Какой слух у рыб и rак работает орган слуха

Орган зрения

Зрение – один из основных органов чувств у рыб. Глаз состоит из округлой формы хрусталика, имеющего твердую структуру. Находится вблизи роговицы и позволяет видеть на расстояние до 5м в состоянии покоя, максимальное зрение достигает 10-14м.

Строение глаза рыбы

Хрусталик улавливает множество световых лучей, позволяя видеть в нескольких направлениях. Часто глаз имеет возвышенное положение, таким образом, в него попадают прямые лучи света, косые, а также сверху, снизу, с боков. Это значительно расширяет поле зрения рыб: в вертикальной плоскости до 150°, а в горизонтальной – до 170°.

Зрение монокулярное – правый и левый глаз получает отдельное изображение. Глаз состоит из трех оболочек: склера (ограждает от механических повреждений), сосудистой (поставляет питательные вещества), и ретинальной (обеспечивает световосприятие и цветоощущение за счет системы палочек и колбочек).

Орган слуха

Слуховой аппарат (внутреннее ухо или лабиринт) расположен в задней части черепной коробки, включает два отделения: верхний овальный и круглый нижний мешочки. В овальном мешочке расположены три полукружных канала – это орган равновесия, внутри лабиринта течет эндолимфа, с помощью выводного протока соединяется у хрящевых рыб с окружающей средой, у костных — заканчивается слепо.

Орган слуха у рыб совмещен с органом равновесия

Внутреннее ухо делится на три камеры, в каждой находится отолит (часть вестибулярного аппарата, который реагирует на механическое раздражение). Внутри уха заканчивается слуховой нерв, образуя волосковые клетки (рецепторы), при изменении положения тела раздражаются эндолимфой полукружных каналов и помогают сохранять равновесие.

Восприятие звуков осуществляется за счет нижней части лабиринта – круглого мешочка. Рыбы способны улавливать звуки в диапазоне 5Гц – 15кГц. К слуховому аппарату относятся боковая линия (позволяет услышать низкочастотные звуки) и плавательный пузырь (выступает как резонатор, соединён с внутренним ухом посредством Веберового аппарата, состоящего из 4 косточек).

Рыбы близорукие животные, передвигаются часто в мутной воде, с плохим освещением, некоторые особи обитают в морских глубинах, куда свет не достает вовсе. Какие же органы чувств и как позволяют ориентироваться в воде при таких условиях?

Немного теории о сущности звука

Физиками давно установлено, что звук является ни чем иным, как цепочкой регулярно повторяющихся волн сжатия среды (воздушной, жидкой, твердой). Иначе говоря, звуки в воде являются столь же естественными, что и на ее поверхности. В воде звуковые волны, скорость которых обусловлена силой сжатия, могут распространяться различной частотой:

большинство рыб воспринимает звуковые частоты в диапазоне 50-3000 Гц,
вибрации и инфразвук, относящие к низкочастотным колебаниям до 16 Гц, воспринимают не все рыбы,
способны ли рыбы воспринимать ультразвуковые волны, частота которых превышает 20000 Гц) – этот вопрос до конца еще не изучен, поэтому убедительные доказательства относительно наличия у подводных обитателей такой способности не получены.

Известно, что в воде звук распространяется вчетверо быстрее, нежели в воздухе или другой газообразной среде. Это – причина того, что звуки, которые поступают в воду извне, рыбы получают в искаженном виде. По сравнению с обитателями суши у рыб слух не столь острый. Однако эксперименты зоологов выявили очень интересные факты: в частности, некоторые виды раб умеют различать даже полутона.

Боковая линия

Прежде всего – это боковая линия – основной орган чувств у рыб. Представляет собой канал, который идет под кожей вдоль всего тела, в области головы разветвляется, образуя сложную сеть. Имеет отверстия, через которые связывается с окружающей средой. Внутри расположены чувствительные почки (рецепторные клетки), которые воспринимают малейшие изменения вокруг.

Так они могут определять направление течения, ориентироваться на местности ночью, ощущать движение других рыб, как в стае, так и приближающихся к ним хищников. Боковая линия оснащена механорецепторами, они помогают водным жителям уворачиваться от подводных камней, инородных предметов, даже при плохой видимости.

Боковая линия может быть полной (располагается от головы до хвостовой части), неполной, а может быть вовсе заменена на другие развитые нервные окончания. При травмировании боковой линии рыба уже не сможет долго существовать, что свидетельствует о важности данного органа.

Боковая линия рыб — главный орган ориентации

Разговор на ультразвуке

Диапазон слухового восприятия человека достаточно широк – между 16 Гц и 20 кГц, хотя с возрастом наша чувствительность к высоким частотам снижается. Максимально же человек восприимчив к так называемым «речевым частотам», 1—3 кГц.

Большинство рыб чувствительны к звукам в более узкой и сдвинутой ближе к низким частотам области: в диапазоне от сотен герц до 5—6 кГц (Smith et al

., 2011). Но у ряда других водных позвоночных диапазон частот, воспринимаемых слуховым аппаратом, расширяется в ультразвуковую область, например, у
открытопузырных рыб
, у которых слуховой аппарат соединен тремя парами подвижно соединенных косточек с
плавательным пузырем
 – выростом передней части кишечника, заполненным газом.

В частности, атлантическая сельдь способна воспринимать и издавать ультразвук частотой до 180 кГц (!), причем выходит он из анального отверстия рыбы вместе с воздухом (Mann et al

., 1998; Plachta
et al
., 2004). Дельфин, основной потребитель сельди, также способен издавать и улавливать звук подобной частоты, хотя природа звукоизвлечения у него менее причудлива. Именно по ультразвуковым сигналам этот хищник определяет месторасположение своей добычи. Сельдь же, в свою очередь, способна распознать приближающегося дельфина по звуковым сигналам, которые он издает при охоте, и, проявив оборонительную реакцию, уйти от опасности.

Обыкновенная и всем хорошо знакомая атлантическая селедка способна издавать и воспринимать ультразвук в килогерцовом (до 180 кГц) диапазоне! При этом считается, что у человека ультразвук на высоких частотах может вызывать перегрев внутренних органов, ожоги и обезвоживание тканей и их микроразрывы в результате кавитации (образования газовых пузырьков)

Схожие примеры акустического поведения можно найти и среди байкальских эндемиков – уникальных обитателей пресноводного «моря». Сейчас особое внимание уделяется изучению акустического поведения байкальских нерп. Фактически эти ластоногие воспринимают звуки от низких (около 100 Гц) частот до ультразвуковых 30 кГц (Kastak, Schusterman, 1998; Cunningham, Reichmuth, 2016).

Слуховые способности эндемичных байкальских рыб во многом определяются наличием или отсутствием у них плавательного пузыря (Sapozhnikova et al

., 2021, 2017). Так, все байкальские бычки-подкаменщики из подотряда
рогатковидных рыб
(Cottoidei), включая широко известную голомянку, не имеют плавательного пузыря, что указывает на их происхождение от донных форм. Максимум их слуховой чувствительности лежит в более низкочастотном (300—700 Гц) диапазоне по сравнению с пузырными
сиговыми рыбами
из семейства Coregonidae (например, байкальским омулем) со слуховым диапазоном 400—1500 Гц.

Видообразование байкальских сиговых и рогатковидных рыб представляет собой уникальный пример разных эволюционных механизмов, которые «работали» в одном водоеме с весьма различающимися экологическими условиями. Сиговые характеризуются небольшим видовым разнообразием (всего три вида), зато внутри них можно выделить разные популяции, субпопуляции и морфо-экологические группы (прибрежные, пелагические, глубоководные), каждый – с соответствующими адаптациями к обитанию в определенных условиях среды. Рогатковидные же рыбы адаптировались к жизни в Байкале путем формирования целого «букета» из трех-четырех десятков видов, отличающихся узкой специализацией.

Основная нагрузка при адаптации к определенной экологической нише ложится на сенсорные системы, которые контактируют с внешней средой и должны реагировать на малейшие ее изменения. И благодаря своему экологическому сходству байкальские рыбы служат прекрасным объектом при поиске морфологических коррелятов сенсорной чувствительности, а также для сравнительных исследований адаптации слуховой системы.

Электрорецепция

Электрорецепция – орган чувств хрящевых рыб и некоторых костистых (электрический сом). Акулы и скаты ощущают электрические поля с помощью ампул Лоренцини – небольшие капсулы заполненные слизистым содержимым и выстланы специфическими чувствительными клетками, находятся в области головы и сообщаются с поверхностью кожи при помощи тонкой трубки.

Очень восприимчивы и способны ощущать слабые электрические поля (реакция возникает при напряжении в 0,001 мКв/м).

Так электрочувствительные рыбы могут выследить жертву, скрытую в песке, благодаря электрическим полям, которые создаются при сокращении мышечных волокон во время дыхания.

Боковая линия и электрочувствительность – это органы чувств характерны только для рыб!

Орган обоняния

Обоняние осуществляется при помощи ресничек, расположенных на поверхности специальных мешочков. Когда рыба чует запах, мешочки начинают двигаться: сужаться и расширятся, улавливая пахучие вещества. Нос включает 4 ноздри, высланные множеством чувствительных клеток.

Своим нюхом легко находят пищу, сородичей, партнера на период нереста. Некоторые особи способны подавать сигналы об опасности выделяя вещества, к которым чувствительны другие рыбы. Считают, что обоняние для водных жителей важнее зрения.

Органы чувств у рыб

Могут ли рыбы слышать?

Принято было считать, что в жизни подводного царства звуки не играют никакой роли. Отсюда и поговорка: «Нем, как рыба». А раз рыба нема и в окружающей её среде нет ничего такого, что могла бы она воспринять своим слухом, зачем же он ей? Да, но ведь у рыб есть уши. Ушной аппарат их так же тонок и сложен, как у всякого другого позвоночного животного. И вот вопрос этот вырос в настоящую проблему. Опыты некоторых любителей навели учёных на мысль о наличии слуха у рыб. Прежде в монастырях существовал обычай звать рыб для кормёжки к определённому месту пруда. Услышав звонок, рыбы немедленно подплывали. Из этого, пожалуй, можно было бы заключить, что рыба владеет слухом. Но противники этой гипотезы возражают: Рыбы на редкость восприимчивы к сотрясениям водной поверхности и подводным течениям. Можно допустить, что они научились улавливать не звук, а вибрацию воды, вызванную сотрясением воздуха при звуке колокольчика, и воспринимать этот сигнал не слухом, а покровами кожи. Всего лишь несколько десятков лет тому назад профессору Фрому (Мюнхенский зоологический институт) удалось пролить свет на этот невыясненный вопрос. В тот момент, когда рыба получала корм, под водой раздавался определённой высоты звук. Проделав этот опыт несколько раз, профессор стал замечать, что рыба реагирует на звук так, будто она получает при этом корм. Когда раздавался под водой рожок, рыба, уткнув мордочку в дно аквариума, искала там обещанный лакомый кусочек. Продолжив эти опыты, её научили различать два различной высоты, тона. Кроме сигнала к еде, профессор давал сигналы опасности. В тот момент как раздавался тревожный сигнал, рыба получала лёгкий удар тонкой стеклянной палочкой. В конце концов, услышав звуки определённого тона, она немедленно пускалась в бегство. Надо отметить, что слуховые способности рыбы (музыкальность) весьма индивидуальны. Они колеблются от 4615 до 6970 звуковых волн в секунду.

Эти опыты доказали нам, что рыбы безусловно различают звуки, но не ответили на вопрос – как они их различают?

Внутреннее ухо у рыб – аппарат той же сложности, что и у человека. Оно не только улавливает звук и проводит его к мозгу, но каналы его ведают также и равновесием. И вот, для того, чтобы более точно узнать о функциях рыбного уха, пришлось прибегнуть к сложнейшим операциям. У рыбы под наркозом извлекалась часть внутреннего уха: то каналы, то улитка. Рыбы, перенёсшие эту операцию, по удалению каналов плавали на спине, на боку, становились на голову. Короче, они утрачивали равновесие, но слышать продолжали. Если же удалялась только улитка, то рыба продолжала плавать по-прежнему, но становилась не восприимчивой к звукам высокого и среднего тона. Значит, операция удалила воспринимавший эти звуки аппарат. Однако звуки низкого тона рыбы продолжали различать. Значит, здесь действовали другие органы чувств, – органы осязания, и рыба улавливала не сам звук, а вибрацию воды. Итак, опыт подтвердил, что рыба, эта низшая группа позвоночных, владеет прекрасным слуховым аппаратом. Да этого, собственно, и следовало ожидать, судя по её анатомическому строению.