У акул нет мочевого пузыря
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, существующие уже более 500 миллионов лет, являются одними из самых древних обитателей на земле, сохранивших свой примитивный архаичный облик без изменений. Ведь они родились на начальном этапе развития животной жизни на планете, когда еще даже костной ткани не было. Акулы вместе со скатами являются хрящевыми рыбами: у них нет костей, а скелет построен из одной только хрящевой ткани.
Кажется, все в акуле продумано природой и доведено до совершенства. Удивительно обтекаемая форма тела от острого рыла до саблевидного хвостового плавника, жесткие остроконечные грудные и спинной плавники позволяют развивать в воде большую скорость, совершать молниеносные броски и неожиданные маневры. Акулы одинаково хорошо двигаются и в толще воды над бездонной пучиной, и на мелководье, где они могут буквально ползать по дну на брюхе. Размеры акул варьируют от двух сантиметров у акулы-пигмея и семи сантиметров у карликовой светящейся акулы до двух десятков метров у китовой акулы. Доисторические акулы были и того больше, достигая в длину 25 метров.
Поскольку нет у акул костей, нет у них и жаберных крышек, которые мы привыкли видеть у костных рыб. У последних жабры омываются свежей водой за счет движений крышек. Те, кто хоть раз ловил рыбу, видел, как пойманные караси или щуки усиленно двигают крышками в тщетной надежде вдохнуть живительной воды с растворенным в ней кислородом. Акулы же гоняют воду через жаберные щели, расположенные по бокам сзади челюстей. Вода входит в рот, а выходит через щели. Для непрерывного дыхания акулы должны постоянно двигаться с открытым ртом. По этой же причине, акулы, пойманные и посаженные на всеобщее обозрение в аквариум или бассейн, не имеющие возможности плавать и нормально дышать, открывают и закрывают свою пасть. Отсюда и возник кошмарный образ вечно голодной акулы с приоткрытой пастью, и мало кто догадывается, что зубами-то она щелкает не от жадности, а для того, чтобы дышать.
У всех костных рыб есть плавательный пузырь, заполненный газами, которые выделяются специальными железами. Пузырь служит для управления плавучестью в воде: при его расширении плавучесть увеличивается, и рыба без усилий всплывает, а при уменьшении его объема плавучесть уменьшается, и рыба опускается вниз (по закону Архимеда). У акул нет плавательного пузыря, как у костных рыб, и поэтому они должны постоянно находиться в движении, чтобы не утонуть. Стоит им замедлить движения, и они тут же начинают погружаться. Поэтому пелагические акулы (т.е. акулы, живущие в толще воды) непрерывно двигаются даже во время отдыха. Большинство же видов, обитающих в придонном слое, время от времени ложатся на дно или заплывают в пещеры и таким образом отдыхают от своей бурной активной жизни. Таких акул называют “спящими”. Поскольку акулы в подавляющем большинстве ночные хищники, спят они, как правило, днем, и смелый аквалангист, забравшийся в их “комнату отдыха”, может наблюдать замечательную картину, как в небольшой пещере неподвижными рядами лежат тела спящих акул. Органы чувств у них во время отдыха отключаются, так что в течение некоторого времени можно безбоязненно наслаждаться необычным зрелищем. Главное, никого не разбудить.
Песчаные акулы нашли заменитель плавательного пузыря костистых рыб: они заглатывают пузыри воздуха и держат его в особом воздушном кармане желудка. Созданный таким оригинальным образом своеобразный гидростатический “орган” регулирует плавучесть и облегчает жизнь песчаным акулам.
Поверхность тела акул, как и у всех рыб, покрыта чешуей. Только у акул чешуя особая – плакоидная. В отличие от гладкой циклоидной чешуи костных рыб, акулья чешуйка представляет собой пластинку с зубцом, направленным острием к хвосту. Форма зубцов бывает самой разной: тупая, иглообразная, зазубренная, лопатовидная, шипообразная, ромбоидальная, сердцевидная и проч., являясь определительным видовым признаком. Некоторые плакоидные чешуи видоизменяются, разрастаются и преобразуются в особые структуры: например, в зубы, плавниковые шипы у колючих акул, хвостовые шипы скатов-хвостоколов, зубья рыбы-пилы. Совокупность плакоидных чешуй делает кожу акул похожей на грубую наждачную бумагу, и не случайно акулью чешую нередко называют кожными зубами. Случайное прикосновение к ней может повредить кожу или даже содрать ее до мяса, что приведет к попаданию крови в воду. А это способно вызвать у акул пищевую лихорадку (см. ниже).
Большинство акул – прожорливые хищники, питающиеся всем, что живет в море: донными беспозвоночными, рыбами, морскими млекопитающими – живыми и мертвыми. Для захвата, удержания, разрывания и кусания добычи служат острые и страшные на вид зубы. Зубы акул, как уже было сказано, представляют собой видоизмененные плакоидные чешуи с редуцированной пластинкой и гипертрофированным зубцом. У зародыша, например, зубы во рту и на коже абсолютно одинаковы, а дифференцировка происходит на поздних стадиях развития. У разных видов зубы отличаются формой и размерами в прямой зависимости от размеров тела. Благодаря современным методикам, ученые даже восстанавливают общий облик ископаемых акул по их окаменевшим зубам. Так, по зубу 15 см высотой реконструировали челюсти древнего кархародона, достигавшего 25 м в длину. У современного кархародона – большой белой акулы – зубы поменьше. Они имеют треугольную форму и остры как лезвия. Такими зубами легко срезать большие куски мяса с крупной рыбы или млекопитающих или же перекусывать добычу пополам. У сельдевых акул зубы тонкие, острые и загнуты назад для захвата и удержания верткой и скользкой добычи. У донных видов, питающихся моллюсками и крабами зубы толстые и тупые: такими инструментами удобно разгрызать твердые известковые раковины и панцири.
Зубы располагаются во рту и в глотке многими рядами – по тысяче и даже больше. Рабочие зубы находятся в переднем ряду. Они легко отваливаются, а им на смену выдвигаются из глубины пасти все новые ряды – настоящая “фабрика зубов”. Странное явление! Во-первых, зубы сидят в деснах непрочно из-за того, что у них нет корней – это ведь не настоящие зубы, а только гипертрофированные чешуи. Во-вторых, для непрерывного дыхания рот акулы должен быть постоянно открытым. Если же зубы застрянут в мускулах какой-либо жертвы и акула не сможет быстро их вырвать из нее, то она просто задохнется. Отваливание зубов решает эту жизненно важную для акул проблему. Если она не способна молниеносно вырезать кусок мяса из добычи или перекусить ее, она разжимает челюсти, оставляя в ране свои зубы, а затем набрасывается снова. Поэтому нередкие нападения огромных белых акул на лодки, ошибочно принятые за кита или черепаху, оставляют на память застрявшие в деревянной обшивке зубы хищника.
Часто возникает вопрос: а как же акулы кусают, если рот у них находится фактически на брюшной стороне тела и прикрыт сверху длинным рылом? Челюсти акул соединены не суставом, а гибкой эластичной связкой, что придет им удивительную подвижность. Во время нападения акула поднимает и сморщивает рыло, выдвигая челюсти вперед, и, кроме того, широко растягивают пасть до необходимых размеров. Если добыча невелика, акула просто заглатывает ее целиком, даже не повреждая, а все остальное уже выполняет мощный желудок.
Голова акулы снабжена разнообразными органами чувств, при помощи которых она выслеживает, локализует, исследует и узнает добычу. Эти рецепторы воспринимают разные сигналы и колебания, испускаемые потенциальной жертвой: зрительные, звуковые и вкусовые сигналы, электрические и механические колебания. Одно из самых развитых и важных чувств – обоняние. Пара обонятельных ямок, или ноздрей, находится по бокам передней части рыла. Их стенки выстланы рецепторными клетками, улавливающими в воде малейшие запахи.
Обоняние акул настолько совершенно, что несколько капель крови, попавших в воду, возбуждают их на расстоянии в несколько километров. Почуяв добычу, возбужденная акула начинает двигаться зигзагами, поочередно поворачивает правую и левую ноздри, чтобы определить направление запаха и локализовать его источник. За тридцать метров до него акулы уже начинают руководствоваться зрением. Если же акуле заткнуть ноздри, она проплывет мимо добычи, даже если она будет находиться у нее перед глазами. Сигналы, принятые рецепторными клетками ноздрей, передаются по нервным цепям в обонятельные доли и передний отдел головного мозга. Эта часть мозга, анализирующая обонятельные сигналы, у акул гипертрофирована и занимает по объему две третих всего головного мозга, определяя само поведение хищника.
Глаза акул производят странное впечатление: тусклые и малоподвижные, они в то же время холодны, осмысленны и беспощадны. Немигающий жестокий взгляд акулы внушает первобытные ужас и парализует волю. Ранее считали, что акулы подслеповаты, но это не совсем так. Глаз акулы имеет своеобразное строение: на его задней стенке находится сетчатка, состоящая из одних лишь клеток-палочек, воспринимающих движение и контраст светлого и темного. Акулы часто теряют неподвижный объект из виду, но отлично видят все, что двигается. Поэтому самые точные молниеносные броски акулы совершают по барахтающимся беспомощным животным. Во время броска на глаз надвигается прозрачная защитная перепонка, предохраняющая глаза от повреждения о тело жертвы. За сетчаткой располагается хрусталик, отражающий световые лучи на сетчатку и тем самым усиливающий зрение в сумерках и в полной темноте. Это отличное приспособление к ночному и глубоководному образу жизни. Зрение у акул черно-белое, воспринимающее лишь тональность окраски. Если вы хотите привлечь внимание акулы, одевайтесь в белое или черное, берите с собой металлический баллон или что-нибудь блестящее. И тогда внимание акул вам обеспечено.
У акул хорошо развита так называемая боковая, или латеральная, линия, представляющая собой систему каналов, идущих вдоль тела и разветвленных веером на голове и челюстях. Каналы открываются наружу порами с рецепторными клетками, улавливающими механические колебания окружающей среды. Беспорядочные отчаянные резкие движения раненого животного возбуждают любопытство акул за пределами видимости и даже без запаха крови.
Снизу рыла можно видеть множество небольших ямок, заполненных студенистым веществом. Это ампулы Лоренцини, воспринимающие электрические импульсы окружающего мира. Тревожное и отчаянное состояние жертвы определяется ее головным мозгом. При этом последний испускает электрические импульсы, которые и улавливаются акульими радарами. В сочетании с запахом, яркостью, формой тела и типом движений, они и составляют полную картину лакомого кусочка.
За глазами располагаются небольшие ямки – брызгальца, предназначенные для дополнительного дыхания и усиленного насыщения кислородом кровеносной системы головного мозга и зрительного аппарата. У некоторых донных акул, лежащих на илистом дне, вода поступает к жабрам не через рот, забитый грунтом, а только через брызгальца, омывает жабры и выходит наружу через жаберные щели.
Проглоченная добыча поступает в просторный желудок, а оттуда – в Z-образный кишечник, где и происходит переваривание пищи. Желудок служит своеобразным хранилищем пищи, запасенной впрок: однажды в желудке огромной тигровой акулы обнаружили двух практически целых дельфинов, лишь немного поврежденных желудочным соком.
Акулы резко отличаются от всех других рыб своим размножением. В то время как у костных рыб оплодотворение отложенной икры спермой происходит при беспорядочном выметывании и того и другого в воду, оплодотворение акул происходит в результате полового акта. Самцы и самки акул внешне не отличаются, но за хвостовыми плавниками в задней части тела можно увидеть наружные совокупительные органы. Самец ухаживает за самкой, обвиваясь вокруг нее своим телом и крепко ее “обнимая”, а затем вводит свои парные половые члены – птеригоподии – в парные же половые отверстия самки. У некоторых видов совокупление продолжается более 20 минут и представляет из себя удивительно динамичное зрелище. Сперма, введенная внутрь матки, оплодотворяет яйцеклетки и дает начало будущему потомству. Эмбрион созревает столько же времени, сколько у человека – девять месяцев. У акул представлен весь спектр возможных способов вынашивания и рождения: яйцекладущий, яйцеживородящий и живородящий. Яйцекладущие акулы откладывают оплодотворенные яйца в прочной кожистой яйцевой сумке, прикрепляя их к какому-либо предмету на дне. Яиц, как правило, немного, – не более двадцати. Яйцеживородящие вынашивают свое дитя в яйцевой сумке, и наружу выходит уже подвижный акуленок. У живородящих зародыш развивается в матке, соединенный с материнским организмом своеобразной “плацентой”, образованной из желточного мешка. Новорожденный акуленок уже обладает острыми зубами, неукротимым нравом и готов к хищному образу жизни.
Источник