Как рыба плавает?
За многомиллионный период эволюции рыбы приобрели разнообразные формы тела, соответствующие среде их обитания. По строению туловища рыбы, окраске чешуи, даже цвету мяса можно установить, где она живет, чем питается, как перемещается в водном пространстве.
Хрящевые рыбы, чей скелет состоит из мягких хрящей, не имеют плавательного пузыря. Поэтому, как это ни парадоксально звучит, чтобы не утонуть, они должны находиться в постоянном движении или вести придонный образ жизни (может быть, от них пошло выражение «уйти на дно»). На определенной глубине хрящевых рыб удерживает подъемная сила плавников.
Костные рыбы обладают жестким скелетом. У них есть плавательный пузырь, который помогает им удерживаться на заданной глубине. Изменяя объем пузыря, рыба меняет плотность своего тела и перемещается вверх или вниз. При движении она использует в качестве тормоза плавники. Движение вперед костным рыбам обеспечивает бегущая вдоль туловища волна — мышечные сокращения. Поэтому они могут плавать с высокой скоростью, практически не затрачивая энергии.
Долгое время считалось, что для того чтобы всплыть из глубины в поверхностные слои воды, рыба раздувает свой плавательный пузырь; тогда объем ее тела увеличивается, вес вытесняемой воды становится больше ее собственного веса — и, по закону плавания, рыба поднимается вверх. Чтобы прекратить подъем или опуститься вниз, она, напротив, сжимает свой плавательный пузырь. Объем тела, а с ним и вес вытесняемой воды уменьшаются, и рыба опускается на дно. Такое упрощенное представление о назначении плавательного пузыря бытовало довольно долго, пока не была обнаружена полная несостоятельность этой теории.
Пузырь имеет, несомненно, весьма тесную связь с плаванием рыбы, так как рыбы, у которых пузырь был при опытах искусственно удален, могли держаться в воде, только усиленно работая плавниками, а при прекращении этой работы падали на дно. Какова же истинная его роль? Весьма ограниченная: он лишь помогает рыбе оставаться на определенной глубине - именно на той, где вес вытесняемой рыбой воды равен весу самой рыбы. Когда же рыба работой плавников опускается ниже этого уровня, тело ее, испытывая большое наружное давление со стороны воды, сжимается, сдавливая пузырь; вес вытесняемого объема воды уменьшается, становится меньше веса рыбы, и рыба неудержимо падает вниз. Чем ниже она опускается, тем сильнее становится давление воды, тем больше сдавливается тело рыбы и тем стремительнее продолжает оно опускаться.
То же самое, только в обратном направлении, происходит тогда, когда рыба, покинув слой, где она находилась в равновесии, перемещается работой плавников в более высокие слои. Тело ее, освободившись от части наружного давления и по-прежнему распираемое изнутри плавательным пузырем (в котором давление газа находилось до этого момента в равновесии с давлением окружающей воды), увеличивается в объеме и вследствие этого всплывает выше.
Чем выше рыба поднимается, тем более раздувается ее тело и тем, следовательно, стремительнее ее подъем.
Помешать этому, «сжимая» пузырь, рыба не в состоянии, так как стенки ее плавательного пузыря лишены мышечных волокон, которые могли бы активно изменять его объем.
Итак, вопреки существовавшему ранее мнению, рыба вовсе не может произвольно раздувать и сжимать свой плавательный пузырь. Изменения его объема происходят пассивно, под действием усиленного или ослабленного наружного давления. Эти изменения объема для рыбы не только не полезны, а, напротив, приносят ей вред, так как обусловливают либо неудержимое, все ускоряющееся падение на дно, либо столь же неудержимый и ускоряющийся подъем на поверхность. Другими словами, пузырь помогает рыбе в неподвижном положении сохранять равновесие, но равновесие это неустойчивое.
Способ передвижения повлиял и на внутреннее строение рыб. У быстро плавающих костных рыб отлично развита мускулатура. Ее интенсивная работа требует большого количества кислорода, который поступает по сосудистой сети. В свою очередь наличие кислорода влияет на цвет мяса: у быстрых пловцов, лосося и тунца, мясо красного цвета, у медленно плавающих рыб вроде карпа — белого.
Из хрящевых хуже всех плавают придонные рыбы. Они даже утратили обтекаемую форму. В частности, камбала плавает лишь за счет колебательных движений спинного и анального плавников, а ее тело остается неподвижным.
Скат передвигается подобно птицам. Он нахватывает воду грудными плавниками и отбрасывает ее вниз и назад, сделав несколько взмахов. Создается впечатление, что рыба как бы парит в воде.
Некоторые рыбы, ведущие малоподвижный образ жизни, постепенно утрачивают чешуйчатый покров, являющийся своего рода смазочным материалом, снижающим силу сопротивления воды. Так, домашний карп, выведенный в прудах, не имеет сплошной чешуи. Но ее отсутствие не мешает ему существовать в пресноводных водоемах, где у него нет врагов.
|
|
Читайте в рубрике «Морские рыбы»: |