Jej pierwotna funkcja schodzi na dalszy plan, ale w odpowiednich warunkach objawia się także u kręgowców lądowych: żaba ze sztucznie zniszczonym uchem wewnętrznym, która normalnie porusza się na lądzie, po wejściu do wody nie utrzymuje naturalnej pozycji ciała i pływa albo na boku, albo z brzuchem do góry.
Waga. Ciało ryb pokryte jest w większości twardymi i trwałymi łuskami, które osadzają się w fałdach skóry, podobnie jak nasze paznokcie, a wolnymi końcami zachodzą na siebie, jak dachówki na dachu. Przesuwaj dłonią po ciele ryby od głowy do ogona: skóra będzie gładka i śliska, ponieważ wszystkie łuski są skierowane do tyłu, mocno dociśnięte do siebie, a dodatkowo pokryte cienką warstwą podskórną śluzu, co dodatkowo zmniejsza tarcie. Spróbuj przesunąć pęsetą lub czubkiem noża w przeciwnym kierunku – od ogona do głowy – a poczujesz, jak będzie przylegał i utrzymywał się na każdej łusce. Oznacza to, że nie tylko kształt ciała, ale także struktura skóry sprawia, że ryba łatwo przecina wodę i szybko, bez tarcia, ślizga się do przodu. (Przesuwaj palcem także po pokrywach skrzelowych i płetwach od przodu do tyłu i do tyłu. Czujesz różnicę?) Oderwij pęsetą osobną łuskę i obejrzyj ją: rosła wraz ze wzrostem ryby, a w pod światło zobaczysz serię koncentrycznych linii przypominających słoje na kawałku drewna. U wielu ryb, np. karpia, wiek łusek, a zarazem wiek samej ryby, można określić na podstawie liczby przerośniętych koncentrycznych pasków.
Linia boczna. Wzdłuż boków ciała po każdej stronie przebiega podłużny pasek, tzw. linia boczna. Znajdujące się tutaj łuski są przebite otworami prowadzącymi głęboko w skórę. Poniżej nich rozciąga się kanał; kontynuuje się na głowie i rozgałęzia się wokół oczu i ust. W ścianach tego kanału odkryto zakończenia nerwowe, a doświadczenia przeprowadzone na szczupakach wykazały, że ryby z uszkodzonymi kanałami bocznymi nie reagują na ruch wody uderzającej w jej ciało, czyli nie zauważają prądu rzeki, a w dark potyka się o stałe przedmioty, które napotyka na swojej drodze (normalna ryba wyczuwa ich bliskość poprzez ciśnienie wody odpychającej się od napotkanej przeszkody). Narząd taki jest ważny dla ryb przede wszystkim podczas pływania w nocy lub podczas przemieszczania się błotnista woda gdy ryby nie można kierować wzrokiem. Za pomocą bocznego kanału ryba prawdopodobnie może określić siłę prądów. Gdyby tego nie czuła i nie stawiała oporu, nie byłaby w stanie utrzymać się w płynącej wodzie, a wtedy wszystkie ryby z rzek i strumieni zostałyby porwane przez prąd do morza. Przyjrzyj się łuskom linii bocznej za pomocą szkła powiększającego i porównaj je ze zwykłymi łuskami.
Co jeszcze można zauważyć na ciele ryby? Patrząc na rybę od strony brzusznej, bliżej ogona widać ciemniejszą (żółtą lub czerwonawą) plamkę, wskazującą miejsce, w którym znajduje się odbyt, gdzie kończą się jelita. Bezpośrednio za nim znajdują się dwa kolejne otwory - narządy płciowe i mocz; Poprzez otwarcie narządów płciowych samice uwalniają ze swoich ciał kawior (jaja), a samce wydzielają mlecz – płyn nasienny, którym zalewają złożone przez samice jaja i zapładniają je. Przez mały otwór moczowy uwalniane są płynne odpady - mocz wydzielany przez nerki.
Literatura: Yakhontov A. A. Zoologia dla nauczycieli: Chordata / Ed. A. V. Micheeva. - wyd. 2 - M.: Edukacja, 1985. - 448 s., il.
Ryby nie mają ani ucha zewnętrznego, ani błony bębenkowej. Fale dźwiękowe przenoszone są bezpośrednio przez tkankę. Labirynt ryb służy również jako organ równowagi. Linia boczna pozwala rybie nawigować, czuć przepływ wody lub zbliżanie się różnych obiektów w ciemności. Narządy linii bocznej znajdują się w kanale zanurzonym w skórze, który komunikuje się ze środowiskiem zewnętrznym poprzez otwory w łuskach. Kanał zawiera zakończenia nerwowe.
Narządy słuchu ryb również odbierają drgania w środowisku wodnym, ale tylko o wyższej częstotliwości, harmoniczne lub dźwiękowe. Mają prostszą budowę niż inne zwierzęta.
Ryby nie mają ucha zewnętrznego ani środkowego: obchodzą się bez nich ze względu na większą przepuszczalność wody dla dźwięku. Jest tylko błoniasty labirynt, czyli ucho wewnętrzne, zamknięte w kostnej ścianie czaszki.
Ryby słyszą i to bardzo dobrze, dlatego rybak podczas łowienia powinien zachować całkowitą ciszę. Nawiasem mówiąc, stało się to znane dopiero niedawno. Jakieś 35-40 lat temu uważano, że ryby są głuche.
Jeśli chodzi o wrażliwość, zimą na pierwszy plan wysuwa się słuch i linia boczna. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że zewnętrzne wibracje dźwiękowe i hałas w znacznie mniejszym stopniu przenikają przez pokrywę lodową i śnieżną do siedlisk ryb. W wodzie pod lodem panuje niemal absolutna cisza. W takich warunkach ryba bardziej polega na swoim słuchu. Narząd słuchu i linia boczna pomagają rybom określić miejsca, w których ochotki gromadzą się w glebie dennej, poprzez wibracje tych larw. Jeśli weźmiemy również pod uwagę, że wibracje dźwiękowe w wodzie tłumią się 3,5 tysiąca razy wolniej niż w powietrzu, staje się jasne, że ryby są w stanie wykryć ruchy ochotek w przydennej glebie ze znacznej odległości.
Zakopując się w warstwie mułu, larwy wzmacniają ściany kanałów twardniejącą wydzieliną gruczołów ślinowych i wykonują swoimi ciałami falowe ruchy oscylacyjne (ryc.), dmuchając i sprzątając swój dom. Stąd fale akustyczne są emitowane do otaczającej przestrzeni i są odbierane przez linię boczną i słuch ryby.
Zatem im więcej ochotek znajduje się w glebie dennej, tym więcej z niej wydobywa się fal akustycznych i tym łatwiej jest rybom wykryć same larwy.
Ryby mają uszy! mówi Julia Sapożnikowa, badacz laboratorium ichtiologii. Tyle że nie mają ucha zewnętrznego, tej samej małżowiny usznej, do której jesteśmy przyzwyczajeni u ssaków.
Niektóre ryby nie mają ucha, w którym znajdowałyby się kosteczki słuchowe – młotek, kowadełko i strzemię – będące jednocześnie składnikami ucha ludzkiego. Ale wszystkie ryby mają ucho wewnętrzne i jest ono zaprojektowane w bardzo ciekawy sposób.
Rybie uszy są tak małe, że mieszczą się na maleńkich metalowych „tabletkach”, których kilkanaście z łatwością zmieściłoby się w dłoni ludzkiej.
Złocenie nakłada się na różne części ucha wewnętrznego ryby. Te pozłacane rybie uszy są następnie badane pod mikroskopem elektronowym. Tylko złocenie pozwala zobaczyć szczegóły ucha wewnętrznego ryby. Możesz je nawet sfotografować w złotej ramce!
Kamyk (otolit) pod wpływem fal hydrodynamicznych i dźwiękowych wykonuje ruchy oscylacyjne, a najdrobniejsze włoski czuciowe wyłapują je i przekazują sygnały do mózgu.
W ten sposób ryba rozróżnia dźwięki.
Bardzo ciekawym narządem okazał się kamyczek ucha. Na przykład, jeśli go podzielisz, na chipie zobaczysz pierścienie.
Są to słoje roczne, takie same jak te spotykane na ściętych drzewach. Dlatego też po pierścieniach na kamieniu usznym, podobnie jak pierścieniach na łuskach, można określić wiek ryby.
Narządy słuchu i równowagi u ryb reprezentowane są przez ucho wewnętrzne; nie mają one ucha zewnętrznego. Ucho wewnętrzne składa się z trzech kanałów półkolistych z ampułkami, worka owalnego i worka okrągłego z występem (lagena). Ryby to jedyne kręgowce posiadające dwie lub trzy pary otolitów, czyli kamieni usznych, które pomagają utrzymać określoną pozycję w przestrzeni. Wiele ryb ma połączenie między uchem wewnętrznym a pęcherzem pławnym poprzez łańcuch specjalnych kosteczek słuchowych (aparat Webera u karpiowatych, bocji i sumów) lub poprzez wyrostki przednie pęcherza pławnego docierające do torebki słuchowej (śledzie, sardele, dorsz, wiele karasia morskiego, okonie skalne).
Czy ryby słyszą?
Powiedzenie „głupi jak ryba” już dawno straciło na znaczeniu z naukowego punktu widzenia. Udowodniono, że ryby nie tylko same wydają dźwięki, ale także je słyszą. Od dawna toczy się dyskusja na temat tego, czy ryby słyszą. Teraz odpowiedź naukowców jest znana i jednoznaczna – ryby nie tylko potrafią słyszeć i mają do tego odpowiednie narządy, ale same potrafią także porozumiewać się ze sobą za pomocą dźwięków.
Trochę teorii o istocie dźwięku
Fizycy od dawna ustalili, że dźwięk to nic innego jak łańcuch regularnie powtarzających się fal sprężania ośrodka (powietrza, cieczy, ciała stałego). Innymi słowy, dźwięki w wodzie są tak samo naturalne, jak na jej powierzchni. W wodzie fale dźwiękowe, których prędkość zależy od siły ściskającej, mogą rozchodzić się z różnymi częstotliwościami:
- większość ryb odbiera dźwięki o częstotliwościach z zakresu 50-3000 Hz,
- wibracje i infradźwięki, czyli wibracje o niskiej częstotliwości do 16 Hz, nie są odbierane przez wszystkie ryby,
- są ryby zdolne do odbierania fal ultradźwiękowych o częstotliwości przekraczającej 20 000 Hz) – kwestia ta nie została jeszcze w pełni zbadana, dlatego nie uzyskano przekonujących dowodów na obecność takiej zdolności u podwodnych mieszkańców.
Wiadomo, że dźwięk rozchodzi się cztery razy szybciej w wodzie niż w powietrzu lub innych ośrodkach gazowych. Z tego powodu ryby odbierają dźwięki, które dostają się do wody z zewnątrz w zniekształconej formie. W porównaniu do mieszkańców lądu słuch ryb nie jest tak ostry. Jednak eksperymenty zoologów wykazały bardzo ciekawe fakty: w szczególności niektóre typy niewolników potrafią rozróżnić nawet półtony.
Więcej o linii bocznej
Naukowcy uważają ten narząd u ryb za jedną z najstarszych formacji sensorycznych. Można go uznać za uniwersalny, ponieważ spełnia nie jedną, ale kilka funkcji jednocześnie, zapewniając normalne funkcjonowanie ryb.
Morfologia układu bocznego nie jest taka sama u wszystkich gatunków ryb. Istnieją opcje:
- Już samo umiejscowienie linii bocznej na ciele ryby może wiązać się ze specyficzną cechą gatunku,
- Ponadto znane są gatunki ryb z dwiema lub więcej liniami bocznymi po obu stronach,
- U ryb kostnych linia boczna zwykle biegnie wzdłuż ciała. U niektórych jest ciągły, u innych przerywany i wygląda jak linia przerywana,
- U niektórych gatunków kanały linii bocznej są ukryte pod skórą lub biegną otwarte wzdłuż powierzchni.
Pod każdym innym względem struktura tego narządu zmysłów u ryb jest identyczna i funkcjonuje on w ten sam sposób u wszystkich gatunków ryb.
Narząd ten reaguje nie tylko na kompresję wody, ale także na inne bodźce: elektromagnetyczne, chemiczne. Główna rola Odgrywają w tym rolę neuromasty, składające się z tak zwanych komórek włoskowatych. Sama struktura neuromastów to kapsułka (część śluzowa), w której zanurzone są właściwe włosy wrażliwych komórek. Ponieważ same neuromasty są zamknięte, są one połączone ze środowiskiem zewnętrznym poprzez mikrootwory w łuskach. Jak wiemy, neuromasty mogą być również otwarte. Są one charakterystyczne dla tych gatunków ryb, u których kanały linii bocznej sięgają do głowy.
W trakcie licznych eksperymentów prowadzonych przez ichtiologów w różne kraje ustalono z całą pewnością, że linia boczna odbiera wibracje o niskiej częstotliwości, nie tylko fale dźwiękowe, ale także fale powstałe w wyniku ruchu innych ryb.
Jak narządy słuchu ostrzegają ryby przed niebezpieczeństwem
Na wolności, jak i w domowym akwarium, ryby podejmują odpowiednie działania, gdy usłyszą najdalsze odgłosy zagrożenia. Gdy sztorm w tym rejonie morza lub oceanu dopiero się zaczyna, ryby zawczasu zmieniają swoje zachowanie – niektóre gatunki opadają na dno, gdzie wahania fal są najmniejsze; inne migrują do cichych miejsc.
Nietypowe wibracje wody mieszkańcy mórz uważają za zbliżające się niebezpieczeństwo i nie mogą powstrzymać się od reakcji na nie, ponieważ instynkt samozachowawczy jest charakterystyczny dla całego życia na naszej planecie.
W rzekach reakcje behawioralne ryb mogą być inne. W szczególności przy najmniejszym zakłóceniu wody (na przykład z łodzi) ryba przestaje jeść. To chroni ją przed ryzykiem zahaczenia przez rybaka.
Narząd słuchu ryb jest reprezentowany tylko przez ucho wewnętrzne i składa się z labiryntu, w tym przedsionka i trzech kanałów półkolistych rozmieszczonych w trzech prostopadłych płaszczyznach. Płyn znajdujący się w błoniastym labiryncie zawiera kamyczki słuchowe (otolity), których wibracje odbierane są przez nerw słuchowy. Ryby nie mają ani ucha zewnętrznego, ani błony bębenkowej. Fale dźwiękowe przenoszone są bezpośrednio przez tkankę. Labirynt ryb służy również jako organ równowagi. Linia boczna pozwala rybie nawigować, czuć przepływ wody lub zbliżanie się różnych obiektów w ciemności. Narządy linii bocznej znajdują się w kanale zanurzonym w skórze, który komunikuje się ze środowiskiem zewnętrznym poprzez otwory w łuskach. Kanał zawiera zakończenia nerwowe. Narządy słuchu ryb również odbierają drgania w środowisku wodnym, ale tylko o wyższej częstotliwości, harmoniczne lub dźwiękowe. Mają prostszą budowę niż inne zwierzęta. Ryby nie mają ucha zewnętrznego ani środkowego: obchodzą się bez nich ze względu na większą przepuszczalność wody dla dźwięku. Jest tylko błoniasty labirynt, czyli ucho wewnętrzne, zamknięte w kostnej ścianie czaszki. Ryby słyszą i to bardzo dobrze, dlatego rybak podczas łowienia powinien zachować całkowitą ciszę. Nawiasem mówiąc, stało się to znane dopiero niedawno. Jakieś 35-40 lat temu uważano, że ryby są głuche. Jeśli chodzi o wrażliwość, zimą na pierwszy plan wysuwa się słuch i linia boczna. Należy w tym miejscu zaznaczyć, że zewnętrzne wibracje dźwiękowe i hałas w znacznie mniejszym stopniu przenikają przez pokrywę lodową i śnieżną do siedlisk ryb. W wodzie pod lodem panuje niemal absolutna cisza. W takich warunkach ryba bardziej polega na swoim słuchu. Narząd słuchu i linia boczna pomagają rybom określić miejsca, w których ochotki gromadzą się w glebie dennej, poprzez wibracje tych larw.
Czy ryby mają słuch?
Jeśli weźmiemy również pod uwagę, że wibracje dźwiękowe w wodzie tłumią się 3,5 tysiąca razy wolniej niż w powietrzu, staje się jasne, że ryby są w stanie wykryć ruchy ochotek w przydennej glebie ze znacznej odległości. Zakopując się w warstwie mułu, larwy wzmacniają ściany kanałów twardniejącą wydzieliną gruczołów ślinowych i wykonują swoimi ciałami falowe ruchy oscylacyjne (ryc.), dmuchając i sprzątając swój dom. Stąd fale akustyczne są emitowane do otaczającej przestrzeni i są odbierane przez linię boczną i słuch ryby. Zatem im więcej ochotek znajduje się w glebie dennej, tym więcej z niej wydobywa się fal akustycznych i tym łatwiej jest rybom wykryć same larwy.
tylko wewnętrznie
Sekcja 2
JAK RYBY SŁUCHAJĄ |
Jak wiadomo, przez długi czas ryby uważano za głuche.
Po zastosowaniu metody tutaj i za granicą odruchy warunkowe naukowcy przeprowadzili eksperymenty (w szczególności wśród obiektów doświadczalnych znajdował się karaś, okoń, lin, jazgarz i inne ryby słodkowodne), przekonująco udowodniono, że ryby słyszą, określono także granice narządu słuchu, jego funkcje fizjologiczne i parametry fizyczne.
Słuch, obok wzroku, jest najważniejszym ze zmysłów zdalnego (bezkontaktowego) działania; za jego pomocą ryby poruszają się po otoczeniu. Bez wiedzy o właściwościach słuchowych ryb nie można w pełni zrozumieć, w jaki sposób utrzymuje się połączenie między osobnikami w ławicy, w jaki sposób ryby odnoszą się do narzędzi połowowych i jaki jest związek między drapieżnikiem a ofiarą. Postępowa bionika wymaga zgromadzenia wielu zgromadzonych faktów na temat struktury i funkcjonowania narządu słuchu u ryb.
Uważni i doświadczeni rybacy rekreacyjni od dawna korzystają ze zdolności niektórych ryb do słyszenia hałasu. Tak narodziła się metoda połowu sumów na „strzępki”. W dyszy zastosowano również żabę; Próbując się uwolnić, żaba, grabiąc łapami, wydaje dźwięk dobrze znany sumom, które często się tam pojawiają.
Więc ryby słyszą. Przyjrzyjmy się ich narządowi słuchu. U ryb nie ma tak zwanego zewnętrznego narządu słuchu, czyli uszu. Dlaczego?
Wspomnieliśmy o tym na początku tej książki właściwości fizyczne woda jako akustycznie przezroczyste medium dla dźwięku. Jakże przydatna byłaby dla mieszkańców mórz i jezior możliwość nastawiania uszu jak łoś czy ryś, aby wychwycić odległy szelest i na czas wykryć skradającego się wroga. Ale pech - okazuje się, że posiadanie uszu nie opłaca się poruszać. Przyglądałeś się szczupakowi? Całe jej wyrzeźbione ciało jest przystosowane do szybkiego przyspieszania i rzucania - nic niepotrzebnego, co utrudniałoby ruch.
Ryby nie posiadają także tzw. ucha środkowego, charakterystycznego dla zwierząt lądowych. U zwierząt lądowych aparat ucha środkowego pełni rolę miniaturowego i prosto zaprojektowanego przetwornika nadawczo-odbiorczego wibracji dźwiękowych, wykonującego swoją pracę poprzez błonę bębenkową i kosteczki słuchowe. Te „części” tworzące strukturę ucha środkowego zwierząt lądowych mają inne przeznaczenie, inną budowę i inną nazwę u ryb. I nie przez przypadek. Ucho zewnętrzne i środkowe wraz z błoną bębenkową nie ma biologicznego uzasadnienia w warunkach wysokiego ciśnienia gęstej masy wody, które szybko wzrasta wraz z głębokością. Warto zauważyć, że u ssaków wodnych - waleni, których przodkowie opuścili ląd i powrócili do wody, jama bębenkowa nie ma wyjścia na zewnątrz, ponieważ przewód słuchowy zewnętrzny jest albo zamknięty, albo zablokowany przez zatyczkę do ucha.
A jednak ryby mają narząd słuchu. Oto jego schemat (patrz zdjęcie). Natura zadbała o to, aby ten bardzo delikatny, drobno zbudowany organ był wystarczająco chroniony – w ten sposób zdawała się podkreślać jego znaczenie. (A ty i ja mamy szczególnie grubą kość, która chroni nasze ucho wewnętrzne). Oto labirynt 2. Związana jest z nim zdolność słyszenia ryb (kanały półkoliste - analizatory równowagi). Zwróć uwagę na sekcje oznaczone cyframi 1 i 3. Są to lagena i sacculus - odbiorniki słuchowe, receptory odbierające fale dźwiękowe. Kiedy w jednym z eksperymentów dolną część labiryntu – woreczek i lagenę – usunięto rybkom z rozwiniętym odruchem pokarmowym na dźwięk, przestały one reagować na sygnały.
Podrażnienie wzdłuż nerwów słuchowych przekazywane jest do ośrodka słuchowego zlokalizowanego w mózgu, gdzie zachodzą nieznane dotąd procesy przetwarzania odbieranego sygnału na obrazy i powstawania reakcji.
U ryb występują dwa główne typy narządów słuchu: narządy niepołączone z pęcherzem pławnym oraz narządy, których integralną częścią jest pęcherz pławny.
Pęcherz pławny połączony jest z uchem wewnętrznym za pomocą aparatu Webera – czterech par ruchomych kości stawowych. I chociaż ryby nie mają ucha środkowego, niektóre z nich (karpiowate, sumy, characinidy, węgorze elektryczne) mają jego namiastkę - pęcherz pławny plus aparat Webera.
Do tej pory wiedziałeś, że pęcherz pławny to aparat hydrostatyczny, który reguluje środek ciężkości ciała (a także fakt, że pęcherz jest niezbędnym składnikiem pełnowartościowej zupy rybnej z karasia). Ale warto dowiedzieć się czegoś więcej o tym narządzie. Mianowicie: pęcherz pławny pełni rolę odbiornika i przetwornika dźwięków (podobnie jak nasza błona bębenkowa). Wibracje jego ścian przenoszone są przez aparat Webera i odbierane przez ucho ryby jako wibracje o określonej częstotliwości i natężeniu. Pod względem akustycznym pęcherz pławny zasadniczo przypomina komorę powietrzną umieszczoną w wodzie; stąd ważne właściwości akustyczne pęcherza pławnego. Ze względu na różnice we właściwościach fizycznych wody i powietrza odbiornik akustyczny
jak cienka gumowa gruszka czy pęcherz pławny, napełniona powietrzem i umieszczona w wodzie, po podłączeniu do membrany mikrofonu radykalnie zwiększa jego czułość. Ucho wewnętrzne ryby to „mikrofon”, który współpracuje z pęcherzem pławnym. W praktyce oznacza to, że choć na styku woda-powietrze silnie odbijają się dźwięki, ryby w dalszym ciągu są wrażliwe na głosy i hałas dochodzący z powierzchni.
Znany leszcz jest w okresie tarła bardzo wrażliwy i boi się najmniejszego hałasu. W dawnych czasach podczas tarła leszczy zabraniano nawet dzwonienia w dzwonki.
Pęcherz pławny nie tylko zwiększa wrażliwość słuchową, ale także poszerza odbierany zakres częstotliwości dźwięków. W zależności od tego, ile razy w ciągu 1 sekundy powtarzają się wibracje dźwięku, mierzona jest częstotliwość dźwięku: 1 wibracja na sekundę - 1 herc. Tykanie zegarka kieszonkowego można usłyszeć w zakresie częstotliwości od 1500 do 3000 herców. Aby uzyskać wyraźną i zrozumiałą mowę przez telefon, wystarczy zakres częstotliwości od 500 do 2000 herców. Mogliśmy więc porozmawiać z płotką przez telefon, ponieważ ryba ta reaguje na dźwięki w zakresie częstotliwości od 40 do 6000 herców. Ale gdyby gupiki „podeszły” do telefonu, usłyszałyby tylko te dźwięki, które mieszczą się w paśmie do 1200 herców. Gupikom brakuje pęcherza pławnego, a ich narząd słuchu nie odbiera wyższych częstotliwości.
Pod koniec ubiegłego wieku eksperymentatorzy czasami nie liczyli się z umiejętnościami różne typy ryby odbierają dźwięki w ograniczonym zakresie częstotliwości i wyciągają błędne wnioski na temat braku słuchu u ryb.
Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że możliwości narządu słuchu ryby nie można porównać z ekstremalnymi wrażliwe ucho osoba zdolna do wykrywania dźwięków o znikomym natężeniu i rozróżniania dźwięków o częstotliwościach z zakresu od 20 do 20 000 herców. Niemniej jednak ryby są doskonale zorientowane w swoich rodzimych żywiołach i czasami ograniczona selektywność częstotliwościowa okazuje się wskazana, gdyż pozwala wyizolować ze strumienia hałasu tylko te dźwięki, które okazują się dla danej osoby przydatne.
Jeśli dźwięk charakteryzuje się jedną częstotliwością, mamy czysty ton. Czysty, nieskażony dźwięk uzyskuje się za pomocą kamertonu lub generatora dźwięku. Większość otaczających nas dźwięków zawiera mieszaninę częstotliwości, kombinację tonów i odcieni tonów.
Wiarygodną oznaką rozwiniętego ostrego słuchu jest umiejętność rozróżniania tonów. Ludzkie ucho jest w stanie rozróżnić około pół miliona prostych tonów o różnej wysokości i głośności. A co z rybami?
Minnows potrafią rozróżniać dźwięki o różnych częstotliwościach. Wyszkoleni w zakresie określonego tonu, potrafią go zapamiętać i reagować na niego od jednego do dziewięciu miesięcy po treningu. Niektóre osoby potrafią zapamiętać do pięciu tonów, na przykład „do”, „re”, „mi”, „fa”, „sol”, a jeśli tonem „jedzenie” podczas treningu było „re”, wówczas płotka jest w stanie odróżnić go od sąsiedniego. niski ton„do” i wyższy ton „mi”. Co więcej, płotki w zakresie częstotliwości 400-800 herców potrafią rozróżnić dźwięki różniące się wysokością o pół tonu. Dość powiedzieć, że klawiatura fortepianu, zadowalająca najsubtelniejszy słuch człowieka, zawiera 12 półtonów oktawy (stosunek częstotliwości wynoszący dwa nazywa się w muzyce oktawą). Cóż, może płotki mają też pewną muzykalność.
W porównaniu do „słuchającej” rybki makropod nie jest muzykalny. Jednak makropod rozróżnia również dwa tony, jeśli są oddzielone od siebie 1 1/3 oktawą. Warto wspomnieć o węgorzu, który jest niezwykły nie tylko dlatego, że składa ikrę w odległych morzach, ale także dlatego, że potrafi rozróżniać dźwięki różniące się częstotliwością o oktawę. Powyższe informacje na temat ostrości słuchu ryb i ich zdolności zapamiętywania tonów każą na nowo odczytać wersety słynnego austriackiego płetwonurka G. Hassa: „Co najmniej trzysta dużych makreli srebrzystych podpłynęło w stałej masie i zaczął krążyć wokół głośnika. Trzymali ode mnie odległość około trzech metrów i pływali jak w wielkim okrągłym tańcu. Jest prawdopodobne, że dźwięki walca – były to „Róże Południa” Johanna Straussa – nie miały nic wspólnego z tą sceną, a jedynie ciekawość, a w najlepszym razie dźwięki, przyciągały zwierzęta. Ale wrażenie walca ryby było tak całkowite, że przekazałem je później w naszym filmie, osobiście je obserwując.”
Spróbujmy teraz zrozumieć bardziej szczegółowo - jaka jest wrażliwość słuchu ryb?
Widzimy w oddali dwie osoby rozmawiające, widzimy mimikę każdej z nich, gesty, ale w ogóle nie słyszymy ich głosów. Przepływ energii dźwiękowej wpływającej do ucha jest tak mały, że nie powoduje wrażenia słuchowego.
W w tym przypadku Wrażliwość słuchu można ocenić na podstawie najniższego natężenia (głośności) dźwięku wykrywanego przez ucho. Nie jest ona bynajmniej taka sama w całym zakresie częstotliwości odbieranych przez daną osobę.
Największą wrażliwość na dźwięki u człowieka obserwuje się w zakresie częstotliwości od 1000 do 4000 herców.
W jednym z eksperymentów kleń potokowy odebrał najsłabszy dźwięk o częstotliwości 280 herców. Przy częstotliwości 2000 herców jego wrażliwość słuchowa spadła o połowę. Ogólnie rzecz biorąc, ryby lepiej słyszą niskie dźwięki.
Oczywiście wrażliwość słuchu jest mierzona od niektórych poziom wejścia, przyjęty jako próg wrażliwości. Ponieważ fala dźwiękowa o wystarczającym natężeniu wytwarza dość zauważalne ciśnienie, uzgodniono zdefiniowanie najmniejszej progowej siły (lub głośności) dźwięku w jednostkach wywieranego przez nią ciśnienia. Takim urządzeniem jest bar akustyczny. Normalne ludzkie ucho zaczyna odbierać dźwięki, których ciśnienie przekracza 0,0002 bara. Aby zrozumieć, jak niewielka jest to wartość, wyjaśnijmy, że dźwięk zegarka kieszonkowego przyciśniętego do ucha wywiera na błonę bębenkową nacisk przekraczający próg 1000 razy! W bardzo „cichym” pomieszczeniu poziom ciśnienia akustycznego przekracza próg 10 razy. Oznacza to, że nasze ucho rejestruje tło dźwiękowe, którego czasami świadomie nie doceniamy. Dla porównania zauważ to bębenek odczuwa ból, gdy ciśnienie przekracza 1000 barów. Czujemy tak potężny dźwięk, stojąc niedaleko startującego odrzutowca.
Wszystkie te liczby i przykłady wrażliwości ludzkiego słuchu podaliśmy tylko po to, aby porównać je z wrażliwością słuchową ryb. Ale to nie przypadek, że mówią, że jakiekolwiek porównanie jest kiepskie.
Czy ryby mają uszy?
Środowisko wodne i cechy strukturalne narządu słuchowego ryb powodują zauważalne korekty pomiarów porównawczych. Jednak w warunkach zwiększonej presji otoczenia wrażliwość ludzkiego słuchu również zauważalnie maleje. Tak czy inaczej, sum karłowaty ma wrażliwość słuchu nie gorszą niż ludzka. Wydaje się to zadziwiające, tym bardziej, że ryby nie posiadają w uchu wewnętrznym narządu Cortiego – najczulszego, subtelniejszego „urządzenia”, jakim u człowieka jest właściwy narząd słuchu.
Wszystko wygląda tak: ryba słyszy dźwięk, ryba odróżnia jeden sygnał od drugiego częstotliwością i intensywnością. Należy jednak zawsze pamiętać, że zdolności słuchowe ryb nie są takie same nie tylko między gatunkami, ale także wśród osobników tego samego gatunku. Jeśli w dalszym ciągu można mówić o jakimś „przeciętnym” uchu ludzkim, to w odniesieniu do słuchu ryb nie ma tu żadnego szablonu, gdyż osobliwości słyszenia ryb wynikają z życia w określonym środowisku. Może pojawić się pytanie: w jaki sposób ryba znajduje źródło dźwięku? Nie wystarczy usłyszeć sygnał, trzeba się na nim skupić. Dla karpia, który osiągnął potężny sygnał niebezpieczeństwa – odgłos podniecenia pokarmu szczupaka, niezwykle ważne jest zlokalizowanie tego dźwięku.
Większość badanych ryb potrafi lokalizować dźwięki w przestrzeni w odległościach od źródeł w przybliżeniu równych długości fali dźwiękowej; NA duże odległości ryby zwykle tracą zdolność określenia kierunku do źródła dźwięku i wykonywania ruchów polowych, poszukujących, które można odczytać jako sygnał „uwagi”. Tę specyfikę działania mechanizmu lokalizacyjnego tłumaczy się niezależnym działaniem u ryb dwóch odbiorników: ucha i linii bocznej. Ucho ryby często współpracuje z pęcherzem pławnym i odbiera wibracje dźwiękowe w szerokim zakresie częstotliwości. Linia boczna rejestruje ciśnienie i mechaniczne przemieszczenie cząstek wody. Niezależnie od tego, jak małe są mechaniczne przemieszczenia cząstek wody wywołane ciśnieniem dźwięku, muszą być one wystarczające, aby mogły je zarejestrować żywe „sejsmografy” – wrażliwe komórki linii bocznej. Najwyraźniej ryba otrzymuje informację o lokalizacji źródła dźwięku o niskiej częstotliwości w przestrzeni za pomocą dwóch wskaźników jednocześnie: wielkości przemieszczenia (linia boczna) i wielkości ciśnienia (ucho). Przeprowadzono specjalne eksperymenty mające na celu określenie zdolności okoni rzecznych do wykrywania źródeł podwodnych dźwięków emitowanych przez magnetofon i wodoodporne słuchawki dynamiczne. Do wody basenu odtwarzane były wcześniej nagrane odgłosy karmienia – chwytania i rozdrabniania pokarmu przez okonie. Tego rodzaju eksperyment w akwarium jest znacznie skomplikowany przez fakt, że wielokrotne echa od ścian basenu zdają się rozmazywać i tłumić główny dźwięk. Podobny efekt obserwuje się w przestronnym pomieszczeniu z niskim sklepieniem. Niemniej jednak okonie wykazały zdolność kierunkowego wykrywania źródła dźwięku z odległości do dwóch metrów.
Metoda odruchów warunkowanych pokarmem pomogła ustalić w akwarium, że karaś i karp są również w stanie określić kierunek do źródła dźwięku. W eksperymentach w akwariach i w morzu niektóre ryby morskie (makrela, roulena, barwena) wykrywały lokalizację źródła dźwięku z odległości 4-7 metrów.
Jednak warunki, w których przeprowadza się eksperymenty w celu określenia tej lub innej zdolności akustycznej ryb, nie dają jeszcze pojęcia, w jaki sposób sygnalizacja dźwiękowa odbywa się u ryb w środowisku naturalnym, gdzie hałas otoczenia jest wysoki. Przenoszenie sygnału dźwiękowego przydatne informacje ma sens tylko wtedy, gdy dociera do odbiorcy w niezniekształconej formie i okoliczność ta nie wymaga specjalnego wyjaśnienia.
U ryb doświadczalnych, w tym płoci i okoni rzecznych, trzymanych w małych ławicach w akwarium, rozwinął się warunkowy odruch pokarmowy. Jak zapewne zauważyłeś, odruch pokarmowy pojawia się w wielu eksperymentach. Faktem jest, że odruch żerowania rozwija się szybko u ryb i jest najbardziej stabilny. Akwaryści doskonale o tym wiedzą. Kto z nich nie przeprowadził prostego eksperymentu: karmienia ryb porcją bloodwormów, jednocześnie stukając w szybę akwarium. Po kilku powtórzeniach, słysząc znajome pukanie, ryby pędzą razem „do stołu” - rozwinęły odruch żerowania na uwarunkowany sygnał.
W powyższym eksperymencie podawano dwa rodzaje warunkowanych sygnałów pokarmowych: jednotonowy sygnał dźwiękowy o częstotliwości 500 herców, emitowany rytmicznie przez słuchawkę za pomocą generatora dźwięku oraz szumowy „bukiet” składający się z dźwięków nagranych wcześniej na magnetofon, które występują podczas karmienia osób. Aby wywołać zakłócenia akustyczne, do akwarium wlewano z wysokości strumień wody. Jak wykazały pomiary, szum tła, jaki wytworzył, zawierał wszystkie częstotliwości widma dźwięku. Należało sprawdzić, czy ryby są w stanie wyizolować sygnał pokarmowy i zareagować na niego w warunkach kamuflażu.
Okazało się, że ryby potrafią izolować przydatne sygnały z hałasu. Co więcej, ryba wyraźnie rozpoznawała dźwięk monofoniczny, wydawany rytmicznie, nawet gdy strużka spadającej wody ją „zatykała”.
Dźwięki o charakterze hałasowym (szelest, siorbanie, szelest, bulgotanie, syczenie itp.) ryby (podobnie jak człowiek) wydają tylko wtedy, gdy przekraczają poziom hałasu otoczenia.
To i inne podobne eksperymenty dowodzą, że słuch ryb potrafi wyodrębniać sygnały życiowe z zestawu dźwięków i hałasów nieprzydatnych dla osobnika danego gatunku, które występują w dużych ilościach w rybach. warunki naturalne w każdym zbiorniku wodnym, w którym jest życie.
Na kilku stronach badaliśmy możliwości słuchowe ryb. Miłośnicy akwariów, jeśli dysponują prostymi i dostępnymi instrumentami, które omówimy w odpowiednim rozdziale, mogliby samodzielnie przeprowadzić kilka prostych eksperymentów: na przykład określić zdolność ryb do nawigowania w kierunku źródła dźwięku, gdy ma ono znaczenie biologiczne lub zdolność ryb do odróżniania takich dźwięków od tła innych „bezużytecznych” dźwięków, lub wykrywanie granicy słyszalności określonego gatunku ryb itp.
Wiele jest wciąż nieznanych, wiele wymaga zrozumienia w budowie i działaniu aparatu słuchowego ryb.
Odgłosy wydawane przez dorsze i śledzie zostały dobrze zbadane, ale ich słuch nie został zbadany; u innych ryb jest zupełnie odwrotnie. Dokładniej zbadano możliwości akustyczne przedstawicieli rodziny babki. Tak więc jeden z nich, babka czarna, odbiera dźwięki o częstotliwości nieprzekraczającej 800-900 herców. Wszystko, co wykracza poza tę barierę częstotliwości, nie „dotyka” byka. Jego zdolności słuchowe pozwalają mu dostrzec ochrypłe, niskie chrząknięcie wydawane przez przeciwnika przez pęcherz pławny; to narzekanie pewna sytuacja można odczytać jako sygnał zagrożenia. Jednak składniki dźwięków o wysokiej częstotliwości powstające podczas żerowania byków nie są przez nie odbierane. I okazuje się, że jakiś przebiegły byk, jeśli chce na osobności ucztować na swojej zdobyczy, ma bezpośredni plan jedzenia przy nieco wyższych tonach - jego współplemienny współplemienny (czyli konkurenci) go nie usłyszy i nie znajdzie. To oczywiście żart. Jednak w procesie ewolucji wykształciły się najbardziej nieoczekiwane adaptacje, wywołane potrzebą życia w społeczności i polegania na drapieżniku od jego ofiary, słabym osobniku od silniejszego konkurenta itp. Oraz korzyści, nawet małe, w sposoby zdobywania informacji (dobry słuch, węch, ostrzejszy wzrok itp.) okazały się błogosławieństwem dla gatunku.
W kolejnym rozdziale pokażemy, że sygnały dźwiękowe mają tak ogromne znaczenie w życiu królestwa ryb, o czym do niedawna nawet nie podejrzewano.
Woda jest strażnikiem dźwięków…………………………………………………………………………….. 9
Jak ryby słyszą? …………………………………………………………………………………………….. 17
Język bez słów jest językiem emocji……………………………………………………………………………. 29
„Wyciszenie” wśród ryb? ………………………………………………………………………………………. 35
Ryba „Esperanto”…………………………………………………………………………………………………………. 37
Ugryź rybę! ……………………………………………………………………………………………………… 43
Nie martw się: rekiny nadchodzą! …………………………………………………………………………… 48
O „głosach” ryb i co przez to oznacza
i co z tego wynika………………………………………………………………………………… 52
Sygnały ryb związane z rozmnażaniem ………………………………………………………….. 55
„Głosy” ryb podczas obrony i ataku…………………………………………………………….. 64
Niezasłużenie zapomniane odkrycie barona
Munchausena ……………………………………………………………………………………………………… 74
„Tabela rang” w ławicy ryb ………………………………………………………………………………. 77
Sygnatury akustyczne na szlakach migracyjnych …………………………………………………………………… 80
Poprawia się stan pęcherza pławnego
sejsmograf……………………………………………………………………………………………………………. 84
Akustyka czy elektryczność? …………………………………………………………………………… 88
O praktycznych korzyściach płynących z badania „głosów” ryb
i słuch…………………………………………………………………………………………………….. 97
„Przepraszam, czy nie możesz być wobec nas delikatniejszy...?” ………………………………………………………97
Rybacy doradzali naukowcom; naukowcy idą dalej…………………………………………………. 104
Relacja z głębi szkoły…………………………………………………………………………….. 115
Miny akustyczne i ryby rozbiórkowe ………………………………………………………………………………… 120
Bioakustyka ryb w rezerwie dla bioniki…………………………………………………………………………………. 124
Dla amatora podwodnego łowcy
brzmi………………………………………………………………………………………………………. 129
Zalecana lektura…………………………………………………………………………….. 143
Jak ryby słyszą? Urządzenie do uszu
U ryb nie stwierdzamy żadnych małżowin ani otworów w uszach. Nie oznacza to jednak, że ryba nie ma ucha wewnętrznego, ponieważ nasze ucho zewnętrzne samo w sobie nie odbiera dźwięków, a jedynie pomaga dźwiękowi dotrzeć do prawdziwego narządu słuchu - ucha wewnętrznego, które znajduje się w grubości skroniowej czaszki kość.
Odpowiednie narządy u ryb znajdują się również w czaszce, po bokach mózgu. Każdy z nich wygląda jak nieregularna bańka wypełniona płynem (ryc. 19).
Do takiego ucha wewnętrznego dźwięk może być przekazywany przez kości czaszki, a możliwość takiego przenoszenia dźwięku możemy odkryć z własnego doświadczenia (przy zatkanych uszach przyłóż do twarzy zegarek kieszonkowy lub naręczny – a ty nie usłyszysz tykania; to przyłóż zegarek do zębów - tykanie godzin będzie słychać dość wyraźnie).
Jednak nie można wątpić, że pierwotną i główną funkcją pęcherzyków słuchowych, gdy powstawały u starożytnych przodków wszystkich kręgowców, było poczucie pozycji pionowej i że przede wszystkim były one statycznymi narządami dla zwierzę wodne lub narządy równowagi, całkiem podobne do statocyst innych swobodnie pływających zwierząt wodnych, począwszy od meduz.
Takie samo znaczenie ma ich żywotne znaczenie dla ryb, które zgodnie z prawem Archimedesa w środowisku wodnym są praktycznie „w stanie nieważkości” i nie odczuwają siły ciężkości. Ale ryba wyczuwa każdą zmianę pozycji ciała za pomocą nerwów słuchowych biegnących do ucha wewnętrznego.
Jego pęcherzyk słuchowy jest wypełniony płynem, w którym znajdują się maleńkie, ale ciężkie kosteczki słuchowe: tocząc się po dnie pęcherzyka słuchowego, dają rybie możliwość ciągłego wyczuwania kierunku pionowego i odpowiedniego poruszania się.
Kwestia, czy ryby słyszą, była przedmiotem dyskusji od dawna. Ustalono, że ryby same słyszą i wydają dźwięki. Dźwięk to ciąg regularnie powtarzających się fal sprężania ośrodka gazowego, ciekłego lub stałego, czyli w środowisku wodnym sygnały dźwiękowe są tak naturalne, jak na lądzie. Fale kompresyjne w środowisku wodnym mogą rozchodzić się z różnymi częstotliwościami. Wibracje o niskiej częstotliwości (wibracje lub infradźwięki) do 16 Hz nie są odbierane przez wszystkie ryby. Jednak u niektórych gatunków odbiór infradźwięków został doprowadzony do perfekcji (rekiny). Spektrum częstotliwości dźwięku odbieranych przez większość ryb mieści się w przedziale 50-3000 Hz. Zdolność ryb do postrzegania fal ultradźwiękowych (ponad 20 000 Hz) nie została jeszcze przekonująco udowodniona.
Prędkość rozchodzenia się dźwięku w wodzie jest 4,5 razy większa niż w powietrzu. Dlatego sygnały dźwiękowe z brzegu docierają do ryb w zniekształconej formie. Ostrość słuchu ryb nie jest tak rozwinięta jak u zwierząt lądowych. Niemniej jednak u niektórych gatunków ryb w eksperymentach zaobserwowano całkiem przyzwoite zdolności muzyczne. Na przykład płotka rozróżnia 1/2 tonu przy 400-800 Hz. Możliwości innych gatunków ryb są skromniejsze. Zatem gupiki i węgorze rozróżniają dwa, które różnią się o 1/2-1/4 oktawy. Są też gatunki zupełnie przeciętne muzycznie (ryby bezpęcherzowe i labiryntowe).
|
|
Ryż. 2.18. Połączenie pęcherza pławnego z uchem wewnętrznym różne typy ryby: a- śledź atlantycki; b - dorsz; c - karp; 1 - wyrostki pęcherza pławnego; 2- ucho wewnętrzne; 3 - mózg: 4 i 5 kości aparatu Webera; wspólny przewód endolimfatyczny
O ostrości słuchu decyduje morfologia układu akustyczno-bocznego, do którego oprócz linii bocznej i jej pochodnych zalicza się ucho wewnętrzne, pęcherz pławny i aparat Webera (ryc. 2.18).
Zarówno w błędniku, jak i w linii bocznej komórkami czuciowymi są tzw. komórki włochate. Przemieszczenie włosa wrażliwej komórki zarówno w labiryncie, jak i w linii bocznej prowadzi do tego samego rezultatu - wygenerowania impulsu nerwowego wchodzącego do tego samego ośrodka akustyczno-bocznego rdzeń przedłużony. Narządy te odbierają jednak także inne sygnały (pole grawitacyjne, pola elektromagnetyczne i hydrodynamiczne, a także bodźce mechaniczne i chemiczne).
Aparat słuchowy ryb reprezentowany jest przez labirynt, pęcherz pławny (u ryb pęcherza moczowego), aparat Webera i układ linii bocznych. Labirynt. Sparowana formacja - labirynt lub ucho wewnętrzne ryb (ryc. 2.19) pełni funkcję narządu równowagi i słuchu. Receptory słuchowe występują w dużych ilościach w dwóch dolnych komorach błędnika – lagenie i utriculusie. Włosy receptorów słuchowych są bardzo wrażliwe na ruch endolimfy w błędniku. Zmiana położenia ciała ryby w dowolnej płaszczyźnie powoduje ruch endolimfy w co najmniej jednym z kanałów półkolistych, co podrażnia włosy.
W endolimfie worka, łojówki i lageny znajdują się otolity (kamyki), które zwiększają wrażliwość ucha wewnętrznego.
|
|
Ryż. 2.19. Labirynt rybny: 1-okrągły woreczek (lagena); 2-ampułkowy (utriculus); 3-worek; 4-kanałowy labirynt; 5- lokalizacja otolitów
W sumie jest ich po trzy z każdej strony. Różnią się nie tylko lokalizacją, ale także rozmiarem. Największy otolit (kamyk) znajduje się w okrągłym worku - lagena.
Na otolitach ryb wyraźnie widoczne są słoje roczne, na podstawie których określa się wiek niektórych gatunków ryb. Pozwalają również ocenić skuteczność manewru ryby. Przy ruchach wzdłużnych, pionowych, bocznych i obrotowych ciała ryby następuje pewne przesunięcie otolitów i następuje podrażnienie wrażliwych włosów, co z kolei tworzy odpowiedni przepływ doprowadzający. To one (otolity) odpowiadają także za odbiór pola grawitacyjnego i ocenę stopnia przyspieszenia ryby podczas rzutów.
Kanał endolimfatyczny odchodzi od labiryntu (patrz ryc. 2.18.6), który jest zamknięty u ryb kostnych, ale otwarty u ryb chrzęstnych i komunikuje się ze środowiskiem zewnętrznym. Aparat Webera. Jest reprezentowany przez trzy pary ruchomo połączonych kości, które nazywane są strzemieniem (w kontakcie z błędnikiem), kowadełkiem i maleusem (kość ta jest połączona z pęcherzem pławnym). Kości aparatu Webera powstają w wyniku ewolucyjnej transformacji pierwszych kręgów tułowia (ryc. 2.20, 2.21).
Za pomocą aparatu Webera labirynt styka się z pęcherzem pławnym u wszystkich ryb pęcherza moczowego. Innymi słowy, aparat Webera zapewnia komunikację pomiędzy centralnymi strukturami układu sensorycznego a peryferiami odbierającymi dźwięk.
Ryc.2.20. Struktura aparatu Webera:
1- przewód perilimfatyczny; 2, 4, 6, 8- więzadła; 3 - strzemiączka; 5- kowadło; 7- maleus; 8 - pęcherz pławny (kręgi są oznaczone cyframi rzymskimi)
|
|
Ryż. 2.21. Ogólny schemat budowy narządu słuchu u ryb:
1 - mózg; 2 - utriculus; 3 - saccula; 4- kanał łączący; 5 - lagena; 6- przewód perilimfatyczny; 7 kroków; 8- kowadło; 9-mężczyzna; 10- pęcherz pławny
Pęcherz pływacki. Jest to dobre urządzenie rezonansowe, rodzaj wzmacniacza drgań ośrodka o średniej i niskiej częstotliwości. Fala dźwiękowa dochodząca z zewnątrz powoduje drgania ściany pęcherza pławnego, co z kolei prowadzi do przemieszczenia łańcucha kostnego aparatu Webera. Pierwsza para kosteczek słuchowych aparatu Webera naciska na błonę błędnika, powodując przemieszczenie endolimfy i otolitów. Zatem, jeśli narysujemy analogię z wyższymi zwierzętami lądowymi, aparat Webera u ryb pełni funkcję ucha środkowego.
Jednak nie wszystkie ryby mają pęcherz pławny i aparat Webera. W tym przypadku ryby wykazują niską wrażliwość na dźwięk. U ryb bezpęcherzowych funkcja słuchowa pęcherza pławnego jest częściowo kompensowana przez wnęki powietrzne związane z labiryntem i wysoka czułość narządy linii bocznej na bodźce dźwiękowe (fale kompresji wody).
Linia boczna. Jest to bardzo stara formacja sensoryczna, która nawet w ewolucyjnie młodych grupach ryb pełni jednocześnie kilka funkcji. Biorąc pod uwagę wyjątkowe znaczenie tego narządu dla ryb, przyjrzyjmy się bardziej szczegółowo jego cechom morfofunkcjonalnym. Demonstracja różnych ekologicznych typów ryb różne opcje układ boczny. Położenie linii bocznej na ciele ryby jest często cechą gatunkową. Istnieją gatunki ryb, które mają więcej niż jedną linię boczną. Na przykład greenling ma cztery linie boczne z każdej strony, stąd
Stąd wzięła się jego druga nazwa – „ośmioliniowy chir”. U większości ryb kostnych linia boczna rozciąga się wzdłuż ciała (w niektórych miejscach bez przerwy lub przerwy), dociera do głowy, tworząc złożony system kanały. Kanały linii bocznej zlokalizowane są albo wewnątrz skóry (ryc. 2.22), albo otwarcie na jej powierzchni.
Przykładem otwartego układu powierzchniowego neuromastów, jednostek strukturalnych linii bocznej, jest linia boczna strzebli. Pomimo oczywistego zróżnicowania w morfologii układu bocznego należy podkreślić, że zaobserwowane różnice dotyczą jedynie makrostruktury tej formacji sensorycznej. Sam aparat receptorowy narządu (łańcuch neuromastów) jest zaskakująco taki sam u wszystkich ryb, zarówno pod względem morfologicznym, jak i funkcjonalnym.
Układ linii bocznych reaguje na fale kompresji środowiska wodnego, prądy przepływowe, bodźce chemiczne i pola elektromagnetyczne za pomocą neuromastów - struktur łączących kilka komórek rzęsatych (ryc. 2.23).
|
|
Ryż. 2.22. Kanał linii bocznej ryb
Neuromast składa się z części śluzowo-galaretowatej - kapsułki, w której zanurzone są włosy wrażliwych komórek. Zamknięte neuromasty komunikują się ze środowiskiem zewnętrznym poprzez małe otwory, które przebijają łuski.
Otwarte neuromasty są charakterystyczne dla kanałów układu bocznego rozciągających się na głowę ryby (patrz ryc. 2.23, a).
Neuromasty kanałowe rozciągają się od głowy do ogona wzdłuż boków ciała, zwykle w jednym rzędzie (ryby z rodziny Hexagramidae mają sześć lub więcej rzędów). Termin „linia boczna” w codziennym użyciu odnosi się konkretnie do neuromastów kanałowych. Jednakże neuromasty są również opisywane u ryb, oddzielone od części kanałowej i wyglądające jak niezależne narządy.
Kanałowe i wolne neuromasty zlokalizowane w różne części ciała ryb i labirynt nie powielają się, ale funkcjonalnie się uzupełniają. Uważa się, że sacculus i lagena ucha wewnętrznego zapewniają rybom wrażliwość na dźwięki z dużej odległości, a układ boczny umożliwia zlokalizowanie źródła dźwięku (choć już blisko źródła dźwięku).
2.23. Struktura neuromastaryby: a - otwarta; b - kanał
Fale powstające na powierzchni wody mają zauważalny wpływ na aktywność ryb i charakter ich zachowania. Przyczynami tego zjawiska fizycznego jest wiele czynników: ruch dużych obiektów (duże ryby, ptaki, zwierzęta), wiatr, pływy, trzęsienia ziemi. Podniecenie służy jako ważny kanał informowania zwierząt wodnych o wydarzeniach zarówno w zbiorniku wodnym, jak i poza nim. Ponadto zaburzenie zbiornika jest odczuwalne zarówno przez ryby pelagiczne, jak i denne. Reakcja ryb na fale powierzchniowe jest dwojakiego rodzaju: ryba opada na większą głębokość lub przemieszcza się do innej części zbiornika. Bodźcem działającym na organizm ryby w okresie zaburzeń pracy zbiornika jest ruch wody względem ciała ryby. Ruch wody podczas jej wzburzenia jest wykrywany przez układ akustyczno-boczny, a wrażliwość linii bocznej na fale jest niezwykle duża. Zatem, aby aferentacja nastąpiła od linii bocznej, wystarczy przemieszczenie kopuły o 0,1 µm. Jednocześnie ryba jest w stanie bardzo dokładnie zlokalizować zarówno źródło powstawania fali, jak i kierunek jej propagacji. Przestrzenny diagram wrażliwości ryb jest specyficzny gatunkowo (ryc. 2.26).
W eksperymentach jako bardzo silny bodziec wykorzystano generator sztucznych fal. Kiedy zmieniła się lokalizacja, ryba bez wątpienia znalazła źródło niepokoju. Odpowiedź na źródło fali składa się z dwóch faz.
Pierwsza faza – faza zamrożenia – jest wynikiem reakcji orientacyjnej (wrodzonego odruchu eksploracyjnego). Czas trwania tej fazy zależy od wielu czynników, z których najważniejsze to wysokość fali i głębokość nurkowania ryby. U ryb karpiowatych (karp, karaś, płoć) przy fali o wysokości 2-12 mm i rybach zanurzonych na głębokości 20-140 mm odruch orientacyjny trwał 200-250 ms.
Druga faza – faza ruchu – odruch warunkowy rozwija się u ryb dość szybko. W przypadku nienaruszonych ryb do jego wystąpienia wystarczy od dwóch do sześciu wzmocnień; u oślepionych ryb, po sześciu kombinacjach tworzenia się fal wzmocnienia pożywienia, rozwinął się stabilny odruch poszukiwania pożywienia.
Małe pelagiczne planktożerne są bardziej wrażliwe na fale powierzchniowe, podczas gdy duże ryby denne są mniej wrażliwe. Zatem oślepieni verkhovowie o wysokości fali zaledwie 1-3 mm już po pierwszej prezentacji bodźca wykazali orientacyjna reakcja. Morskie ryby denne charakteryzują się wrażliwością na silne fale na powierzchni morza. Na głębokości 500 m ich linia boczna jest wzbudzana, gdy wysokość fali osiąga 3 m, a długość 100 m. Z reguły fale na powierzchni morza generują ruch toczący się, dlatego podczas fal nie tylko linia boczna ryba jest podekscytowana, ale także jej labirynt. Wyniki eksperymentów wykazały, że kanały półkoliste labiryntu reagują na ruchy obrotowe, podczas których prądy wodne obejmują ciało ryby. Utriculus wyczuwa przyspieszenie liniowe występujące podczas procesu pompowania. Podczas sztormu zmienia się zachowanie zarówno samotnych, jak i gromadzących się ryb. Podczas słabej burzy gatunki pelagiczne w strefie przybrzeżnej schodzą do dolnych warstw. Kiedy fale są mocne, ryby migrują na otwarte morze i schodzą na większe głębokości, gdzie wpływ fal jest mniej zauważalny. Jest oczywiste, że silne pobudzenie ryby oceniają jako czynnik niekorzystny, a nawet niebezpieczny. Hamuje zachowania żerujące i zmusza ryby do migracji. Podobne zmiany w zachowaniach żerowych obserwuje się także u gatunków ryb żyjących w wodach śródlądowych. Rybacy wiedzą, że kiedy morze jest wzburzone, ryby przestają brać.
Tym samym zbiornik wodny, w którym żyje ryba, jest źródłem różnorodnych informacji przekazywanych kilkoma kanałami. Taka świadomość ryb o wahaniach środowisko zewnętrzne pozwala jej reagować na nie w odpowiednim czasie i adekwatnie reakcjami lokomotorycznymi i zmianami funkcji autonomicznych.
Sygnały rybne. Wiadomo, że same ryby są źródłem różnorodnych sygnałów. Wytwarzają dźwięki w zakresie częstotliwości od 20 Hz do 12 kHz, pozostawiają ślad chemiczny (feromony, kairomony), posiadają własne pola elektryczne i hydrodynamiczne. Pola akustyczne i hydrodynamiczne ryb powstają na różne sposoby.
Odgłosy wydawane przez ryby są jednak dość zróżnicowane ze względu na niskie ciśnienie Można je rejestrować wyłącznie przy użyciu specjalnego, bardzo czułego sprzętu. Mechanizm powstawania fali dźwiękowej u różnych gatunków ryb może być różny (tab. 2.5).
Odgłosy ryb są specyficzne dla gatunku. Ponadto charakter dźwięku zależy od wieku ryby i jej stan fizjologiczny. Odgłosy dochodzące z ławicy i poszczególnych ryb są również wyraźnie rozróżnialne. Na przykład dźwięki wydawane przez leszcza przypominają świszczący oddech. Wzór dźwiękowy ławicy śledzia kojarzy się z piskiem. Kurnik czarnomorski wydaje dźwięki przypominające gdakanie kury. Perkusista słodkowodny identyfikuje się poprzez grę na perkusji. Karaluchy, bocje i łuski wydają piski, które są słyszalne gołym uchem.
Nadal trudno jest jednoznacznie scharakteryzować biologiczne znaczenie dźwięków wydawanych przez ryby. Niektóre z nich to szum tła. W populacjach, szkołach, a także między partnerami seksualnymi dźwięki wydawane przez ryby mogą również pełnić funkcję komunikacyjną.
Ustalanie kierunku hałasu jest z powodzeniem stosowane w rybołówstwie przemysłowym.
Czy ryby mają uszy?
Przekroczenie tła dźwiękowego ryb nad hałasem otoczenia nie przekracza 15 dB. Hałas tła statku może być dziesięć razy większy niż krajobraz dźwiękowy ryby. Dlatego połów ryb możliwy jest tylko z tych statków, które mogą pracować w trybie „cichym”, czyli przy wyłączonych silnikach.
Zatem dobrze znane powiedzenie „głupi jak ryba” najwyraźniej nie jest prawdziwe. Wszystkie ryby mają doskonały aparat do odbioru dźwięku. Ponadto ryby są źródłem pól akustycznych i hydrodynamicznych, które aktywnie wykorzystują do komunikacji w szkole, wykrywania ofiary, ostrzegania krewnych o możliwym niebezpieczeństwie i do innych celów.
Jaki słuch mają ryby? oraz Jak działa narząd słuchu u ryb?
Podczas łowienia ryba może nas nie widzieć, ale ma doskonały słuch i usłyszy najcichszy dźwięk, jaki wydamy. Narządy słuchu u ryb: ucho wewnętrzne i linia boczna.
Woda jest dobry przewodnik wibracje dźwiękowe, a niezdarny rybak może z łatwością spłoszyć rybę. Na przykład klaśnięcie przy zamykaniu drzwi samochodu środowisko wodne rozciąga się na wiele setek metrów. Po zrobieniu sporego plusku nie ma powodu się dziwić, że ugryzienie jest słabe, a może nawet w ogóle nieobecne. Duże ryby są szczególnie ostrożne, co w związku z tym jest głównym celem połowów.
Ryby słodkowodne można podzielić na dwie grupy:
. Ryby z doskonałym słuchem(karp, płoć, lin)
. Ryby ze średnim słuchem(szczupak, okoń)
Jak ryby słyszą?
Doskonały słuch osiąga się dzięki połączeniu ucha wewnętrznego z pęcherzem pławnym. W tym przypadku wibracje zewnętrzne wzmacniane są przez bańkę, która pełni rolę rezonatora. I stamtąd trafiają do ucha wewnętrznego.
Przeciętny człowiek słyszy dźwięki o częstotliwości od 20 Hz do 20 kHz. A ryby, na przykład karp, za pomocą narządu słuchu są w stanie słyszeć dźwięki o częstotliwości od 5 Hz do 2 kHz. Oznacza to, że słuch ryb jest lepiej dostrojony do niskich wibracji, ale wysokie wibracje są odbierane gorzej. Każdy nieostrożny krok na brzegu, uderzenie, szelest, karp czy płoć doskonale słyszą.
U drapieżnych ryb słodkowodnych narządy słuchu są zbudowane inaczej; u takich ryb nie ma połączenia między uchem wewnętrznym a pęcherzem pławnym.
Ryby takie jak szczupak, okoń i sandacz polegają bardziej na wzroku niż na słuchu i nie słyszą dźwięków powyżej 500 herców.
Nawet hałas silników łodzi ma ogromny wpływ na zachowanie ryb. Zwłaszcza ci, którzy mają doskonały słuch. Nadmierny hałas może spowodować, że ryby przestaną żerować, a nawet przerwają tarło. My, ryby, mamy już dobrą pamięć, a one dobrze zapamiętują dźwięki i kojarzą je z wydarzeniami.
Badanie to wykazało kiedy karp przestał żerować z powodu hałasu, szczupak kontynuował polowanie nie zwracając uwagi na to, co się dzieje.
Narządy słuchu u ryb
Za czaszką ryby znajduje się para uszu, która podobnie jak ucho wewnętrzne u człowieka, oprócz funkcji słuchu, odpowiada również za równowagę. Ale w przeciwieństwie do nas ryby mają ucho, które nie ma ujścia.
Linia boczna wychwytuje dźwięki o niskiej częstotliwości i ruch wody w pobliżu ryby. Czujniki tłuszczowe znajdujące się pod linią boczną wyraźnie przekazują zewnętrzne wibracje wody do neuronów, a następnie informacja trafia do mózgu.
Posiadając dwie linie boczne i dwa uszy wewnętrzne, narząd słuchu u ryb doskonale określa kierunek dźwięku. Niewielkie opóźnienie w odczytach tych narządów jest przetwarzane przez mózg i określa, z której strony dochodzi wibracja.
Oczywiście na współczesnych rzekach, jeziorach i palikach jest wystarczająco dużo hałasu. Z biegiem czasu słuch ryb przyzwyczaja się do wielu dźwięków. Jednak regularnie powtarzające się dźwięki, nawet jeśli jest to hałas pociągu, to jedno, a nieznane wibracje to drugie. Zatem w przypadku normalnego łowienia konieczne będzie zachowanie ciszy i zrozumienie, jak działa słuch u ryb.
Zmysły ryby obejmują: wzrok, słuch, linię boczną, elektrorecepcję, węch, smak i dotyk. Przyjrzyjmy się każdemu z osobna.
Organ wzroku
Wizja- jeden z głównych narządów zmysłów u ryb. Oko składa się z okrągłej soczewki o twardej strukturze. Znajduje się w pobliżu rogówki i pozwala widzieć w spoczynku na odległość do 5 m, maksymalne widzenie sięga 10-14 m.
Soczewka wychwytuje wiele promieni świetlnych, dzięki czemu można widzieć w kilku kierunkach. Często oko ma podwyższone położenie, więc otrzymuje bezpośrednie promienie światła, ukośne, a także z góry, z dołu i z boków. Zwiększa to znacznie pole widzenia ryby: w płaszczyźnie pionowej do 150°, a w płaszczyźnie poziomej do 170°.
Widzenie jednooczne– prawe i lewe oko otrzymują oddzielny obraz. Oko składa się z trzech błon: twardówki (chroni przed uszkodzeniami mechanicznymi), naczyń (zaopatruje składniki odżywcze) i siatkówkowy (zapewnia percepcję światła i postrzeganie kolorów dzięki systemowi pręcików i czopków).
Narząd słuchu
Aparat słuchowy(ucho wewnętrzne lub labirynt) zlokalizowane z tyłu czaszka obejmuje dwa działy: górne owalne i okrągłe dolne woreczki. W worku owalnym znajdują się trzy kanały półkoliste - jest to narząd równowagi; endolimfa przepływa przez labirynt; u ryb chrzęstnych łączy się z przewodem wydalniczym środowisko, w kościach kończy się ślepo.
Narząd słuchu u ryb jest połączony z narządem równowagi. Ucho wewnętrzne podzielone jest na trzy komory, z których każda zawiera otolit (część aparat przedsionkowy, który reaguje na stymulację mechaniczną). Nerw słuchowy kończy się w uchu, tworząc komórki rzęsate (receptory); gdy zmienia się pozycja ciała, są one podrażniane przez endolimfę kanałów półkolistych i pomagają utrzymać równowagę.
Postrzeganie dźwięków odbywa się dzięki dolnej części labiryntu - okrągłemu workowi. Ryby są w stanie wykryć dźwięki w zakresie 5 Hz – 15 kHz. Aparat słuchowy składa się z linii bocznej (umożliwia słyszenie dźwięków o niskiej częstotliwości) i pęcherza pławnego (pełni funkcję rezonatora, połączonego z uchem wewnętrznym poprzez Aparat Webera, składający się z 4 kości).
Ryby to zwierzęta krótkowzroczne, często poruszają się w błotnistej wodzie, przy słabym oświetleniu; niektóre osobniki żyją w głębinach morskich, gdzie w ogóle nie ma światła. Jakie narządy zmysłów i w jaki sposób umożliwiają poruszanie się w wodzie w takich warunkach?
Linia boczna
Przede wszystkim to linia boczna- główny narząd zmysłów ryb. Jest to kanał biegnący pod skórą wzdłuż całego ciała i rozgałęziający się w okolicy głowy, tworząc złożoną sieć. Posiada otwory, przez które komunikuje się z otoczeniem. Wewnątrz znajdują się wrażliwe nerki (komórki receptorowe), które dostrzegają najmniejsze zmiany wokół.
W ten sposób mogą określić kierunek prądu, poruszać się po okolicy w nocy i wyczuwać ruch innych ryb, zarówno w ławicy, jak i zbliżających się do nich drapieżników. Linia boczna jest wyposażona w mechanoreceptory; pomagają mieszkańcom wód unikać pułapek i ciał obcych, nawet przy słabej widoczności.
Linia boczna może być kompletna (położona od głowy do ogona), niekompletna lub może zostać całkowicie zastąpiona innymi rozwiniętymi zakończeniami nerwowymi. Jeśli linia boczna zostanie uszkodzona, ryba nie będzie już w stanie przetrwać długo, co wskazuje na znaczenie tego narządu.
Linia boczna ryb jest głównym narządem orientacji Elektrorecepcja
Elektrorecepcja– narząd zmysłów ryb chrzęstnoszkieletowych i niektórych ryb kostnych (sum elektryczny). Rekiny i płaszczki wyczuwają pole elektryczne za pomocą ampułek Lorenziniego – małych kapsułek wypełnionych śluzem i wyłożonych specyficznymi wrażliwymi komórkami, znajdujących się w okolicy głowy i komunikujących się z powierzchnią skóry za pomocą cienkiej rurki.
Bardzo podatny i zdolny do wyczuwania słabych pól elektrycznych (reakcja zachodzi przy napięciu 0,001 mKV/m).
W ten sposób elektroczułe ryby potrafią wyśledzić ofiarę ukrytą w piasku pola elektryczne, które powstają w wyniku skurczu włókien mięśniowych podczas oddychania.
Linia boczna i elektroczułość– te narządy zmysłów są charakterystyczne tylko dla ryb!
Narząd węchowy
Zapach przeprowadza się za pomocą rzęsek znajdujących się na powierzchni specjalnych torebek. Kiedy ryba czuje zapach, worki zaczynają się poruszać: kurczą się i rozszerzają, wychwytując substancje zapachowe. Nos zawiera 4 nozdrza, wysyłane przez wiele komórek czuciowych.
Dzięki węchowi z łatwością znajdują pożywienie, krewnych i partnera na okres tarła. Niektóre osobniki potrafią zasygnalizować niebezpieczeństwo uwalniając substancje, na które inne ryby są wrażliwe. Uważa się, że dla mieszkańców wód zmysł węchu jest ważniejszy niż wzrok.
Organy smaku
Kubki smakowe ryby są skoncentrowane jama ustna(zawiązki jamy ustnej) i część ustno-gardłowa. U niektórych gatunków (sum, miętus) występują w okolicy warg i wąsów, u karpia – na całym ciele.
Ryby, podobnie jak ludzie, potrafią rozpoznać wszystkie cechy smakowe: słony, słodki, kwaśny, gorzki. Za pomocą wrażliwych receptorów ryby mogą znaleźć niezbędny pokarm.
Dotykać
Receptory dotyku znajduje się u ryb chrzęstnych w obszarach ciała niepokrytych łuskami (okolica brzucha u płaszczek). U doskonałokostnych wrażliwe komórki są rozproszone po całym ciele, większość koncentruje się na płetwach i wargach - umożliwiają one wyczuwanie dotyku.
Cechy narządów zmysłów w kościach i chrząstkach
Ryby obojętne mają pęcherz pławny, który odbiera szerszy zakres dźwięków; ryby chrzęstne go nie mają, a także nie mają pełnego podziału ucha wewnętrznego na worki owalne i okrągłe.
Widzenie kolorów jest charakterystyczne dla teleostów, ponieważ ich siatkówka zawiera zarówno pręciki, jak i czopki. Chrzęstny wzrokowy narząd zmysłów zawiera tylko pręciki, które nie są w stanie rozróżniać kolorów.
Rekiny mają bardzo wyczulony węch; przednia część mózgu (zapewnia węch) jest znacznie bardziej rozwinięta niż inni przedstawiciele.
Narządy elektryczne to specjalne narządy ryb chrzęstnych (promieni). Służą do ochrony i ataku na ofiarę, generują wyładowania o mocy do 600V. Mogą pełnić funkcję narządu zmysłów – tworząc pole elektryczne, płaszczki wykrywają zmiany, gdy dostaną się do nich ciała obce.
