Экологические группы костных рыб. Костные рыбы живут в водоемах, резко различающихся по солености, температуре, содержанию кислорода, характеру грунтов, типам растительности и животного населения (т. е. по составу кормов, врагов, конкурентов) и многим другим факторам. Освоение разнообразных водных местообитаний проходило путем широкой адаптивной радиации и привело к возникновению большого числа видов костных рыб, отличающихся друг от друга внешним обликом, особенностями морфологии, физиологии, экологии и поведения. Основные экологические группы рыб описаны выше.

Гидродинамические особенности костных рыб. Плотность тела костных рыб равна или лишь слегка превышает плотность воды, т. е. они обладают нейтральной или близкой к ней плавучестью. Нейтральна (равна 0) плавучесть осетра, судака, карпа, карася и многих других пресноводных и морских рыб. У ведущих придонный и донный образ жизни плавучесть слегка отрицательна: 0,03 у морского чёрта, 0,05-0,07 у камбал и бычков.

Нейтральная плавучесть костных рыб обеспечивается прежде всего специальным гидростатическим органом — плавательным пузырем; одновременно он выполняет и некоторые добавочные функции. У лучеперых непарный тонкостенный, заполненный газом плавательный пузырь развивается как полый вырост спинной поверхности начальной части пищевода. У так называемых открытопузырных рыб (костные и хрящевые ганоиды, сельдеобразные, карпообразные и др.) плавательный пузырь сохраняет связь с пищеводом, а у закрытопузырных рыб (окунеобразные и другие) вскоре после вылупления личинки пузырь полностью обособляется. У двоякодышащих и кистеперых рыб роль плавательного пузыря выполняют легкие, образующиеся как парный вырост брюшной стенки пищевода; только у рогозуба он, видимо, вторично стал непарным. Первоначальное заполнение пузыря газом у всех рыб проходит путем заглатывания атмосферного воздуха. Малек должен подняться на поверхность и, заглатывая воздух, заполнить им плавательный пузырь, после чего проток закрывается. Если это не удается, дальнейшее развитие нарушается и малек гибнет.

Изъятие газов и наполнение ими плавательного пузыря, как и изменение химического состава газов, осуществляется под контролем нервной системы при посредстве

У превосходных пловцов, совершающих быстрые вертикальные перемещения (тунцы, обыкновенная скумбрия, пеламида), и у донных обитателей (вьюновых, бычков, морских собачек, камбал и др.) плавательный пузырь часто редуцируется; эти рыбы имеют отрицательную плавучесть и сохраняют положение в толще воды за счет мускульных усилий. У некоторых беспузырных рыб накопление жира в тканях снижает их удельный вес, увеличивая плавучесть. Так, у скумбрии содержание жира в мясе доходит до 18-23% и плавучесть может стать почти нейтральной (0,01), тогда как у пеламиды при содержании в мышцах всего 1-2% жира плавучесть равна 0,07.

Плавательный пузырь, выполняя гидростатическую функцию, одновременно участвует в газообмене и служит органом, воспринимающим изменения давления (баорецептором). У некоторых рыб он участвует в произведении и усилении звуков. Возникновение плавательного пузыря обычно связывают с появлением костного скелета, увеличивающего удельный вес костных рыб.

Покровы. Кожа и ее производные. Как и у хрящевых рыб, кожа костных рыб состоит из многослойного эпителия и подстилающего волокнистого соединительнотканного кориума (рис. 107). Многочисленные одноклеточные железы эпидермиса выделяют слизистый секрет, покрывающий тонким слоем тело рыбы. Эта слизистая пленка способствует уменьшению трения при плавании и, благодаря своим бактерицидным свойствам, препятствует проникновению в кожу бактерий. В одноклеточных железах кожи рыб, преимущественно мирных, содержится секрет, выделяющийся только при поранении кожи и служащий предупреждением об опасности — так называемое «вещество страха». При определенном состоянии рыб выделяемые кожными железами вещества — феромоны — стимулируют брачное поведение.

Клетки нижних слоев эпидермиса и клетки кориума содержат пигменты. Окраска большинства видов рыб критична: она делает рыбу малозаметной на фоне места обитания. Придонные рыбы и рыбы травянистых и коралловых зарослей часто имеют яркую пятнистую или полосатую так называемую «расчленяющую» расцветку, маскирующую контур рыбы. Характерная для донных рыб дорзо-вентральная уплощенность тела уменьшает размер отбрасываемой тени и также облегчает маскировку. Некоторые рыбы способны произвольно менять окраску в зависимости от цвета субстрата. Особенно отчетливо эта способность выражена у камбаловых, некоторых бычков, скорпен и других рыб. Смена окраски происходит в течение нескольких минут. Ослепленные рыбы приобретают темную окраску и в дальнейшем ее не меняют. Смена окраски обеспечивается изменением формы хроматофоров (пигментных клеток) под влиянием импульсов, поступающих из продолговатого мозга через симпатическую нервную систему (центр «посветления») и из промежуточного мозга (центр «потемнения») через парасимпатическую систему. Такая двойная антагонистическая иннервация обеспечивает быстрые изменения окраски.

Схема строения окуня — представителя костных рыб

У пелагических рыб темная окраска спины делает их малозаметными на фоне дна при рассматривании сверху, а блестящая серебристая окраска боков и брюшка делает рыбу незаметной на фоне светлого неба при рассматривании снизу. У многих пелагических рыб (сельдевые, некоторые карповые и другие) брюшко сжато в виде острого киля, ликвидирующего демаскирующую тень на брюхе при освещении рыбы сверху и усиливающего маскирующее значение серебристой окраски нижней части тела. У некоторых видов (колюшки, лососевые и др.) в сезон размножения развивается яркая брачная окраска. Ее появление обусловлено действием гормонов и служит важным условием развития полового поведения и синхронизации созревания половых продуктов у самцов и самок.

У большинства видов костных рыб в коже образуются защитные костные образования — чешуи; у части видов они редуцируются. Многие ископаемые кистеперые (и ныне живущая латимерия) и двоякодышащие рыбы имели космоидную чешую в виде костной пластинки, снаружи покрытой слоем более плотного костного вещества — космина (видоизменение дентина). По происхождению космоидная чешуя представляет собой комплекс слившихся и сильно измененных плакоидных чешуи. В эволюции из космоидной возникла ганоидная чешуя. Последняя состоит из костной пластинки, сверху покрытой дентиноподобным веществом — ганоином. Обычно ганоидные чешуи имеют ромбическую форму и, соединяясь друг с другом специальными сочленениями, образуют панцирь, одевающий все тело рыбы. Такая чешуя была свойственна ископаемым палеонискам, а из ныне живущих рыб ее сохранили многоперообразные (имеют космоганоидную чешую) и панцирникообразные (чешуя ганоидная). Как и космоидная, ганоидная чешуя закладывается в кориуме.

Костные чешуи, свойственные остальным современным костным рыбам, филогенетически представляют (А). при брюшном киле (Б) тень видоизменение ганоидной чешуи, на брюхе не образуется (по Алееву) у которой исчез поверхностный слой ганоина (в виде очень тонкого слоя ганоин сохраняется на костной чешуе амии). Костные чешуи образуются в поверхностных слоях кориума; обычно они черепицеобразно накладываются друг на друга.

У большинства рыб чешуи циклоидные — с гладким наружным краем. У окунеобразных и некоторых других рыб по заднему (наружному) краю чешуйки развиты зубчики — это ктеноидная чешуя. Чешуи растут в течение всей жизни рыбы. Верхняя поверхность чешуи часто имеет сложный рельеф (ребристость, исчерченность), увеличивающий ее прочность и направляющий (организующий) обтекающие тело рыбы потоки воды. На боковых сторонах хвостового стебля таких быстрых пловцов, как многие скумбриевые, некоторые сельдевые и др., расположены группы чешуи с очень сложным поверхностным рельефом. У многих рыб в нижних слоях чешуи лежит прослойка кристалликов извести и серебристого пигмента — гуанина, усиливающих блестящую окраску рыбы. При потере чешуи (механические повреждения и т. п.) довольно быстро (через 20-50 дней) происходит их полная регенерация.

В соответствии с неравномерным ростом рыбы в течение года на чешуйке образуются концентрические кольца: широкие соответствуют периоду интенсивного роста, узкие — образуются в сезон его замедления. Это позволяет использовать чешую для определения возраста рыбы (с той же целью используется слоистость и некоторых костей — клейтрума, жаберной крышки и др.). Длина чешуи и длина тела рыбы с возрастом изменяются пропорционально друг другу. Основываясь на этом, были разработаны методики, позволяющие рассчитывать скорость роста данной особи за предыдущие годы.

Помимо чешуи в более глубоких слоях кориума образуются покровные кости черепа и пояса грудных плавников. Кожа костных рыб, как и хрящевых, проницаема для воды и некоторых растворенных в ней веществ.

Скелет и мышечная система. У костных рыб хрящ в скелете в той или иной степени замещается костной тканью: образуются основные или замещающие кости. Кроме этого, в коже возникают покровные кости, погружающиеся потом под кожу и входящие в состав внутреннего скелета. Скелет костных рыб подразделяется на осевой скелет, череп (мозговой и висцеральный), скелет непарных плавников, скелет парных плавников и их поясов.

Климат — одно из важнейших условий, которое должен учитывать человек в своей хозяйственной деятельности и особенно при освоении новых территорий. Зная климат страны и отдельных ее районов, можно планировать распределение культурных растений. Для каждого климатического района можно подобрать культуры, которые дадут наилучший урожай.

Однако пассивное подчинение климату было бы ошибкой.

Люди научились выводить новые формы растений, приспособленные почти к любым климатическим условиям. Теперь под Москвой растет виноград, хотя эта культура характерна для теплых стран мира. Таких примеров можно привести много.

Большое значение имеет учет климатических условий при прокладывании новых шоссейных и железных дорог, строительстве аэродромов, выборе строительных материалов для промышленных предприятий, теплофикации зданий, в технике строительства и т. д.

Климаты необходимо изучать и для сохранения здоровья человека, используя климатические условия местности в лечебных целях. Например, горный климат и климат приморских районов летом очень полезен больным туберкулезом.

Однако влияние климата на человека ограниченно. Буржуазные ученые в течение многих столетий вопреки истине утверждают, что общественный строй, бедность одних стран и богатство других зависят от географических условий и прежде всего от климата.

Некоторые из них говорят, что в степном климате человек может заниматься только хлебопашеством, в пустынях — овцеводством, в тундре — оленеводством и никакая промышленность там невозможна. Эти их утверждения опровергаются всем опытом хозяйственного развития нашей и других стран.

Человек уже давно вступил в борьбу с неблагоприятными условиями климата.

При помощи отапливаемого жилища и одежды он создал себе свой собственный климат — микроклимат. Можно сказать, что начиная с того времени, когда впервые люди научились пользоваться огнем, была одержана решительная победа над климатом и созданы возможности для широкого расселения людей. В больших городах зимой и летом теплее, чем в их окрестностях. В Ленинграде и Москве теплее, чем в их пригородах, на 1° (в среднем за год). Это все равно, как если бы эти города были передвинуты на юг примерно на 150 км.

В оазисах Туркмении, созданных искусственным орошением, летом дневная температура на 3—4° ниже, а ночью на 3—4° выше, чем в окружающей пустыне.

В нашей стране ведутся разнообразные работы, улучшающие климат. В недалеком будущем использование атомной энергии откроет перед советскими людьми еще более широкие перспективы по переделке природы и климата.

В России обитают две разновидности перепелов. Области их гнездования почти не перекрываются. К западу от Байкала живет обыкновенный перепел, громкие крики которого можно слышать на лугах, по опушкам и лесным полянам, на полях с посевами сельскохозяйственных культур, в первую очередь зерновых и кормовых трав. К востоку от Байкала живет немой перепел. По своему внешнему облику, повадкам и выбору мест обитания он чрезвычайно похож на своего западного сородича. Резко различаются они только по голосу. Обыкновенный перепел выкрикивает свое знаменитое «подь-полоть» очень громко и азартно, отчего перепелиное пение часто называют «боем». Брачный крик немого перепела представляет собой всего лишь тихий, жужжащий трехсложный звук, напоминающий стрекотание кузнечика.

• На время размножения перепела не образуют пар, самцы в воспитании потомства не участвуют и все свое время отдают токованию.
• Во время осеннего перелета тысячи перепелов скапливаются на южном побережье Крыма, где они подготавливаются к 500-километровому беспосадочному перелету через Черное море. Птицы усиленно кормятся и запасаются жиром, увеличивая свой вес от 100 до 150-160 г.

Изучать рельеф необходимо потому, что он имеет большое значение в природе и в нашей жизни. Так, например, высокие горы обусловливают различие климатических условий на склонах и в долинах, расположенных по разные стороны от гребня гор. В свою очередь, климатические условия оказывают существенное влияние на реки и родники, особенности растительного и животного мира. Чтобы в этом убедиться, посмотрите на карту Земли. Исполинская стена Гималаев с одной стороны заслоняет долину р. Ганга с ее роскошной тропической растительностью от ледяных ветров Тибета, а с другой — препятствует проникновению в Тибет теплых ветров, дующих с Индийского океана.

Всем хорошо известно, что на Черноморском побережье Кавказа и Южном берегу Крыма теплый и влажный климат, субтропическая растительность. Объясняется это тем, что хребты Кавказа и Крыма прикрывают побережье от холодных ветров, дующих с севера.

Слушая ежедневно сводки погоды по радио, вы, вероятно, замечали, что в г. Ашхабаде в летнее время наблюдаются очень высокие температуры воздуха. Однако зимой здесь бывают сильные морозы, достигающие временами — 25°. Объясняется это тем, что Ашхабад не огражден с севера горными хребтами, вследствие чего холодные массы воздуха могут беспрепятственно сюда проникать зимой из более северных областей и резко понижать температуру воздуха.

Очень велико влияние рельефа на природу горных склонов, расположенных на разной высоте над уровнем моря.

Известно, что по мере поднятия в горы температура воздуха все более и более понижается. С этим связано изменение почвенного и растительного покрова в горах. Возьмем для примера хребет Джунгарский Алатай. У подножия дорога идет по полупустынной, летом выжженной солнцем степи с редкой растительностью и пятнами обнаженного глинистого грунта. Направимся в одну из горных долин и начнем подниматься вверх. Характер растительности заметно будет изменяться. На дне долины—кустарниковая и травянистая растительность с зелеными свежими листьями, а выше по склону древесная растительность образует уже настоящий лиственный лес. Здесь встречаются различные породы деревьев. Местами большие участки покрыты зарослями диких яблонь и груш.

Особенно здесь красиво весной, когда деревья покрыты белыми и светло-розовыми цветами. Если смотреть издалека, то кажется, что склоны кое-где припорошены только что выпавшим на свежую зелень снегом.

Выше по склону видны темно-зеленые массивы хвойного леса из тяньшаньской ели, покрывающей все склоны. За ними располагается пояс субальпийских лугов. Здесь поражает взгляд роскошная травянистая растительность, достигающая полутораметровой высоты, с большим количеством цветковых растений, среди которых выделяются пионы и мальвы, местами сплошь покрывающие поверхность. Поднимемся еще выше в горы; здесь травянистая растительность становится все более и более низкорослой и разреженно*!.

Вблизи границы вечных снегов субальпийские луга сменяются альпийскими лугами с разреженным травянистым покровом и низкорослой, приземистой растительностью. И, наконец, покажутся горные склоны, покрытые шапками вечных снегов, блестящих порой на солнце так сильно, что на них трудно смотреть без очков с темными стеклами. Кое-где здесь высятся обнаженные скалистые пики и зубцы. Такова картина высотной зональности, или вертикальной поясности, которая ярче или бледнее выражена почти во всех горах.

Значительные различия природных условий наблюдаются между теневыми и солнечными склонами. Так, на северных склонах хребтов дольше, чем на южных, залеживается весной снег; здесь развиваются более многочисленные и крупные ледники, позже наступают весна и лето и раньше — осень и зима. Такие же различия имеются не только в горах, но и на холмах и даже склонах оврагов и лощин. Здесь на припеке летом скорее выгорает трава, в то время как на теневом склоне она дольше стоит зеленая.