Какие чувства испытывают рыбы?

Ответ на этот вопрос до конца еще не прояснен, например, еще достоверно не выяснено чувствуют ли рыбы боль, и если да, то насколько сильно.
Но, тем не менее, знание , строения и функций их рецепторов позволяет сделать определенные выводы о рыбьих органах чувств: это в первую очередь, обоняние, вкус, пространственная ориентация, слух . Как и у человека, у рыб все органы чувств тесно взаимосвязаны. Рецепторы рыб регистрируют раздражения как физической, так и химической природы: давление, звук, температуру, цвет, электрические и магнитные поля, запах, вкус.

Обоняние - один из важнейших способов познания мира у рыб. Опытные рыбаки всегда посыпают наживку на крючке ароматной приманкой: многие рыбы очень чувствительны к запахам.
Рыбий нос имеет специальные обонятельные мешочки с ресничками. Сужая и расширяя эти мешочки, рыба принюхивается. Благодаря обонянию, рыбы различают пищу, находят свою стаю, партнеров во время нереста, хищников и добычу. Кроме этого в некоторых ситуациях рыбы могут выделять в воду «химические сигналы» (например при опасности), которые также распознаются другими рыбами. Это очень существенный фактор для рыб, обитающих в мутной воде, так как сбор информации посредством осязания или звуков там затруднен, и рыбы активно применяют обоняние.

Особенно хорошо развито обоняние у пловцов-проходных рыб. Например, молодь нерки различает с помощью обоняния воду разных озер, растворы различных аминокислот, концентрацию кальция в воде; европейский угорь , мигрируя из Европы к нерестилищам, расположенным в Саргассовом море, может определить воду любого из водоемов, встречающегося на его пути.
Вообще, «химические обонятельные сигналы» играют важную функцию в жизни рыб: они бывают разного типа. Например, сигналы «для своих» называются феромонами . Взаимоотношения между разными видами рыб определяются кайромонами и алломонами . Кайромоны несут информацию, полезную для вида, принимающего сигнал. Алломоны же, наоборот, вызывают поведенческий ответ, полезный для вида, производившего сигнал.

В носу у рыбы четыре ноздри, в обилие снабженные чувствительными клетками, воспринимающими запахи. Растворенные в воде вещества, попадая в ноздри, раздражают эти клетки, передавая в мозг сигнал о том или ином запахе.
Вода свободно циркулирует по полостям ноздрей благодаря специальным клапанам, находящимся в них.
Вместе с тем, обоняние у разных видов рыб развито по-разному. Однако обычно обоняние для рыбы гораздо важнее, чем зрение.

Имеются у рыб и вкусовые рецепторы .
Рыба прекрасно отличает горькое от сладкого или соленого. За вкусовые восприятия рыб отвечают отличные от обонятельных доли мозга! Вкусовые рецепторы рыб, представляющие из себя чувствительные клетки, находятся во рту , на губах, щёчках, усах, а также на боках и голове.

Характерный и очень важный для рыб орган чувств - боковая линия (есть еще у водных амфибий).
Боковая линия - это своеобразный датчик движений и колебаний воды. С ее помощью, например, хищники отлично ощущают малейшие движения потенциальной жертвы, а жертва, наоборот: затаившегося хищника. А также благодаря этому «датчику» рыбы ориентируются в подводном пространстве, обходят неподвижные препятствия, определяют местонахождение корма, направление течения и т.д.

Боковая линия представляет из себя канал, проходящий через все туловище и сообщающийся с водой с помощью отверстий в чешуйках. Она содержит в себе очень чувствительные клетки, реагирующие на атмосферное давление и информирующие головной мозг о его изменениях.
Этот чувствительный канал еще называют сейсмосенсорным органом.
Чувствительные, реагирующие на колебания давления в воде, органы есть также на голове, на челюстях и на жаберных крышках рыбы. С боковая линия связана блуждающим нервом.

Боковая линия бывает полной: проходит вдоль всего тела рыбы; неполной, а также она может отсутствовать (например, у сельди ). Однако рыбы, у которых отсутствует боковая линия, имеют другие, хорошо развитые, каналы нервных окончаний. Повреждение боковой линии у рыбы может очень быстро стать причиной ее смерти.

Органы чувств. Зрение.

Орган зрения - глаз по своему устройству напоминает фотографический аппарат, причем хрусталик глаза подобен объективу, а сетчатка - пленке, на которой получается изображение. У наземных животных хрусталик имеет чечевицеобразную форму и способен изменять свою кривизну, поэтому животные могут приспосабливать зрение к расстоянию. Хрусталик у рыб шарообразный и не может менять форму. Зрение их перестраивается на различные расстояния при приближении или удалении хрусталика от сетчатой оболочки.

Оптические свойства водной среды не позволяют рыбе видеть далеко. Практически пределом видимости у рыб в прозрачной воде считают расстояние 10-12 м, а ясно рыбы видят не далее 1,5 м. Лучше видят дневные хищные рыбы, живущие в прозрачной воде (форель, хариус, жерех, щука). Некоторые рыбы видят в темноте (судак, лещ, сом, угорь, налим). У них в сетчатке глаза есть особые светочувствительные элементы, способные воспринимать слабые световые лучи.

Угол зрения рыб очень велик. Не поворачивая тела, большинство рыб способно видеть каждым глазом предметы в зоне около 150° по вертикали и до 170° по горизонтали (рис. 1) .

Иначе видит рыба предметы, находящиеся над водой. В этом случае вступают в силу законы преломления световых лучей, и рыба может видеть без искажения лишь предметы, которые находятся прямо над головой- в зените. Наклонно падающие световые лучи преломляются и сжимаются в угол 97°,6 (рис. 2) .

Чем острее угол входа светового луча в воду и ниже предмет, тем более искаженным видит его рыба. При падении светового луча под углом 5-10°, особенно если водная поверхность неспокойна, рыба перестает видеть предмет.

Лучи, идущие от глаза рыбы вне конуса, изображенного на рис. 2, полностью отражаются от водной поверхности, поэтому она представляется рыбе зеркальной.

С другой стороны, преломление лучей позволяет рыбе видеть как бы скрытые предметы. Представим себе водоем с крутым обрывистым берегом (рис. 3) .вне преломления лучей водной поверхностью может увидеть человека.

Рыбы различают цвета и даже оттенки.

Цветовое зрение у рыб подтверждается их способностью изменять окраску в зависимости от цвета грунта (мимикрия). Известно, что окунь, плотва, щука, которые держатся на светлом песчаном дне, имеют светлую окраску, а на черном торфяном дне - более темную. Особенно ярко выражена мимикрия у различных камбал, способных с изумительной точностью приспосабливать свою окраску к цвету грунта. Если камбалу пустить в стеклянный аквариум, под дно которого подложить шахматную доску, то на спине у нее появятся клетки, подобные шахматным. В природных условиях камбала, лежащая на галечном дне, настолько сливается с ним, что становится совершенно незаметной для человеческого глаза. В то же время ослепшие рыбы, в том числе и камбала, не меняют своего цвета и остаются темно-окрашенными. Отсюда ясно, что изменение рыбами окраски связано с их зрительным восприятием.

Опыты кормления рыб из разноцветных чашечек подтвердили, что рыбы отчетливо воспринимают все спектральные цвета и могут различать близкие оттенки. Новейшие опыты, основанные на спектрофотометрических методах, показали, что многие виды рыб воспринимают отдельные оттенки не хуже человека.

Методами пищевой дрессировки установлено, что рыбы воспринимают и форму предметов - отличают треугольник от квадрата, куб от пирамиды.

Известный интерес представляет отношение рыб к искусственному свету. Еще в дореволюционной литературе писали о том, что костер, разведенный на берегу реки, привлекает плотву, налимов, сомов и улучшает результаты ловли. Последние исследования показали, что многие рыбы - килька, кефаль, сырть, сайра - направляются к источникам подводного освещения, поэтому в настоящее время электрический свет используют в промысловой ловле. В частности, этим способом успешно ловят кильку на Каспии, а сайру у Курильских островов.

Попытки применить электрический свет в спортивной ловле пока не дали положительных результатов. Проводились такие опыты зимой в местах скопления окуня и плотвы. Во льду прорубали лунку и ко дну водоема опускали электролампу с рефлектором. Затем производили ловлю на мормышку с подсадкой мотыля в соседней лунке и в лунке, вырубленной в стороне от источника света. Оказалось, что количество поклевоквблизи лампы меньше, чём вдали от нее. Аналогичные опыты производились при ловле судака и налима ночью; они также не дали положительного эффекта.

Для спортивной ловли рыбы заманчиво использование приманок, покрытых светящимися составами. Установлено, что рыбы схватывают светящиеся приманки. Однако опыт ленинградских рыболовов не показал их преимуществ; обычные приманки рыбы во всех случаях берут охотнее. Литература по данному вопросу также не убедительна. В ней описываются только случаи поимки рыб на светящиеся приманки, а сравнительных данных о ловле в тех же условиях на обычные приманки не приводится.

Особенности зрения рыб позволяют сделать некоторые выводы, полезные для рыболова. Можно с уверенностью сказать, что находящаяся у поверхности воды рыба не в состоянии видеть стоящего на берегу рыболова далее 8-10 м и сидящего или ловящего взабродку - далее 5-6 м; имеет значение при этом и прозрачность воды. Практически можно считать, что если рыболов не видит рыбу в воде, когда смотрит на хорошо освещенную водную поверхность под углом, близким к 90°, то и рыба не видит рыболова. Поэтому маскировка имеет смысл только при ловле на мелких местах или поверху в прозрачной воде и при забросе на небольшое расстояние. Наоборот, предметы снаряжения рыболова, близкие к рыбе (поводок, грузило, сачок, поплавок, лодка), должны сливаться с окружающим фоном.

Слух.

Наличие слуха у рыб долгое время отрицалось. Такие факты, как подход рыб по звонку к месту кормежки, привлечение сомов ударами по воде особой деревянной колотушкой («клочение» сомов), реакция на свисток парохода, еще мало что доказывали. Возникновение реакции могло объясняться раздражением других органов чувств. Новейшие опыты показали, что рыбы реагируют на звуковые раздражения, причем эти раздражения воспринимаются и слуховыми лабиринтами, имеющимися в голове рыб, и поверхностью кожи, и плавательным пузырем, играющим роль резонатора.

Какова чувствительность звуковых восприятий у рыб, точно не установлено, но доказано, что они улавливают звуки хуже человека, причем высокие тона рыбы слышат лучше, чем низкие. Звуки, возникающие в водной среде, рыбы слышат на значительном расстоянии, а звуки, возникающие в воздушной среде, слышат плохо, так как звуковые волны отражаются от поверхности и плохо проникают в воду. Учитывая эти особенности, рыболов должен остерегаться шуметь в воде, но может не опасаться напугать рыбу, громко разговаривая. Интересно использование звуков в спортивной ловле. Однако вопрос о том, какие звуки привлекают рыб, а какие отпугивают, не изучен. Пока звук используют лишь при ловле сомов, «клочением».

Орган боковой линии.

Орган боковой линии есть только у рыб и земноводных, постоянно живущих в воде. Боковая линия чаще всего представляет собой канал, который тянется вдоль туловища от головы до хвоста. В канале разветвляются нервные окончания, с большой чувствительностью воспринимающие даже самые незначительные водные колебания. При помощи этого органа рыбы определяют направление и силу течения, ощущают токи воды, образующиеся при смывании подводных предметов, чувствуют движение соседа в стае, врагов или добычи, волнение на поверхности воды. Кроме того, рыба воспринимает и колебания, которые передаются воде извне - сотрясение почвы, удары по лодке, взрывную волну, вибрацию корпуса парохода и т. п.

Подробно изучена роль боковой линии в схватывании рыбой добычи. Многократно поставленные опыты показали, что ослепленная щука хорошо ориентируется и безошибочно схватывает движущуюся рыбку, не обращая внимания на неподвижную. Слепая щука с разрушенной боковой линией теряет способность ориентации, натыкается на стенки бассейна и. будучи голодной, не обращает внимания на плавающую рыбку.

Учитывая это, рыболов должен вести себя осторожно и на берегу и в лодке. Сотрясение почвы под ногами, волна от неаккуратного движения в лодке могут насторожить и надолго распугать рыбу. Не безразличен для успеха ловли характер движения в воде искусственных приманок, так как хищники при преследовании и схватывании добычи ощущают создаваемые ею водные колебания. Уловистее, безусловно, окажутся те приманки, которые наиболее полно воспроизводят признаки обычной добычи хищников.

Органы обоняния и вкуса.

Органы обоняния и вкуса у рыб разделены. Органом обоняния у костистых рыб служат парные ноздри, расположенные по обеим сторонам головы и ведущие в носовую полость, выстланную обонятельным эпителием. В одно отверстие вода входит, а из другого выходит. Такое устройство органов обоняния позволяет рыбе ощущать запахи растворенных или взвешенных в воде веществ, причем на течении рыба может чувствовать запахи только по струе, несущей пахучее вещество, а в тиховодье - только при наличии токов воды.

Орган обоняния слабее всего развит у дневных хищных рыб (щука, жерех, окунь), сильнее - у ночных и сумеречных рыб (угорь, сом, карп, линь).

Вкусовые органы расположены в основном во рту и глоточной полости; у одних рыб вкусовые сосочки находятся в области губ и усов (сом, налим), а иногда расположены по всему телу (сазан). Как показывают опыты, рыбы способны различать сладкое, кислое, гор " кое и соленое. Так же, как и обоняние, чувство вкуса сильнее развито у ночных рыб.

В литературе имеются указания о целесообразности добавлять в прикормку и насадку различные пахучие вещества, будто бы привлекающие рыбу: мятное масло, камфару, анисовые, лавро-вишневые и валерьяновые капли, чеснок и даже керосин. Неоднократное использование этих веществ в корме не показало сколько-нибудь заметного улучшения клева, а при большом количестве пахучих веществ, наоборот, рыба почти совсем переставала ловиться. Аналогичный результат дали опыты, поставленные над аквариумными рыбами, которые неохотно ели корм, смоченный анисовым маслом, валерьянкой и т. п. Вместе с тем естественный запах свежей прикормки, особенно конопляного жмыха, конопляного и подсолнечного масла, ржаных сухарей, свежесваренной каши, без сомнения, привлекает рыбу и ускоряет ее подход к кормушке.

Значение тех или иных органов чувств при отыскании пищи различными рыбами показано в табл. 1.

Таблица 1

Продолжаем нашу традиционную рубрику Советы бывалых рыбаков - раскажем об органах чувств рыб:

Навигация: О рыбе - органы, инстинкты

Зрение

Глаз рыбы - довольно совершенный оптический прибор. Он лишён век и постоянно открыт. Практически рыба в прозрачной воде видит не далее чем на 10-12 м, а ясно - только в пределах 1,5 м. Угол зрения у рыб очень велик. Не поворачивая тела, они могут видеть предметы каждым глазом по вертикали в зоне около 150° и по горизонтали -до 170°. Рыба хорошо видит предметы, расположенные спереди и по сторонам, несколько хуже - сзади, но даже в неподвижном состоянии способна просматривать большую часть окружающей среды. Совершенно необычным должен казаться рыбе надводный мир. Без искажения рыба видит лишь предметы, находящиеся прямо над её головой - в зените. Но чем острее угол входа светового луча в воду и чем ниже расположен надводный предмет, тем более искаженным кажется он рыбе. При падении светового луча под углом 5-10°, особенно если водная поверхность неспокойна, рыба вообще перестаёт видеть предмет. Лучи, идущие от глаза рыбы вне конуса, изображённого на рис. 1, полностью отражаются от водной поверхности, и она представляется рыбе зеркальной. В ней отражаются дно, водные растения, плавающие рыбы.
Рис. 1. Схема углов зрения, под которыми рыба видит предметы, находящиеся в воде

Рис. 1.2. Схема углов зрения, под которыми рыба видит предметы, находящиеся над водой

С другой стороны, особенности преломления лучей позволяют рыбе видеть как бы скрытые предметы. Представим себе водоём с крутым обрывистым берегом. Сидящий на берегу человек не увидит рыбу - она скрыта береговым выступом, а рыба увидит человека (рис. 2). Поэтому на рыбалке всегда предпочтительнее сидеть, чем стоять, так как вероятность попасть в поле зрения рыбы значительно меньше.

Особенности строения глаза рыб, также, как и других органов, зависят прежде всего от условий обитания и образа их жизни.
Рис. 2 Преломление лучей зрением человека и рыбы

Зорче других - дневные хищные рыбы - форель, жерех, щука. Это и понятно - они обнаруживают добычу главным образом зрением. Хорошо видят рыбы, питающиеся планктоном и донными организмами. У них зрение гоже имеет первостепенное значение для отыскивания добычи.

Многие наши пресноводные рыбы - лещ, судак, сом, налим - чаще охотятся ночью. Им нужно хорошо видеть в темноте. И природа позаботилась об этом. У леща и судака в сетчатой оболочке глаз находится светочувствительное вещество, а у сома и налима имеются даже специальные пучки нервов, воспринимающие самые слабые световые лучи. Эти рыбы обладают и способностью различать цвета и даже оттенки. Не зря же рыболовы привлекают внимание рыб, украшая свои крючки цветными шерстинками, чаще всего красными.

Рыболовы хорошо знают, что для успешной ловли не безразличен цвет применяемых блёсен.

Способность различать цвета развита у различных рыб неодинаково. Лучше различают цвета рыбы, обитающие у поверхности, где много света. Хуже - которые живут в глубине, куда проникает только часть световых лучей. Рыбы не одинаково относятся к искусственному свету. Одних он привлекает, других отпугивает. Например, костёр, разведенный на берегу реки, привлекает, по мнению старых рыболовов, плотву, налима, сома. А вот угорь, сазан не любят света.

Особенности зрения рыб позволяют сделать некоторые выводы, полезные для рыболова. Можно с уверенностью сказать, что находящаяся у поверхности воды рыба не в состоянии видеть стоящего на берегу рыболова далее 10-12 м, а сидящего или ловящего взабродку - далее 5-6 м; имеет значение при этом и прозрачность воды. Практически можно считать, что если рыболов не видит рыбу в воде, когда смотрит на хорошо освещенную водную поверхность под углом, близким к 90°, то и рыба не видит рыболова. Поэтому маскировка имеет смысл только при ловле на мелких местах или поверху в прозрачной воде и при забросе на небольшое расстояние. Наоборот, близкие от рыбы предметы снаряжения рыболова - поводок, грузило, сачок, поплавок, лодка - должны сливаться с окружающим фоном.

Слух

О том, что рыбы реагируют на звуки, известно давно. Шум или звук может как пугать, так и привлекать рыбу. Рыболовы умело используют и любознательность, и пугливость рыб. Сома успешно ловят, приманивая ударами по воде особой колотушкой - «квоком». Очень часто используют шум рыбаки, чтобы загнать рыбу в сети. Установлено, что рыбы способны улавливать звуки с частотой колебания от 5 Гц до 13 кГц, т.е. в более широком по сравнению с человеком диапазоне (от 16 Гц до 13 кГц). Колебания, рождённые в воздушной среде, плохо доходят до слуха рыбы, потому что эти волны почти полностью отражаются от водной глади. Вы, наверное, наблюдали, что рыбы, плавающие в реке у самой поверхности воды, не реагируют на шум (даже сильный) с расстояния примерно 8-10 м. Но всякий шум, созданный в воде, раздражает рыбу. Объясняется это тем, что звуки, возникающие воде, рыбы способны слышать на значительном расстоянии. А некоторые рыболовы, не учитывая этого, часто с плеском опускают удочки, садки с рыбой или, того хуже, пытаясь освободиться от травинки на блесне, начинают с силой хлестать ею по воде.

Звуки с частотой от 16 до 13 000 колебаний в секунду рыбы воспринимают слуховыми лабиринтами, имеющимися в голове, и кожей. Учитывая слуховые возможности рыбы, на рыбалке надо стараться вести себя тихо, не создавая шума, который может отпугнуть рыбу, а вам и другим рыболовам испортить рыбалку. Механические и инфразвуковые колебания с частотами от 5 до 16 в секунду рыбы воспринимают «шестым» органом чувств, о котором подробно будет рассказано в следующем разделе.

Шестое чувство

Главный орган этого чувства у рыб - боковая линия. Этот орган имеется только у рыб и земноводных, постоянно живущих в воде. Боковая линия - это канал, который обычно тянется вдоль туловища от головы до хвоста. В канале расположены чувствующие почки, соединённые с внешней средой, с нервами и с головным мозгом малюсенькими отверстиями, находящимися в чешуйках. Боковая линия воспринимает даже самые незначительные водные колебания и помогает рыбам определять силу и направление течения, улавливать отражённые токи воды, чувствовать движение соседа в стае, волнение на поверхности. Пользуясь «шестым» чувством, рыбы могут плавать ночью в мутной воде, не наталкиваясь на подводные предметы и друг на друга. Недаром опытный рыболов-спиннингист обращает внимание не только на внешний вид блесны и её «игру», но и на характер создаваемых ею колебаний. Применяются даже специальные блёсны - акустические. Боковая линия позволяет улавливать и те колебания, которые передаются воде извне - в результате сотрясения почвы, ударов по воде, взрывной волны. Такие колебания рыбы ощущают с гораздо большей чувствительностью, чем колебания в воздухе. Поэтому опытные рыболовы остерегаются стучать в лодке, ходят по берегу не топая, но не опасаются громко разговаривать.

Хищные рыбы пользуются боковой линией и как локатором, посредством которого следят за движением жертвы. Мирным же рыбам боковая линия помогает своевременно обнаружить врага, отличить его от своих сородичей.

Органы осязания, обоняния и вкуса. Помимо «шестого» чувства ориентироваться в воде рыбам помогают осязание и обоняние. Эти два чувства помогают рыбе в поисках пищи. Хорошо развитое обоняние, органами которого являются носовые ямки, разделенные на две части (передняя пара отверстий служит для входа воды, а задняя - для выхода), позволяет рыбам ощущать появление в водной среде необычных или же привычных для них растворённых веществ даже в ничтожно малых количествах. Органы осязания у некоторых рыб, как, например, у сазана, расположены чуть ли не на всем теле. Но чаще всего они находятся около рта. У налима органом осязания служит усик на нижней губе. У сома имеются два длинных подвижных уса. Рыбы хорошо отличают вкусное от невкусного, сладкое от кислого и соленого. Вкусовые органы расположены во рту и глоточной полости. У некоторых особей они выходят изо рта и на поверхность тела: у сазана - на усы, у сома и налима - на губы. Таким образом, рыбакдолжен иметь в виду, что рыбу не любым «блюдом» можно соблазнить, надо, чтобы и внешне оно выглядело привлекательным и имело хороший запах и вкус.
Таблица 1.1
Условные обозначения: ххх - основной орган, участвующий в отыскании пищи; х х - орган, всегда участвующий в отыскании пищи: х - орган, иногда участвующий в отыскании пищи; 0 - орган, отсутствующий или не участвующий в отыскании пищи

Если бы мы не видели их воочию», - писал знаменитый биолог Карл Линней в своей «Системе природы». Действительно, рыбы - существа удивительные. За свою длительную историю они приобрели множество разнообразнейших приспособлений, в которых как бы отразились причуды природы.

Единственные существа, которые обладают специальными электрическими органами. Среди позвоночных только рыбы способны светиться. У них мы встречаемся со своеобразными формами размножения и заботы о потомстве. Например, самцы морских коньков или морских игл вынашивают икру в особой наглухо зарастающей складке на брюхе. А у серебряных карасей большей частью вообще отсутствуют самцы, и икру, которую откладывают самки, оплодотворяют представители других видов. Но из такой икры развиваются все-таки караси и опять только самки.

Есть рыбы, обладающие жабрами и легкими одновременно. А как долго оставался загадкой такой специально рыбий орган, как боковая линия! С рыбами связано множество научных загадок, причем таких, которые обычно даже не возникают в отношении многих других животных. Обладают ли они слухом? Издают ли звуки? Зачем им нужен плавательный пузырь? Различают ли они цвета? В последнее время многие стороны жизни рыб стали связывать с их химической чувствительностью.

ПЛАВНИКИ - ОРГАНЫ ВКУСА

Опыты показывают, что рыбы различают сладкое, горькое, кислое и соленое четыре вкусовых качества, воспринимаемые и человеком. Пищу, пропитанную хинином или горькой полынной настойкой, например, многие рыбы выплевывают, словно горький вкус им «неприятен». А к сладкому относятся очень неплохо. Так, морской налим охотно поедает мясо, вымоченное в сахарном сиропе.

Как известно, вода различных участков морей и океанов имеет неодинаковую соленость. И тем, что рыбы могут различать соленость, иногда объясняют их способность ориентироваться при дальних миграциях. Под водой нет обозначенных дорог, и вместе с тем рыбы обычно путешествуют по вполне определенным маршрутам. Возможно, что они действительно опознают свою дорогу «на вкус».

Расположение вкусовых органов у рыб, не ограничивается пастью, как у большинства животных. Рыбы обитают в водной среде, и вкусовые вещества могут иметь значение для них не только когда попадают в рот, но и когда просто касаются наружной поверхности тела. У сомов, тресковых рыб, вкусовые почки находятся, например, на усах. Встречаются они также на удлиненных лучах плавников, как у морского налима, мерланга и других рыб.

В этом отношении очень интересна красивая рыба с большими плавниками - морской петух, или триста. Она словно ходит по дну на каких-то тонких странных пальцах - лучах грудных плавников. Оказывается, эти свободные плавниковые лучи служат морскому петуху не только для опоры. Они тоже обладают вкусовой чувствительностью. Нащупав ими спрятавшуюся на дне добычу, триста тут же ее схватывает.

У многих рыб вкусовые почки расположены буквально по всему телу. Такие рыбы способны находить пищу, касаясь ее любым участком тела. Они могут питаться и ночью. Вкус, как можно видеть, помогая рыбе ориентироваться и отыскивать пищу под водой, оказывается для нее довольно всеобъемлющим чувством, и окружающий мир во многом представлен для рыбы в виде вкусовых ощущений.

ВОЗМОЖНО ЛИ ОБОНЯНИЕ В ВОДЕ!

А вот обладают ли рыбы обонянием или оно не проявляется у них отдельно от вкуса? Такой вопрос нередко задают теперь. Почему он возникает? Ведь установлено, что у рыб органы обоняния располагаются отдельно от органов вкуса, и нервные обонятельные центры находятся в переднем мозгу, тогда как вкусовые - в продолговатом, находящемся позади. Но дело в том, что рыбы обитают в водной среде. И, стало быть, любые вещества, которые могут достигнуть их ноздрей, губ или полости рта, будут находиться в растворе.

А по распространенным представлениям, обоняние - это восприятие газообразных веществ, паров; вкус же - восприятие жидких веществ, растворов. На этом основании многие ученые и отрицали существование у рыб отдельного обонятельного чувства и признавали только одно «химическое» чувство - вкус.

И все-таки наблюдения показывали, что рыбы, отыскивая пищу, ведут себя так, словно они способны «нюхать». Тогда проделали специальные опыты. Сомам и акулам, обычно быстро находящим спрятанную приманку, закрывали носовые отверстия, а вкусовую чувствительность полностью сохраняли. Оказалось, что при этих условиях они не в состоянии обнаружить пищу, спрятанную, например, в марлевые мешочки или в густую траву. Но стоило только открыть им ноздри, как рыбы быстро находили невидимую приманку.

Тогда у небольших рыбок - гольянов, обычных обитателей наших каменистых речек, в лаборатории выработали условные рефлексы на пахучие вещества, не имеющие никакого вкуса - кумарин, скатол и искусственный мускус. А также на вкусовые - хинин, виноградный сахар, уксусную кислоту и соль. Для этого ватку, пропитанную исследуемым веществом, помещали в аквариум перед тем как дать рыбам пищу. Когда рыбы стали искать пищу, только почувствовав знакомые вещества, у них удалили передний мозг, в котором находятся обонятельные центры, то есть лишили их обаяния, так сказать, на корню. Надо сказать, что у рыб и после удаления переднего мозга возможно не только сохранение, но и образование новых условных рефлексов. Оказалось, что после операции условные рефлексы на пахучие вещества полностью пропали, а на вкусовые сохранились.

Таким образом, было окончательно доказано, что запахи могут восприниматься не только на воздухе, но и в воде. Причем чувствительность к запахам у некоторых рыб довольно высока. Гольяны способны воспринимать такие пахучие вещества, как эугенол и фенилэтилалкоголь, в 150-200 раз лучше, чем человек.

Чтобы решить вопрос, обладают ли рыбы независимым чувством обоняния, науке потребовалось около тридцати лет. Но значит ли это, что все уже решено? Нет. Какова, например, сама природа обоняния? На этот счет есть немало различных гипотез. Одна из них говорит, что для раздражения обонятельных рецепторов необязательно прямое соприкосновение с ними пахучих веществ, а обоняние может осуществляться как бы на расстоянии. Существует представление, что пахучее вещество может поглощать из органа чувств инфракрасные лучи, и эта «потеря» воспринимается мозгом как запах. Однако удовлетворяющая всех теория обоняния пока отсутствует.

Выяснение природы обоняния - вообще очень важная задача, стоящая перед наукой. Техника еще не располагает таким универсальным прибором, который улавливал бы самые различные вещества в столь ничтожных количествах, как органы обоняния животных, и определял бы их. Хотя в этом отношении и есть известный прогресс в связи с применением меченых атомов, вводимых в различные вещества, но по своим возможностям этот способ не позволит достигнуть того, что мог бы дать аппарат, аналогичный нашему носу.

Недаром многие химики и по сей день шутят, что самым совершенным прибором для количественного и качественного анализа является человеческий нос, хотя мы хорошо знаем, насколько наш нос несовершенен. Биология в данном случае может дать технике принцип создания универсального прибора для химического анализа. И в этом отношении особенно важно изучить обоняние у водных животных.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ ДАЛЬНЕВОСТОЧНЫЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИНСТИТУТ ХИМИИ И ПРИКЛАДНОЙ ЭКОЛОГИИ

ХИМИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

КАФЕДРА БИООРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ И БИОТЕХНОЛОГИИ

Обоняние в жизни рыб

Реферат студентки 014 группы

Володько Александры Викторовны

Владивосток

Введение

Запах и обонятельные пороги

Орган обоняния

Влияние и действие химических сигналов

Заключение

Список литературы

Введение

Чувствуют ли рыбы запах? Конечно, чувствуют. Причем, как стало известно, рыбы разных видов обладают различной чувствительностью к обонятельным и вкусовым раздражителям. В отличие от людей, наделенных способностью различать вкус и запах, рыбы воспринимают химические раздражители при помощи трех вполне самостоятельных чувствительных (хемосенсорных) систем – вкуса, обоняния и общего химического вкуса, из которых наибольшую роль играет обонятельный анализатор. С помощью органа обоняния рыбы стараются локализовать запах и подойти к его источнику.

Способность к различению химических раздражителей рыбы приобрели очень давно – по мнению палеонтологов – не менее 500 миллионов лет назад. Считается, что способность различать всевозможные химические вещества – наиболее древний способ получения информации о среде обитания.

Посредством обоняния рыбы получают информацию об изменениях внешней среды, различают пищу, находят свою стаю, партнеров во время нереста, обнаруживают хищников, вычисляют добычу. На коже у некоторых видов рыб расположены клетки, которые при ранении кожи выделяют в воду «вещество страха», которое является для других рыб сигналом об опасности. Рыбы активно используют химическую информацию для подачи сигналов тревоги, предупреждения об опасности, привлечения особей противоположного пола. Особенно важен этот орган для рыб, обитающих в мутной воде, где наряду с осязательной и звуковой информацией рыбы активно используют и обонятельную.

Обоняние оказывает большое влияние и на работу многих органов и систем организма, тонизируя или угнетая их. Известны группы веществ, положительно (аттраканты) или отрицательно (репелленты) действующие на рыб. Аттраканты широко используются рыболовами при приготовлении приманок и насадок.Обоняние тесно связано с другими органами чувств: вкуса, зрения и равновесия.В различные времена года обонятельные ощущения у рыб не одинаковы, они обостряются весной и летом, особенно в теплую погоду.

Запах и обонятельные пороги

Запах – ощущение, которое возникает, если летучие вещества (те, которые дают достаточно много молекул в газовую фазу) при вдохе попадают на специализированные обонятельные клетки. Согласно мнению многих ученых, животные ориентируются на смесь основных запахов: мускусный, камфорный, мятный, эфирный, цветочный, острый и гнилой. Из этих запахов складываются все запахи, имеющиеся в природе. Но что же такое запах с точки зрения химии – какие вещества пахнут? Их только 10% от известных 10 млн. органических веществ.

Очень долго химики пытались найти зависимость между строением химического вещества и его запахом. Результаты не блестящие. Известно, что если молекулярная масса у вещества больше 400, то оно не пахнет, поскольку просто не даёт пары в нужных количествах. А вот какие из оставшихся пахнут – сказать довольно трудно. Да и с парами в нужных количествах тоже однозначного ответа нет – предсказать обонятельные пороги (то есть минимальную дозу, при котором ощущается запах) веществ на основании их химической структуры не удаётся. Кстати, оказалось, что эти самые обонятельные пороги очень разные.

Рыбы обладают очень высокой чувствительностью к запахам (способны почувствовать разведение в пропорции один к миллиарду экстракта из мотыля, более высокие концентрации менее привлекательны для них). Пороговые концентрации веществ, вызывающие заметные электрофизиологические ответы в обонятельной системе, могут быть крайне низкими – до 10 –9 –10 –13 г. Поведенческие же ответы регистрируются при концентрациях 10 –6 –10 –9 г. Правда, все эти пороговые концентрации были измерены для искусственных химических веществ. Скорее всего, пороги чувствительности к естественным запахам еще ниже.

Проблема в этой области науки заключена в том, что «носы» гораздо чувствительнее приборов. Хроматографы и масс-спектрометры работают, как правило, до 10-9 г (нанограммы). Поэтому когда исследователи анализируют запахи физико-химическими методами и пытаются определить вещества, передающие какую-то информацию, ответ на поставленный вопрос не всегда удаётся получить. Поэтому некоторые наблюдения за реакцией рыб на тот или иной запах остаются лишь наблюдениями.

Орган обоняния

Как же рыбы воспринимают запаховые сигналы и насколько они чувствительны к разнообразным запахам? У большинства рыб орган обоняния хорошо развит и располагается на верхней поверхности головы впереди глаз. Но у эволюционно древних хрящевых рыб, а из костных – у двоякодышащих органы обоняния находятся на нижней части головы.

Обычно обонятельных отверстий два, и они довольно хорошо заметны на голове рыбы. У колюшковых, саргановых, помацентровых и некоторых других обонятельное отверстие одно. А, например, у иглобрюха ноздри вообще отсутствуют, а орган обоняния помещается внутри щупальцеобразного выроста, выступающего над поверхностью головы.

Если обонятельных отверстий два, через одно из них вода засасывается, а через другое – выбрасывается наружу. Втянутая внутрь вода попадает в носовую или обонятельную полость (носовой мешок), на дне которого располагаются обонятельные складки, составляющие обонятельную розетку. Поверхность складок покрыта обонятельным эпителием. У некоторых рыб в органе обоняния имеются так называемые дополнительные вентиляционные обонятельные мешки. Они предназначены для вентиляции носовой полости и для продукции обонятельной слизи. Благодаря им через специально развивающееся отверстие может возникать связь между органом обоняния и ротовой полостью. Рецепторные клетки в таких мешках отсутствуют.

В состав обонятельного эпителия на обонятельных складках входят, базальные, опорные, слизистые и, наконец, собственно нервные, рецепторные, клетки. Они имеют толстый отросток – дендрит, отходящий от центральной части. Дендрит заканчивается «булавой», которая выступает на поверхности эпителия. Здесь в клеточную мембрану встроены специальные рецепторные белки. В результате их взаимодействия с попадающими в орган обоняния молекулами запаховых веществ изменяется работа ионных каналов и генерируется рецепторный потенциал. В виде электрического импульса он поступает по аксонам рецепторных клеток в первичный обонятельный центр – обонятельные луковицы, расположенные между органом обоняния и передним мозгом, обычно прямо вплотную к последнему. Сам же передний мозг у рыб является вторичным обонятельным центром, в котором происходит окончательная обработка информации.

Среди всех исследованных рыб по количеству хемочувствительных клеток лидирует сом обыкновенный – хеморецепторов у него приблизительно 160 миллионов – то есть, чуть меньше, чем у собаки. У леща таких клеток до 27 миллионов, у налима до 11 миллионов, у щуки до шести миллионов, у речного окуня – до 3 миллионов, а у гольяна - 900 тысяч.

Что же касается дополнительной обонятельной (вомероназальной) системы, то ее, как оформленной структуры, у рыб нет; она появляются только у эволюционно более продвинутых организмов, начиная с земноводных.

Как уже говорилось, различные рыбы по-разному чувствительны к разным запахам, так называемым обонятельным раздражителям – чем больше рецепторных (чувствительных) клеток имеется в обонятельном органе, тем чувствительнее рыба. В соответствии с широтой спектра воспринимаемых запахов и уровнем чувствительности к этим запахам рыбы делятся на две группы: макросматиков , реагирующих на широкий спектр запаховых стимулов и проявляющих к ним высокий уровень обонятельной чувствительности, и микросматиков , реагирующих только на ограниченный набор запахов.

Обонятельная система рыб характеризуется медленной адаптацией (снижением чувствительности, к действующему запаховому стимулу). Благодаря этому не происходит привыкания, и запаховые раздражители сохраняют свое сигнальное значение в течение длительного времени. Это крайне важно для того, чтобы рыбы могли ориентироваться по источнику запаха и перемещаться к нему. Так происходит при миграциях, в частности при миграциях лососевых. При подходе к устьям нерестовых рек эти рыбы начинают придерживаться определенных слоев воды, периодически совершая кратковременные выходы за их пределы.

Таким образом им удается контролировать свое положение в пространстве и не терять зону с максимальной концентрацией запаха – так называемый запаховый коридор. Уже в реках, в местах впадения крупных притоков, лососи начинают двигаться зигзагообразно, чтобы придерживаться тех участков, которые несут запах родного нерестилища. Этот феномен возврата к родным участкам получил название хоминг. В его основе лежит явление запечатления в памяти (импринтинг) запаховых сигналов родных участков обитания. Предполагается, что запах этот формируется за счет веществ, попадающих в воду с прилегающих участков суши. Интересно, что рыбы запоминают запах (или возможно, характер его изменения) не только участка в верховьях, где происходил их рост и развитие, но и всего пути от него до устья реки. Если лососям закрыть их обонятельные мешки, они теряют способность определять, по какому притоку надо подниматься.