✅ Почему рыбы не тонут? Плавательный пузырь у рыб — ledi-i-sport.ru

У рыб есть плавательный пузырь. Почему рыбы не тонут

Министерство сельского хозяйства

ФГБОУ ВПО «Ярославская государственная сельскохозяйственная академия»

Кафедра частной зоотехнии

Контрольная работа по дисциплине

ВОПРОСЫ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ.

4 . Плавательный пузырь.

24 . Земляные плотины и дамбы.

49 . Характеристика комбикормов.

Важную роль в обеспечении движения рыб в водной тол­ще играет специальный гидростатический орган – плавательный пузырь . Это однокамерный или двухкамерный орган, наполнен­ный газами. Его нет у глубоководных рыб, а также у рыб, быстро меняющих глубину плавания (тунцы, скумбрия). Кроме гидроста­тической плавучести плавательный пузырь выполняет ряд допол­нительных функций – добавочного органа дыхания, резонатора звуков, звукоиздающего органа (Привезенцев Ю. А., 2000).

Рисунок 1 – Органы водного и воздушного дыхания у взрослых рыб:

1 – выпячивание в ротовой полости, 2 – наджаберный орган, 3, 4, 5 – отделы плавательного пузыря, 6 – выпячивание в желудке, 7 – участок поглощения кислорода в кишечнике, 8 – жабры

Плавательный пузырь развивается в личинке рыбы из передней кишки и остается у большинства пресноводных рыб в течение всей жизни. После вылупления личинки рыб еще не имеют газа в плавательном пузыре. Чтобы его наполнить, им приходится подниматься к водной поверхности и всасывать там воздух.

В зависимости от анатомии пу­зыря рыбы делятся на две большие группы: открытопузырные (большинство видов) и закрытопузырные (окуневые, треска, ке­фаль, колюшка и др.). У открытопузырных плавательный пузырь сообщается с кишечником протоком, который у закрытопузырных отсутствует. Поскольку выравнивание давления у закрытопузырных длится намного дольше, чем у открытопузырных, они могут только медленно подниматься из глубоких слоев воды. Поэтому у этих рыб передняя кишка из-за сильно раздувшегося плавательного пузыря высовывается изо рта, если их подсекают на глубине и быстро извлекают на поверхность. Самыми известными закрытопузырными являются окунь, судак и колюшка. У некоторых обитающих вблизи дна рыб плавательный пузырь сильно редуцирован или отсутствует полностью. Сом, как типичный представитель придонных рыб, обладает лишь плохо сформированным плавательным пузырем. Бычок-подкаменщик, который держится между камнями и под ними в ручьях и реках, вообще не имеет плавательного пузыря. Поскольку он плохой пловец, то движется по дну с расставленными в стороны грудными плавниками (www.fishingural.ru).

Рисунок 2 – Плавательный пузырь: а) плавательный пузырь, связанный с кишечником; б) плавательный пузырь, не связанный с кишечником.

У карповых рыб плавательный пузырь делится на пе­реднюю и заднюю камеры, которые соединены узким и коротким каналом. Стенка передней камеры состоит из внутренней и наружной оболочек. Наружная оболочка в задней камере отсутствует. Внут­ренняя выстилка обеих камер образована однослойным плоским эпителием, за которым следуют тонкий слой рыхлой соединитель­ной ткани, мышечные тяжи и сосудистый слой. Далее расположены 2-3 эластические пластинки. Наружная оболочка передней камеры состоит из двух слоев плотной волокнистой (игольчатой) соедини­тельной ткани, придающей ей перламутровый блеск. Снаружи обе камеры покрыты серозной оболочкой (Грищенко Л.И., 1999).

У молоди пузырь полностью прозрач­ный и чистый, а с возрастом мутнеет; состоит из соединительнотканной оболочки. Пузырь наполнен различными газами, количественные соотношения которых различны. Наполненный плавательный пузырь представляет собой гидростатический аппарат, способствующий вертикальному перемещению рыб в результате перемещения газов в переднюю или заднюю камеру (при двухкамерном пузыре). Если карп вынужден более длительное время вдыхать воздух, то передняя камера плава­тельного пузыря значительно увеличивается (Кох В., Банк О., Йенс Г., 1980).

Плавательный пузырь является органом, связанным рефлекторно с мышцами тела и влияющим на тонус и координированные движения мышц. Напряжение газов в плавательном пузыре создает определенные импульсы к поведению рыбы. Так, например, если наполнить плавательный пузырь морского окуня индифферентной жидкостью под повышенным давлением так, чтобы стенки пузыря несколько растянулись, рыба плавает у дна; если же давление жидкости на стенке понизить, то рыба стремится вверх, вследствие компенсаторных движений плавников. Одновременно с различными в том и другом случае компенсаторными движениями плавников происходит соответственно или резорбция или секреция газа в плавательном пузыре (Пучков Н.В., 1954).

Плавательный пузырь помогает рыбе находиться на определенной глубине – той, на которой вес вытесняемой рыбой воды равен весу самой рыбы. Благодаря плавательному пузырю, рыба не тратит дополнительную энергию на поддержание тела на этой глубине.

Рыба лишена возможности произвольно раздувать или сжимать плавательный пузырь. Но зато в стенках пузыря есть нервные окончания, посылающие сигналы в мозг при его сжатии и расширении. Мозг же на основании этой информации отправляет команды исполнительным органам – мышцам, с помощью которых рыба осуществляет движение (www.fishingural.ru).

У некоторых рыб плавательный пузырь несет еще другие функции. Так, например, у карпов имеется своеобразное подвижное соединение между плавательным пузырем и лабиринтом посредством веберовских косточек. Передний отдел плавательного пузыря карпов эластичен и при изменениях атмосферного давления может сильно расширяться. Эти расширения затем предаются на веберовские косточки, а с последних на лабиринт.

Подобные соединения имеются у сомов и особенно выступают у гольцов, у которых весь задний отдел пузыря утерян, равно как и его гидростатическая функция; пузырь при этом заключен в костную капсулу. От кожи с обеих сторон тела тянутся закрытые снаружи перепонкой, наполненные лимфой, каналы и подходят к стенкам плавательного пузыря в том месте, где он свободен от костной капсулы. Изменения давления передаются от кожи через каналы и плавательный пузырь, а от последнего через веберовский аппарат лабиринту. Таким образом, это устройство похоже на барометр анероид, и функцией плавательного пузыря в первую очередь является восприятие изменения атмосферного давления.

У большинства рыб дыхательная функция пузыря не играет значительной роли. То количество кислорода, которое имеется в плавательном пузыре у линей и карпов, как показывают расчеты, могло бы лишь в течение 4 минут покрыть нормальную потребность рыбы в этом газе и, таким образом, не может иметь практического значения для дыхания. Но у некоторых рыб дыхание с помощью плавательного пузыря приобретает важную роль. К подобным рыбам относится, например, собачья рыба (Umbra crameri) , встречающаяся в Европе в районе рек Дуная и Днестра. Она способна обитать в бедной кислородом воде канав и болот. Если этой рыбе находящейся в обычной воде с растениями, воспрепятствовать выходу на поверхность и лишить ее возможности захватывать атмосферный воздух, она погибает от удушья приблизительно через сутки. Опыты показали, что собачья рыба во влажном воздухе без воды может оставаться живой до 9 часов, тогда как в прокипяченной и бедной кислородом воде она погибает уже через 40 минут, если препятствовать захватыванию ею воздуха из атмосферы. Если позволить ей подниматься к поверхности, то содержание в прокипяченной воде собачья рыбка переносит без вреда для себя и только чаще, чем обычно, захватывает воздух.

Наиболее ярко выражено воздушное дыхание у двоякодышащих рыб, которые вместо плавательного пузыря имеют настоящие легкие, очень сходные по своему устройству с легкими амфибий. Легкие двоякодышащих состоят из множества ячеек, в стенках которых расположены гладкие мышцы и обильная сеть капилляров. В отличие от плавательного пузыря, легкие двоякодышащих (а также многоперых) сообщаются с кишечником с его брюшной стороны и снабжаются кровью от четвертой жаберной артерии, в то время как плавательный пузырь прочих рыб получает кровь из кишечной артерии (Пучков Н.В., 1954).

ЗЕМЛЯНЫЕ ПЛОТИНЫ И ДАМБЫ.

Плотины возводят для задержания и подъема уровня воды. Ими перегораживают русла рек, оврагов и балок. Плотины бывают земляные, бетонные, каменные и др. В рыбовод­ных хозяйствах строят в основном земляные плотины с креплени­ем или без крепления откосов. При проектировании плотины ус­танавливают размеры ее основных элементов: ширину гребня, превышение гребня над нормальным подпорным уровнем, укло­ны откосов. Головную плотину строят такой высоты, при которой образуется головной пруд с объемом воды, гарантирующим удов­летворение потребностей хозяйства при постоянном расходе воды. Створ плотины выбирают в наиболее узком месте поймы с плотным водонепроницаемым грунтом, где нет выхода родников и ключей. Ширину гребня плотины определяют, исходя из усло­вий эксплуатации сооружения, но не менее 3 м.

Дамбы возводят при строительстве пойменных прудов. В зави­симости от назначения они бывают контурные, водооградительные и разделительные. Контурные дамбы обваловывают террито­рию поймы, где размещены рыбоводные пруды. Они предназначе­ны для защиты прудов от паводковых вод. Разделительные дамбы устраивают между двумя смежными прудами. Для защиты терри­тории рыбхоза от затопления строят водооградительные дамбы.

В процессе эксплуатации земляные плотины и дамбы могут де­формироваться и разрушаться. Наибольшую опасность при этом представляют фильтрация и накат волны, вследствие чего могут произойти прорывы, оползни и другие разрушения. При сильных волнах откос плотины со стороны господствующих ветров может разрушаться и его дополнительно защищают специальными креп­лениями. Для крепления верховых откосов плотин головных и на­гульных прудов используют сборные и монолитные железобетон­ные плиты и другие крепления. Железобетонные плиты на откосы плотин и дамб укладывают, как правило, при строительстве или реконструкции прудов. Хорошо защищают дамбы и плотины от волн и размыва растущие в прибрежной части прудов тростник и камыш. Верхнюю часть верхового откоса и низовой откос обычно засевают травами (Привезенцев Ю. А., Власов В. А., 2004).

Плотина имеет два откоса – мокрый, обращенный к воде, и противоположный ему – сухой. Уклон откосов зависит от высоты плотины и качества грунта, из которого построена плотина. Мокрый откос устраивают двойным, а у больших плотин головных прудов даже тройным (т. е. основание откоса в 2-3 раза больше его высоты). Для летних категорий прудов мокрый откос лучше строить более пологим, так как он создает мелководную зону, богатую пищевыми организмами для рыб, а в зимовальных прудах этот откос должен быть, наоборот, более крутым во избежание сокращения площади зимовального пруда. Для предохранения от размыва откосы покрывают дерном, высевают на них травы, а в крупных прудах мокрый откос замащивают камнем, укрепляют плетневыми матами, стенками из плетня и т. п. Посадка деревьев на плотинах недопустима, так как корни разрушают плотину, крона затеняет поверхность воды, а листья загрязняют пруд. Кроме того, деревья привлекают к прудам птиц и других врагов рыб.

Продолжительность службы гидротехнических сооружений значительно повышается при правильном и систематическом уходе за ними (moyaribka.ru).

При сильных волнобоях откос плотины со стороны господству­ющих ветров дополнительно защищают специальными крепления­ми. Для крепления верховых откосов плотин нагульных и головных прудов используют железобетонные плиты, хворостяные крепления (Грищенко Л.И., 1999).

Лучший грунт для сооружения плотин и дамб – суглинок со значительной примесью песка. Если использовать только глину, то она при замерзании и последующем оттаивании трескается и пучится. Кроме того, она легко размывается от сильных дождей или в весенний паводок. Плотина, сложенная только из одного песка, фильтрует воду. Не годятся илистые грунты и черноземы, так как они легко размываются и плохо утрамбовываются.

Участок под дамбу или плотину необходимо предварительно подготовить. Для этого следует снять весь растительный слой (дерн), удалить пни, кустарник, деревья и их корни. Если грунт в этом месте сильно фильтрует воду, то роют траншею по оси будущей плотины, углубляясь до более твердого грунта. Траншею заполняют жидкой глиной и тщательно трамбуют (рис. 3).

Рисунок 3 – Устройство плотины с замком: 1 – плотина; 2 – замок

Осадка грунта земляных плотин и дамб обычно составляем 10-15 % общего объема насыпи, но может быть и больше – до 50%, если используется торф. Это надо учитывать при планировании высоты сооружения. Плотина должна возвышаться над уровнем воды на 0,7-1,0 м, дамбы – на 0,3-0,5 м. Гребень плотины должен быть шириной не менее 0,5 м. Чтобы в процессе эксплуатации земляные плотины и дамбы не разрушались, их желательно укрепить (Привезенцев Ю. А., 2000).

Комбикорм – это многокомпонентная смесь различных кор­мовых средств, составленная по научно обоснованным рецептам для обеспечения полноценного кормления животных.

Использование гранулированных комбикормов, совершенствование их качества и водостойкости являются важнейшим источ­ником уменьшения затрат кормов при выращивании рыбы и по­вышения себестоимости продукции.

Комбикорма изготовляют для различных видов рыб, выращи­ваемых в аквакультуре, с учетом их возраста, массы и метода выра­щивания. При создании рецептов комбикормов используют нор­мы физиологической потребности рыб в энергии, питательных и биологически активных веществах (Привезенцев Ю. А., Власов В. А., 2004).

В настоящее время приняты следующие нормативы по питатель­ности и качеству комбикормов для рыб (табл. 1).

Таблица 1 – Количество основных питательных веществ и показатели качества кормов для прудовых рыб, %

исследовательская работа «Почему рыбы не тонут»

В исследовательской работе есть теоретический материал о внешнем и внутреннем строении рыб, проведена практическая работа по исследованию внутренних органов плотвы. Проведена экспериментальная работа о работе плавательного пузыря с помощью макета рыбки, который создали сами ученики.

Скачать:

Предварительный просмотр:

Окружная учебно-исследовательская конференция «Юный исследователь»

Направление окружающий мир

Почему рыбы не тонут

Выполнили ученики 2-б класса

МБОУ «Устьянская средняя

Научный руководитель – учитель

начальных классов МБОУ

Буда Людмила Геннадьевна

Глава I. Особенности строения рыб……………………………..……………………………. 4

1.1.Внешнее строение рыбы…………….. ………………. …. ……………………. 4

2.1. Наблюдение, практическая работа………. ……………….……………..……..….7

2.2. Проведение эксперимента……. ………………………………………………. 7

На факультативе «Я — исследователь» мы вели речь о рыбах, и у нас возникло много вопросов. Один из них: «Почему рыбы не тонут?»

Цель нашей работы : выяснить, почему рыбы могут плавать в толще воды.

1. Познакомиться с особенностями строения рыб.
2. Выяснить, что может быть причиной того, что рыбы могут подниматься к поверхности воды и опускаться на дно.
3. Создать модель рыбы на основании полученных данных.
4. Соотнести результаты эксперимента с литературными данными.

Гипотеза: Подниматься на поверхность воды и опускаться к самому дну рыбам помогает плавательный пузырь.

1. Сбор и анализ информации;
2. Наблюдение;
3. Моделирование;
4. Эксперимент.

Объект исследования: рыба.

Предмет исследования : проблема передвижения рыбы в толще воды.

В ходе исследования мы многое узнали о рыбах. Смогли ответить на интересующие нас вопросы: «Почему кит не рыба?», «Почему у рыб разная форма тела?», «Могут ли рыбы летать?» и на самый главный вопрос- «Почему рыбы не тонут?». Познакомились с особенностями строения рыбы. Провели практическую работу, где знания теории подтвердили на практике. Провели увлекательный эксперимент с макетом рыбки. В ходе эксперимента наше предположение нашло подтверждение. Благодаря проделанной работе мы очень многое узнали, но еще остается много вопросов на которые в будущем постараемся найти ответы.

Глава I. Особенности строения рыб

Рыбы – животные, живущие только в воде. Они появились более 400 млн.лет назад в пресных водах. Насчитывается свыше 20 тысяч видов, распространенных в Мировом океане (морские рыбы) и пресных водах (пресноводные рыбы). Изучением рыб занимается ихтиология — наука о рыбах (по-гречески «ихтис» — рыба, а «логос» — слово, разум).

Тело рыб покрыто чешуёй, они дышат жабрами и имеют конечности в виде плавников.

Рассмотрим строение рыбы более подробно. Рыбы и рыбообразные имеют тело, разделяемое на три отдела: голову , туловище и хвост .

Голова заканчивается у рыб на уровне заднего края жаберной крышки. На голове у рыбы есть глаза, ноздри. Глаза рыбы не защищены веками, поэтому она спит с открытыми глазами.

Туловище (обычно его называют телом) у всех рыб заканчивается на уровне анального отверстия.

Хвост состоит из хвостового стебля и хвостового плавника.

В зависимости от скорости и маневренности плавания все разнообразие форм хвостового плавника можно объединить в 7 типов.

Скорость плавания снижается от первого типа к последним, но маневренность плавания при низкой скорости возрастает в обратном направлении.

Большинство рыб плавает с помощью плавников . Одни из них проталкивают тело вперед, а другие удерживают его в равновесии и помогают изменять направление движения. Вдоль средней линии тела расположены непарные плавники ( спинной , хвостовой и анальный ), а по бокам тела — парные ( грудной и брюшной ). Хвостовой плавник выполняет роль руля , а грудные и брюшные плавники, словно весла . Спинной плавник служит для равновесия , не даёт рыбе опрокинуться на бок.

На боках у большинства рыб легко заметить продольную полоску чешуек. Они отличаются от других по форме, размеру, окраске. Это боковая линия . Её называют «шестое чувство». Этим рыба отличается от других животных. Линия состоит из маленьких отверстий. С помощью их рыба улавливает малейшие движения и колебания воды. Поэтому и в темноте рыбы могут охотиться, замечать врагов и обходить препятствия . Направление течения воды рыба также определяет боковой линией.

Экспериментально доказано, что слепые рыбы не наталкиваются на преграду, а обходят ее, так как чувствуют колебания воды, отраженные от преграды, и, реагируя на предмет не позже, чем находясь на расстоянии 1—2 см, поворачивают в сторону. Движущийся объект рыбе обнаружить легче. Например, ослепленная щука способна охотиться при помощи боковой линии, но когда ее боковая линия повреждена, то охотиться ей уже не удается.

Рыбы не могут жить без кислорода. Вода содержит кислород. Большинство рыб получают его из воды с помощью органов дыхания — жабр. Жабры устроены таким образом, что могут удерживать кислород. Жабры находятся под жаберной крышкой. Рыба заглатывает ртом воду и сразу плотно его закрывает. Вода проходит через жабры. Содержащийся в ней кислород попадает в кровь. А вода, взяв углекислый газ, выходит сквозь жаберные щели. Действие жабр в значительной мере сходно с работой лёгких. Иногда вместе с водой в рот попадают мелкие организмы. Когда они забивают жаберные отверстия, рыба задыхается.

Форма тела у рыб связана с условиями обитания.

Рыбы, живущие в толще воды (лосось), имеют, как правило, торпедовидную или стреловидную форму. Донные рыбы чаще всего имеют уплощенную или даже совсем плоскую форму тела, например, камбала. Виды, обитающие среди водных растений, камней и коряг, имеют сильно сжатое с боков тело, как у леща или змеевидное, как у угря, тело, что обеспечивает им лучшую маневренность. (Приложение 1)

1. Внутреннее строение рыбы

1. У рыбы есть жабры, при помощи них она дышит.
2. В полости тела рыб лежат органы пищеварения: пищевод, желудок, кишечник и печень, а также сердце, плавательный пузырь и др.

Плавательный пузырь, наполненный газом, служит рыбам «спасательным кругом», не даёт рыбе утонуть. Наполняя пузырь кислородом, или сдувая его, рыба может изменять глубину своего погружения. Когда плавательный пузырь растягивается, рыбка всплывает, а когда сжимается, то рыбка опускается в глубину. Но такой пузырь есть не у всех рыб. Например, у акулы его нет, поэтому она всю жизнь вынуждена провести в движении. Если акула заболеет или окажется раненой и не сможет двигаться, то сразу пойдет ко дну.

Почему рыбы не тонут? Плавательный пузырь у рыб

В полном разгаре отпускная пора. Мы откладываем в сторону книги и гаджеты, отправляясь загорать, есть фрукты, играть в пляжный волейбол и, конечно же, плавать. Ну а тот, кто не умеет плавать, завидует с берега и думает: вот бы и мне плавать, как рыбка, а главное, не тонуть! И правда, почему рыбы не тонут?

Если посчитать плотность тела обычной рыбы – она будет больше плотности воды на 5%, а это значит, что рыба должна обязательно тонуть!

А вот плотность человека при обычном вдохе равна плотности воды – то есть у человека с точки зрения физики утонуть шансов меньше.

Но у рыбы ведь есть плавательный пузырь. И правда, у некоторых рыб он есть – но это абсолютно не все рыбы. Вывести здесь какое-то общее правило: у кого пузырь есть, а у кого нет – пока не получается. Из двух близкородственных видов со сходным образом жизни один может не иметь пузыря, у другого он вполне развит. Но абсолютно точно пузыря нет у донных и глубоководных рыб: одни просто сидят на дне, как камбала, а другие получили бы взрыв пузыря из-за огромного давления воды.

Нет пузыря также и у акул, поэтому они вынуждены постоянно находиться в движении. Стоит им замедлиться, как они тут же начинают погружаться, поэтому акулы непрерывно двигаются. Как же они спят? А спят они одним полушарием, другое в это время отслеживает добычу. Кроме того, они не имеют тяжёлого позвоночника из костей – у них он сделан из хрящевой ткани.

Тем не менее, некоторые акулы, например, песчаные, сами создают себе плавательный пузырь, просто набирая воздуха в желудок. Что вполне понятно, потому что вообще любой плавательный пузырь – это кусок кишечника, в который набрали воздух.

Но мы же тоже можем так сделать – набрать в лёгкие воздуха и не тонуть! Более того, учёные утверждают, что лёгкие и плавательный пузырь – это органы, имеющие единое происхождение. Какая-то древняя рыба в девонском периоде набрала в лёгкие воздуха и перестала тонуть – так у неё развился плавательный пузырь. Или наоборот.

Согласно современным научным представлениям, действительно, лёгкие берут начало от воздушного пузыря. Во-первых, строение примитивных лёгких во многом напоминает строение воздушного пузыря рыб. Во-вторых, если проследить за человеческим эмбрионом, его лёгкие развиваются из небольшого выпячивания пищевода – точно так же, как формируется и воздушный пузырь. Современные рыбы умеют дышать и в воде, и на суше – они активно пользуются своими парными воздушными пузырями, по сути, примитивными лёгкими.

Эти сухопутные рыбы легко выходят из воды и прекрасно прыгают по суше, отталкиваясь плавниками. Недавнее исследование учёных из Университета Нового Южного Уэльса в Австралии установило, что 33 различные семейства рыб имеют хотя бы одного представителя, который может какое-то время находиться на суше. Это говорит о том, что некоторые современные рыбы унаследовали данную способность от общего предка. А произошло это из-за приливов и отливов.

Подводя итог, можно сказать о том, что наша возможность держаться на воде примерно равна возможности рыб, так как плавательный пузырь и лёгкие – это практически одно и то же. Нужно только не забыть набрать в них побольше воздуха!

Источники:

http://corsa-club.ru/u-ryb-est-plavatelnyi-puzyr-pochemu-ryby-ne-tonut.html
http://nsportal.ru/ap/library/drugoe/2012/03/19/issledovatelskaya-rabota-pochemu-ryby-ne-tonut
http://nastroenie.tv/episode/95651