Зрение земноводных по сравнению с рыбами

Органы зрения хорошо развиты у подавляющего большинства земноводных; лишь у живущих в почве червяг и постоянных обитателей подземных водоемов — европейского протея, подземной саламандры — Typhlotriton spealaeus и нескольких других видов — маленькие глаза слегка просвечивают сквозь кожу или не видны. По сравнению с рыбами роговица глаз амфибий более выпукла, а хрусталик имеет форму двояковыпуклой линзы с более плоской передней поверхностью. Аккомодация осуществляется лишь перемещением хрусталика при помощи мышечных волокон ресничного тела. Глаза личинок, как и рыб, не имеют век. Во время метаморфоза образуются подвижные веки — верхнее и нижнее — и мигательная перепонка (обособляется от нижнего века). Секрет желез внутренней поверхности век и мигательной перепонки предохраняет роговицу от высыхания; при движении век с поверхности глаза удаляются осевшие посторонние частицы.

В сетчатке есть палочки и колбочки; у видов с сумеречной и ночной активностью первые преобладают. Общее число фоторецепторных клеток у хвостатых амфибий колеблется в пределах 30-80 тыс. на 1 мм2 сетчатки, а у бесхвостых (Rana и др.)-до 400-680 тыс. У многих земноводных развито цветовосприятие. Показано, что цвето-различение обеспечивается в так называемом ядре Беллонци (промежуточный мозг), тогда как основная информация поступает в зрительную кору (tectum opticum). В сетчатке группы рецепторов (палочки и колбочки) связаны с биполярными клетками через поперечные и амакриновые нейроны; группы биполяров передают полученную информацию на детекторы — ганглиозные клетки. Выяснено, что ганглиозные клетки сетчатки лягушек представлены несколькими функциональными типами. Одни реагируют на попавшие в поле зрения мелкие округлые предметы — пищу (детекторы формы), вторые контрастируют изображение, выделяя его на общем фоне (детекторы контраста), третьи (детекторы движения) реагируют на перемещения -пищи-, а четвертые — на быстрое и общее затенение поля зрения (расценивается как сигнал опасности — приближение врага). Существуют и -дирекционные- нейроны, регистрирующие направление движения -пищи-; они связаны с базальным ядром промежуточного мозга. Таким образом, первичная обработка (классификация) зрительных сигналов в отличие от других позвоночных у амфибий происходит уже в сетчатке. Собираемая информация небогата. Неподвижные земноводные воспринимают лишь движение мелких объектов или приближение врага; все остальное представляется им индифферентным -серым фоном-. При движении они начинают различать и неподвижные объекты. Благодаря положению глаз у многих бесхвостых земноводных общее поле зрения равно 360* при значительном секторе бинокулярного зрения, позволяющего оценивать расстояние до перемещающего пищевого объекта, что дает возможность успешно ловить мелкую подвижную добычу. На основе изучения механизмов зрения лягушки созданы фототехнические устройства, распознающие мелкие объекты.

Зрение земноводных по сравнению с рыбами

Земноводные имеют более развитые органы чувств, чем рыбы. Благодаря органам чувств, земноводные могут свободно ориентироваться на суше и в воде. Взрослые особи земноводных и их личинки имеют сейсмосенсорную систему, осязание, слух, зрение и вкус, что играет важную роль в их жизни. У видов земноводных, которые ведут преимущественно наземный образ жизни, главную роль играют органы зрения.

Сейсмосенсорная система или органы боковой линии имеются у всех личинок и взрослых животных, ведущих водный образ жизни. Они расположены по всему телу, особенно много их на голове. Отличительной чертой земноводных по сравнению с рыбами является то, что органы боковой линии располагаются на поверхности кожного покрова. Поверхностный слой кожи содержит осязательные тельца, представляющие собой скопления чувствительных клеток с подходящими к ним нервными окончаниям. В эпидермальном слое кожи всех земноводных имеются свободные окончания нервов чувствительности. Именно им присуще распознавание температур, тактильные и болевые ощущения.

Некоторые из них отвечают за ощущение влажности окружающей среды, а также изменения её химического состава. Ротовая полость и язык земноводных имеют скопления чувствительных клеток, которые оплетены нервными окончаниями. Они, по всей видимости, выполняют функцию ощущения положения пищи во рту, а не вкусовых рецепторов. У земноводных очень слабо развит вкус, что подтверждается поеданием ими насекомых с едкими выделениями и резкими запахами. Например, клопов, жужелиц, муравьев и других.

Обонятельные органы земноводных представлены парными капсулами. Поверхность внутри капсул выстлана обонятельным эпителием. Их сообщение с наружным миром происходит посредствам наружных ноздрей. Обонятельные капсулы имеют внутренние ноздри, которые сообщаются с полостью ротоглотки. Амфибии, как и все наземные позвоночные животные, используют вышеописанную систему обоняния для восприятия запахов и для осуществления дыхания. В ротовой полости земноводных расположены органы вкуса. Предполагается, что лягушки ощущают только соленое и горькое.

Органы зрения земноводных имеют ряд особенностей, которые связаны с полуназемным образом жизни. Верхнее и нижнее веки защищают подвижные глаза от грязи и высыхания. Однако у них еще имеется и третье веко или мигательная перепонка в переднем углу глаза. Секрет слезной железы омывает глазное яблоко. В отличие от рыб, у амфибий выпуклая роговица и линзовидный хрусталик. Примечательно, что в воде роговица становится идентична рыбной, то есть плоской. О различии цветов амфибиями информации нет.

Зрение земноводных

Зрение земноводных

Организм каждого живого существа обеспечен множеством сложных систем, в том числе для познания окружающей их среды и ориентации в ней. Особое значение имеют нервная система и связанные с работой органов чувств сенсорные системы, а также процессы, связанные с психической деятельностью. Эти, так называемые «окна» в мир, обеспечивают способность животных воспринимать и анализировать внешнюю и внутреннюю информацию, чтобы адекватно на нее реагировать. Благодаря целесообразным системам животные получили в дар ощущение и восприятие, внимание и воображение, память, способность к обучению и даже элементарное мышление (рассудочную деятельность). Последнее характерно не только для млекопитающих, птиц но, как это ни удивительно, для представителей ряда видов в в в насекомых.х.

Назначение нервной системы – воспринимать действующие на организм раздражители и отвечать на них соответствующей реакцией; обеспечивать разнообразнейшую психическую деятельность животного; регулировать работу всех органов, координировать функции организма и обеспечивать его целостность.

Эксперименты с земноводными и наблюдения за их поведением в природных условиях показали, какой высокой чувствительностью наделены их организмы. Амфибии отлично видят и слышат, ощущают в окружающей среде присутствие даже минимальных количеств химических веществ и самых слабых полей. Кроме того, «живые приборы» амфибий способны предсказывать предстоящую погоду, чтобы животные могли строить свое поведение сообразно ее изменениям. Каким образом им это удается?

Важную роль здесь играют замечательные органы организма животных – органы чувств, оснащенные рецепторами. Одни из них относятся к дистанционным – органы зрения, слуха, обоняния, которые способны воспринимать раздражение на расстоянии; другие – вкусовые органы и органы осязания – лишь при непосредственном контакте.

Органы чувств являются частью анализаторов – сенсорных систем, проникающих почти в каждый уголок организма. Именно анализаторы получают разнообразные внешние и внутренние сигналы от рецепторов своих органов чувств. Затем они анализируют эту информацию, формируют определенное решение и передают «указание» различным органам для целесообразных действий. Иногда органы чувств сами являются анализаторами. Но в основном они составляют рецепторный отдел, находящийся на периферии (конце) анализаторов. Проводящие пути от рецепторов и центральные нейроны образуют проводниковый отдел анализатора. Определенные участки мозга, обрабатывающие сигналы от рецепторов, составляют центральную, «мозговую», часть анализатора. Благодаря такой сложной и целесообразной системе, к примеру, зрительного анализатора, производится точный расчет и управление прыжком лягушки и броском ее липкого языка к движущейся добыче. Или анализаторы синхронизируют время для откладывания икры и развития молоди с периодом дождей в засушливых местах обитания амфибий. Живые «приборы» позволяют различать и звуковые сигналы самцов. Если это брачный призыв, то самка устремляется в сторону его звучания. Если же это территориальный сигнал, то другой самец должен покинуть чужой участок.

Бесконечное множество удивительной по сложности и взаимной согласованности работы совершают анализаторы и органы чувств земноводных. Они ответственны за непрерывный синтез различных ощущений, целостное восприятие окружающего мира, координацию действий особи и организацию ее видового и индивидуального поведения. Остается только сожалеть, что на сегодняшний день в строении, действии этих «чудо-приборов» и их систем остается так много неясного.

Зрение амфибий

Зрение – это данная животным способность получать информацию о внешнем мире посредством улавливания излучаемых или отражаемых объектами электромагнитных излучений в диапазоне волн от 300 до 800 нм, которые называют световыми. Земноводные с помощью зрения получают основную часть информации о внешнем мире, которая обрабатывается в «мозговом центре» зрительного анализатора. Особенно оно важно для амфибий, за исключением червяг, обладающих хорошим обонянием, при добывании пищи. Зрение обеспечивает им охоту даже в темноте, поскольку глаза некоторых ночных охотников обеспечены вертикально расположенным зрачком, напоминающим зрачок кошки. В дневное время их «конструкция» позволяет зрачку превращаться в узкую щелку, чтобы защититься от яркого света. У амфибий, подкарауливающих добычу в дневное время над водной поверхностью, зрачок расположен горизонтально.

Зрительная система амфибий позволяет быстро распознавать различные объекты, оценивать опасность и правильно на нее реагировать. При этом защитная реакция может быть довольно простой. Завидев приближающегося врага, лягушка, например, мгновенно прыгает туда, где темнее, – будь то вода или суша. Часто защитная реакция бывает очень сложной и с помощью зрительных анализаторов включает целую цепь поведенческих актов. Сетчатка глаза амфибий кодирует и передает в мозг комплекс качественных признаков окружающего мира. В «мозговом» центре происходит сравнение этой информации об объектах с извлеченными из памяти знаниями. Это могут быть хранящиеся в памяти, наследственно полученные эталоны или сведения, приобретенные опытным путем. Благодаря этому животные могут довольно точно зрительно различать объекты, особенно опасные. Например, жабы после укуса шмеля, осы, пчелы долго помнят их внешность. Они не нападают даже на безобидных насекомых, которые походят на жалящих обидчиков.

Большой интерес у ученых вызывает третий лобный «глаз» амфибий, функции которого установлены пока лишь в общих чертах. Холоднокровные животные с его помощью определяют критическую для себя температуру воздуха. Как только она приближается к опасной, подается сигнал, что амфибия должна срочно спрятаться в укрытие. Некоторые ученые считают, что этот замечательный орган, как компас, помогает лягушке найти дорогу домой. Кроме того, он может ощущать световые волны, определяя даже в какой плоскости осуществляются их колебания. Человеческий глаз воспринимает эти волны просто как свет.

Кожа земноводных тоже преподнесла сюрприз – ее анализаторы входят в состав зрительной системы, обеспечивая животному дополнительную чувствительность к свету.

Отличие земноводных от рыб

Водная и наземная среды обитания имеют между собой существенные отличия. Поэтому смена среды, которая произошла у земноводных, привела к существенным изменениям в строении ряда систем органов.

Почему рыбы «вышли» на сушу? В то время появились растения, растущие над водой. На них обитали насекомые и их личинки, которыми могли питаться рыбы. Например, опавшими мертвыми насекомыми или личинками, обитающими в воде, или насекомыми на поверхности воды. Чем больше из воды может вынырнуть рыба, тем больше она будет сыта. Также возможно водоемы периодически пересыхали, и тем древним кистеперым рыбам надо было перебираться в соседний водоем. Таким образом, преимущество получали те из них, у кого это получалось, т. е. обладающие лучше развитыми легкими и конечностями.

Основные отличия между водой и воздухом связаны с плотностью этих сред и возможностью протекания физических и химических процессов. Вода – более плотное вещество, она обладает куда большей выталкивающей силой по сравнению с воздухом. Несмотря на то, что в воздухе больше кислорода, чем в воде, кислород может проникать в организм, если есть влага на поверхности тела, т. е. обменные реакции протекают только в растворах. Живой организм, обитающий на суше, сталкивается с двумя проблемами — невозможностью передвижения с помощью плавания и высыханием тела на воздухе.

Плавающие в толще воды рыбы имеют сжатое с боков тело. Благодаря такой форме они могут плавать изгибаясь. Однако у наземных животных тело больше сжато сверху вниз из-за силы тяжести. В таком случае использовать рычажные конечности для передвижения удобнее. Части таких конечностей могут сгибаться и выпрямляться относительно друг друга с помощью прикрепленных к ним мышц. У земноводных больше таких специализированных мышц, чем сегментированной мускулатуры.

В то же время на суше конечности служат не только для передвижения, но и для поддержания тела над землей. Чтобы конечности смогли удерживать вес тела, они должны быть соединены с чем-то прочным, а не просто заканчиваться в мягких тканях животного. Поэтому конечности земноводных, в отличие от плавников рыб, крепятся к позвоночнику с помощью хорошо развитых поясов конечностей.

Для уменьшения перемещения всего тела при исследовании окружающей среды у земноводных появилась шея.

Позвоночник земноводных в связи с приобретением им дополнительных функций стал более сложным. В нем выделяют шейный, туловищный, крестцовый, хвостовой отделы.

В отличие от рыб у земноводных голая влажная кожа, в которой много капилляров. Благодаря этому амфибии могут осуществлять кожное дыхание, т. е. поглощать кислород из воздуха поверхностью кожи. Влажность кожи поддерживается специальными железами, вырабатывающими слизь.

Однако кожного дыхания недостаточно. Амфибии также получают кислород через стенки ротовой полости (которая у них достаточно большая) и через легкие. Личинки многих земноводных имеют жабры, которые у взрослых рассасываются. Вместо них из впячиваний стенки глотки образуются легкие, представляющие собой складчатые мешки. Внутри рта и легких всегда влажно.

Носовая полость у амфибий открывается не только наружу (как у рыб), но и в ротовую полость. Проникая через нее, воздух также увлажняется.

У рыб двухкамерное сердце, состоящее из одного предсердия и одного желудочка, один круг кровообращения. У земноводных сердце трехкамерное, состоящее из двух предсердий и одного желудочка. Такое строение обусловлено появлением легочного дыхания и необходимостью второго круга кровообращения.

Видимость в воздухе выше, чем в воде. Поэтому у земноводных лучше развиты органы зрения, они видят дальше рыб. Чтобы глаза не пересыхали появляются веки и мигательная перепонка.

У большинства земноводных нет боковой линии.

В воздухе звук распространяется хуже, чем в воде (из-за низкой плотности). Рыбам, чтобы слышать, было достаточно иметь только внутреннее ухо. У амфибий же появляется барабанная перепонка, способная улавливать колебания воздуха, а также косточки, передающие колебания перепонки внутреннему уху.

У амфибий появились слюнные железы, позволяющие смачивать пищу. Рыбам, обитающим в воде, они были не нужны.

Продукт выделения аммиак у рыб выделяется через жабры. У земноводных аммиак превращается в почках в мочевину, которая не является ядовитой.

У земноводных по сравнению с рыбами хуже развит мозжечок. Это связано с тем, что амфибиям незачем так сложно двигаться, как рыбам.

Зрение земноводных по сравнению с рыбами

Земноводные имеют более развитые органы чувств, чем рыбы. Благодаря органам чувств, земноводные могут свободно ориентироваться на суше и в воде. Взрослые особи земноводных и их личинки имеют сейсмосенсорную систему, осязание, слух, зрение и вкус, что играет важную роль в их жизни. У видов земноводных, которые ведут преимущественно наземный образ жизни, главную роль играют органы зрения.

Сейсмосенсорная система или органы боковой линии имеются у всех личинок и взрослых животных, ведущих водный образ жизни. Они расположены по всему телу, особенно много их на голове. Отличительной чертой земноводных по сравнению с рыбами является то, что органы боковой линии располагаются на поверхности кожного покрова. Поверхностный слой кожи содержит осязательные тельца, представляющие собой скопления чувствительных клеток с подходящими к ним нервными окончаниям. В эпидермальном слое кожи всех земноводных имеются свободные окончания нервов чувствительности. Именно им присуще распознавание температур, тактильные и болевые ощущения.

Некоторые из них отвечают за ощущение влажности окружающей среды, а также изменения её химического состава. Ротовая полость и язык земноводных имеют скопления чувствительных клеток, которые оплетены нервными окончаниями. Они, по всей видимости, выполняют функцию ощущения положения пищи во рту, а не вкусовых рецепторов. У земноводных очень слабо развит вкус, что подтверждается поеданием ими насекомых с едкими выделениями и резкими запахами. Например, клопов, жужелиц, муравьев и других.

Обонятельные органы земноводных представлены парными капсулами. Поверхность внутри капсул выстлана обонятельным эпителием. Их сообщение с наружным миром происходит посредствам наружных ноздрей. Обонятельные капсулы имеют внутренние ноздри, которые сообщаются с полостью ротоглотки. Амфибии, как и все наземные позвоночные животные, используют вышеописанную систему обоняния для восприятия запахов и для осуществления дыхания. В ротовой полости земноводных расположены органы вкуса. Предполагается, что лягушки ощущают только соленое и горькое.

Органы зрения земноводных имеют ряд особенностей, которые связаны с полуназемным образом жизни. Верхнее и нижнее веки защищают подвижные глаза от грязи и высыхания. Однако у них еще имеется и третье веко или мигательная перепонка в переднем углу глаза. Секрет слезной железы омывает глазное яблоко. В отличие от рыб, у амфибий выпуклая роговица и линзовидный хрусталик. Примечательно, что в воде роговица становится идентична рыбной, то есть плоской. О различии цветов амфибиями информации нет.

Какие особенности зрения у земноводных?

Учитывая, что земноводные ведут полуназемный образ жизни, органы их зрения относятся к наземному типу и сами глаза имеют несколько особенностей, а именно:

• они обладают подвижными веками, благодаря которым осуществляется защита от загрязнений и высыхания, так же кроме двух век (верхнее и нижнее) есть еще третье, называемое еще мигательной перепонкой;
• у них имеются слезные железы, секретом которых омываются глазные яблока;
• роговица глаз у земноводных выпуклая (в отличии от плоских у рыб) , а хрусталик имеет линзовидную форму (у рыб хрусталик круглый);
• адаптация (или аккомодация) зрения осуществляется при смешении хрусталика ресничным мускулом (так же как у акул).

В чем сходство и отличие земноводных и рыб

Ответ или решение 3

1. И те, и те относятся к одному типу — Хордовые.

3. Двухсторонняя симметрия.

4. Наличие гомологичных органов.

5. Развиваются с трех зародышевых листков.

6. Размножаются в воде.

7. Земноводные откладывают икру очень похожую на рыбью.

8. Головастики(личинки, что развиваются из икринок земноводных) имеют внешнее и внутреннее сходство с рыбами.

1. У земноводных вместо плавников имеются парные конечности.

2. У земноводных развито внутреннее и среднее ухо, а у рыб только внутреннее.

3. В отличии от рыб череп земноводных соединен с позвоночником.

4. У земноводных два круга кровообращения и трехкамерное сердце, а у рыб один круг и двухкамерное сердце.

5. Мозг земноводных лучше развит чем у рыб.

Земноводными называют позвоночных животных, размножение и подрастание которых происходит в воде или влажной среде, а когда вырастают, они живут на суше. Рыбы – это животные, постоянно живущие в воде.

Сравнительные характеристики

Смена обитания всегда приводит к разноплановым изменениям и среди самих обитателей. Сравнение между рыбами и земноводными можно провести по ряду факторов:

• место жизни;
• способ размножения;
• внешний состав тела;
• состав внутренних органов

Можно выделить ряд общих черт. Во-первых, они обитают в воде. Во-вторых, и одни, и другие имеют позвоночник, череп, голову, туловище.Тело у них покрыто кожей и присутствует слизь. Тело и у одних, и у других имеет двухстороннюю симметрию. Они могут видеть и слышать. У них присутствуют обоняние и осязание. Они различают пищу на вкус. Их сердце состоит из предсердия и желудочка. В головном мозге насчитывается пять отделов. Размножаются путем наружного оплодотворения при помощи яичников и семенников.

Для возможности быстро плавать, изгибаясь при этом, у рыб в течение жизни приспособилось тело, оно сплюснуто с двух сторон. Земноводным это не надо, их тело приспособлено, наоборот, к передвижению по земле. Оно у них сжато сверху. При таком положении им удобнее передвигаться. Земноводные животные имеют конечности, которых нет у рыб. Конечности могут разгибаться. Это осуществляется благодаря мышцам, которые прикреплены к ним. Конечности поддерживают также тело животного над землей.

Для того, чтобы иметь возможность наблюдать вокруг себя, у земноводных появляется шея. Их позвоночник также стал сложнее. В нем теперь различают несколько частей, согласно частям тела.

Когда земноводные вырастают, их жабры, которые есть при рождении, постепенно усыхают, и они дышат теперь легкими и гладкой кожей через открытые поры. Рыбы, наоборот, дышат через жабры. Тело рыб покрывает чешуя, которая защищает от трения. Кровообращение происходит кругами, у рыб он один, а у земноводных – два.Еще у земноводных органы зрения развиты намного лучше, чем у рыб.

Земноводные (они же амфибии) — первые появившиеся в процессе эволюции наземные позвоночные. При этом они все еще сохраняют тесную связь с водной средой, обычно живя в ней на личиночной стадии. Типичные представители земноводных — лягушки, жабы, тритоны, саламандры. Наиболее разнообразны в тропических лесах, так как там тепло и сыро. Среди амфибий нет морских видов.

• Общая характеристика
• Опорно-двигательная система
• Пищеварительная система
• Дыхательная система
• Кровеносная система
• Выделительная система
• Нервная система и органы чувств
• Размножение и развитие

Общая характеристика земноводных

Земноводные — это немногочисленная группа животных, насчитывающая около 5000 видов (по другим источникам около 3000). Их разделяют на три отряда: Хвостатые, Бесхвостые, Безногие. Привычные нам лягушки и жабы принадлежат бесхвостым, тритоны — хвостатым.

У амфибий появляются парные пятипалые конечности, представляющие собой многочленные рычаги. Передняя конечность состоит из плеча, предплечья, кисти. Задняя конечность — из бедра, голени, стопы.

У большинства взрослых земноводных в качестве органов дыхания развиваются легкие. Однако они не столь совершенны, как у более высокоорганизованных групп позвоночных. Поэтом в жизнедеятельность амфибий большую роль имеет кожное дыхание.

Появление в процессе эволюции легких сопровождалось появлением второго круга кровообращения и трехкамерного сердца. Хотя есть второй круг кровообращения, из-за трехкамерного сердца не происходит полного разделения венозной и артериальной крови. Поэтому к большинству органов поступает смешанная кровь.

Глаза имеют не только веки, но и слезные железы для смачивания и очищения.

Появляется среднее ухо с барабанной перепонкой. (У рыб только внутреннее.) Барабанные перепонки видны, находятся по бокам головы позади глаз.

Кожа голая, покрыта слизью, в ней много желез. Не предохраняет от потери воды, поэтому живут близ водоемов. Слизь защищает кожу от высыхания и бактерий. Кожа состоит из эпидермиса и дермы. Через кожу также всасывается вода. Кожные железы многоклеточные, у рыб одноклеточные.

Из-за неполного разделения артериальной и венозной крови, а также несовершенного легочного дыхания обмен веществ у земноводных медленный, как и у рыб. Они также относятся к холоднокровным животным.

Размножаются амфибии в воде. Индивидуальной развитие протекает с превращением (метаморфозом). Личинка лягушек называется головастиком.

Земноводные появились около 350 млн лет назад (в конце девонского периода) от древних кистеперых рыб. Их расцвет произошел 200 млн лет назад, когда Землю покрывали огромные болота.

Опорно-двигательная система земноводных

В скелете земноводных меньше костей, чем у рыб, так как многие кости срастаются, другие же остаются хрящами. Таким образом, их скелет легче, чем у рыб, что важно для обитания в воздушной среде, которая является менее плотной, чем водная.

Мозговой череп срастается с верхними челюстями. Подвижной остается только нижняя челюсть. В черепе сохраняется много хрящей, которые не окостеневают.

Опорно-двигательная система земноводных имеет схожа с таковой рыб, но имеет ряд ключевых прогрессивных отличий. Так, в отличие от рыб, череп и позвоночник подвижно сочленены, что обеспечивает подвижность головы относительно шеи. Впервые появляется шейный отдел позвоночника, состоящий из одного позвонка. Однако подвижность головы не большая, лягушки могут только наклонять голову. Хотя у них и есть шейный позвонок, во внешнем виде тела шеи нет.

У земноводных позвоночник состоит из большего количества отделов, чем у рыб. Если у рыб их только два (туловищный и хвостовой), то у земноводных четыре отдела позвоночника: шейный (1 позвонок), туловищный (7), крестцовый (1), хвостовой (одна хвостовая кость у бесхвостых или ряд отдельных позвонков у хвостатых амфибий). У бесхвостых амфибий происходит срастание хвостовых позвонков в одну кость.

Конечности земноводных сложные. Передние состоят из плеча, предплечья и кисти. Кисть состоит из запястья, пясти и фаланг пальцев. Задние конечности состоят из бедра, голени и стопы. Стопа состоит из предплюсны, плюсны и фаланг пальцев.

Пояса конечностей служат для опорой для скелета конечностей. Пояс передней конечности земноводного состоит из лопатки, ключицы, вороньей кости (коракоида), общей для поясов обеих передних конечностей грудины. Ключицы и коракоиды сращены с грудиной. Из-за отсутствия или недоразвития ребер, пояса лежат в толще мускулатуры и никак опосредовано не прикреплены к позвоночнику.

Пояса задних конечностей состоят из седалищных и подвздошных костей, а также лобковых хрящей. Срастаясь, они сочленяются с боковыми отростками крестцового позвонка.

Ребра, если есть, короткие, грудной клетки не образуют. У хвостатых амфибий ребра короткие, у бесхвостых их нет.

У бесхвостых земноводных локтевая и лучевая кости срастаются, также срастаются кости голени.

Мышцы земноводных имеют более сложное строение, чем у рыб. Мышцы конечностей и головы специализированы. Мышечные пласты распадаются на отдельные мускулы, которые обеспечивают движение одних частей тела относительно других. Земноводные не только плавают, но и прыгают, ходят, ползают.

Пищеварительная система земноводных

Общий план строения пищеварительной системы земноводных сходен с рыбьей. Однако появляются некоторые новшевства.

Передний коней языка лягушек прирастает к нижней челюсти, а задний остается свободным. Такое строение языка позволяет ловить им добычу.

У земноводных появляются слюнные железы. Их секрет смачивает пищу, но никак не переваривает ее, так как не содержит пищеварительных ферментов. На челюстях бывают конические зубы. Они служат для удержания пищи.

За ротоглоточной полостью находится короткий пищевод, открывающийся в желудок. Здесь пища частично переваривается. Первый отдел тонкого кишечника — двенадцатиперстная кишка. В нее открывается единых проток, куда попадают секреты печени, желчного пузыря и поджелудочной железы. В тонком кишечнике переваривание пищи завершается, и питательные вещества всасываются в кровь.

Непереваренные остатки пищи попадают в толстый кишечник, откуда перемещаются в клоаку, представляющую собой расширение кишечника. В клоаку также открываются протоки выделительной и половой систем. Из нее непереваренные остатки попадают во внешнюю среду. У рыб клоаки нет.

Взрослые земноводные питаются животной пищей, чаще всего различными насекомыми. Головастики питаются планктоном и растительной пищей.

1 Правое предсердие, 2 Печень, 3 Аорта, 4 Яйцеклетки, 5 Толстый кишечник, 6 Левое предсердие, 7 Желудочек сердца, 8 Желудок, 9 Левое легкое, 10 Желчный пузырь, 11 Тонкий кишечник, 12 Клоака

Дыхательная система земноводных

Личинки земноводных (головастики) имеют жабры и один круг кровообращения (как у рыб).

У взрослых земноводных появляются легкие, представляющие собой вытянутые мешочки с тонкими эластичными стенками, имеющими ячеистое строение. В стенках находится сеть капилляров. Дыхательная поверхность легких мала, поэтому в процессе дыхания участвует и голая кожа земноводных. Через нее поступает до 50% кислорода.

Механизм вдоха и выдоха обеспечивается поднятием и опусканием дна ротовой полости. При опускании происходит вдох через ноздри, при поднятии — воздух проталкивается в легкие, при этом ноздри закрыты. Выдох осуществляется также при поднятии дна рта, но при этом ноздри открыты, и воздух выходит через них. Также при выдохе сокращаются брюшные мышцы.

В легких осуществляется газообмен за счет разницы концентраций газов в крови и воздухе.

Легкие земноводных недостаточно хорошо развиты, чтобы полноценно обеспечивать газообмен. Поэтому важно кожное дыхание. Высыхание амфибий может привести к тому, что они задохнутся. Кислород сначала растворяется в покрывающей кожу жидкости, а затем диффундирует в кровь. Углекислый газ также сначала оказывается в жидкости.

У земноводных, в отличие от рыб, носовая полость стала сквозной и используется при дыхании.

Под водой лягушки дышат только кожей.

Кровеносная система земноводных

Появляется второй круг кровообращения. Он проходит через легкие и называется легочным, а также малым кругом кровообращения. Первый круг кровообращения, проходящий через все органы тела, называется большим.

Сердце земноводных трехкамерное, состоит из двух предсердий и одного желудочка.

В правое предсердие поступает венозная кровь от органов тела, а также артериальная от кожи. В левое предсердие поступает артериальная кровь от легких. Сосуд, впадающий в левое предсердие, называется легочной веной.

Сокращение предсердий выталкивает кровь в общий желудочек сердца. Здесь кровь частично смешивается.

Из желудочка по отдельным сосудам кровь направляется в легкие, в ткани тела, к голове. В легкие по легочным артериям поступает наиболее венозная кровь из желудочка. К голове же идет почти чистая артериальная. Наиболее смешанная кровь, поступающая в туловище, изливается из желудочка в аорту.

Такое разделение крови достигается особым расположением сосудов, выходящим от распределительной камеры сердца, куда кровь попадает из желудочка. Когда выталкивается первая порция крови, то она заполняет наиболее близкие сосуды. И это кровь наиболее венозная, которая попадает в легочные артерии, идет в легкие и кожу, где обогащается кислородом. Из легких кровь возвращается в левое предсердие. Следующая порция крови — смешанная — попадает в дуги аорты, идущие к органам тела. Наиболее артериальная кровь попадает в дальнюю пару сосудов (сонные артерии) и направляется к голове.

Выделительная система земноводных

Почки у земноводных туловищные, имеют продолговатую форму. Моча поступает в мочеточники, далее по стенке клоаки стекает в мочевой пузырь. Когда мочевой пузырь сокращается, моча изливается в клоаку и далее наружу.

Продуктом выделения является мочевина. Для ее выведения требуется меньше воды, чем для выведения аммиака (который образуется у рыб).

В почечных канальцах почек происходит обратное всасывание воды, что важно для ее сбережения в условиях воздушной среды.

Нервная система и органы чувств земноводных

Ключевых изменений в нервной системе земноводный по-сравнению с рыбами не произошло. Однако передний мозг земноводных сильнее развит и разделен на два полушария. Но у них хуже развит мозжечок, так как амфибиям не надо поддерживать равновесие в воде.

Воздух прозрачнее воды, поэтому ведущая роль у земноводных играет зрение. Они видят дальше рыб, их хрусталик более плоский. Есть веки и мигательные перепонки (или верхнее неподвижное веко и нижнее прозрачное подвижное).

В воздухе звуковые волны распространяются хуже, чем в воде. Поэтому появляется необходимость в среднем ухе, представляющем собой трубочку с барабанной перепонкой (видны как пара тонких круглых пленок позади глаз лягушки). От барабанной перепонки звуковые колебания через слуховую косточку передаются внутреннему уху. Евстахиева труба соединяет полость среднего уха с ротовой полостью. Это позволяет ослаблять перепады давления на барабанную перепонку.

Размножение и развитие земноводных

Лягушки начинают размножаться в возрасте около 3 лет. Оплодотворение наружное.

Яйцеклетки созревают в яичниках и далее попадают в яйцеводы, где покрываются прозрачной слизистой оболочкой. Далее икринки оказываются в клоаке и выводятся наружу.

Самцы выделяют семенную жидкость. У многих лягушек самцы закрепляются на спинах самок и пока самка выметывает икру в течение нескольких дней, поливают ее семенной жидкостью.

Земноводные мечут меньше икры, чем рыбы. Гроздья икры прикрепляются к водным растениям или плавают.

Слизистая оболочка икринки в воде сильно разбухает, преломляет солнечный свет и нагревается, что способствует более быстрому развитию зародыша.

Развитие эмбрионов лягушки в икринках

В каждой икринке развивается зародыш (у лягушек обычно около 10 дней). Вышедшая из икринки личинка называется головастиком. Он имеет много признаков, схожих с рыбами (двухкамерное сердце и один круг кровообращение, дыхание с помощью жабр, орган боковой линии). Сначала головастик имеет наружные жабры, которые потом становятся внутренними. Появляются задние конечности, потом передние. Появляются легкие и второй круг кровообращения. В конце метаморфоза рассасывается хвост.

Стадия головастика длится обычно несколько месяцев. Головастики питаются растительной пищей.

Зрение рыб

Большая белая акула вертит своим глазиком ( by George Probst)

Для большинства видов рыб зрение является важным органом чувств. Их глаза похожи по своему строению на глаза наземных позвоночных, птиц и млекопитающих, но имеют более округлый хрусталик. Их сетчатка содержит палочки для монохромного видения и колбочки для цветного видения, поэтому большинство видов различают цвета. Некоторые рыбы способны видеть ультрафиолетовый и даже поляризованный свет. Среди безчелюстных (Agnatha), минога имеет хорошо развитые глаза, тогда как миксины — лишь примитивные глазные пузыри. Предки современных миксин, как предполагается, были протопозвоночными, жившими глубоко в темных водах, вдали от хищников. В этих условиях выпуклые глазные пузыри улавливали больше света, чем плоские глаза. В отличие от людей, рыбы наводят фокус перемещением хрусталика навстречу или назад от сетчатки.

Вода как среда

Рыбы и другие гидробионты населяют иные, нежели наземные животные условия. Вода задерживает свет так, что с увеличением глубины, его количество снижается. Оптические свойства воды обуславливают специфическое пропускание света с различной длиной волны. Например, видимый длинноволновый спектр (красный и оранжевый) задерживаются быстрее, чем коротковолновое излучение (зеленый, синий). Ультрафиолет (длина короче, чем у фиолетового) удерживается ещё быстрее. Кроме того, в зависимости от универсальных свойств воды, различного её объема, солености и/или химического состава, происходит специфическая абсорбция света с различной длиной волны.

Какое зрение у рыб? Структура и функции

Глаза рыб, в общем, похожи на глаза других позвоночных, особенно, тетрапод — амфибий, рептилий, птиц и млекопитающих, все из которых возникли от общего с рыбами предка. Свет проникает в глаз через радужку, проходит зрачок и достигает хрусталика. У большинства видов размер зрачка фиксирован, однако представители Пластиножаберных (подкласс Elasmobranchii, например, акулы и скаты) могут регулировать диаметр зрачка. В зависимости от вида, его форма варьирует от круглой до щелевидной.

Хрусталик обычно имеет сферическую форму, но может быть слегка эллипсовидным. В отличие от наземных позвоночных, хрусталики рыб более плотные и сферические. Коэффициент преломления водной среды не сильно отличается от коэффициента преломления радужки и окружающей жидкости, поэтому хрусталик вносит основной вклад в преломление света. Благодаря градиенту показателя преломления внутри сферического хрусталика, он может выводить четкие изображения без сферической аберрации.

Как только свет проникает в хрусталик, он проходит через прозрачный жидкий материал и достигает сетчатки с фоторецепторами. Подобно другим позвоночным, фоторецепторы располагаются на внутреннем слое, поэтому свету необходимо пройти через слои других нейронов перед тем, как достигнуть фоторецепторы.

Сетчатка

Внутри сетчатки находятся палочки, которые обеспечивают зрительную чувствительность в условиях низкой освещенности, в ущерб остроте зрения. Колбочки позволяют видеть изображение в высоком пространственном и временном разрешение. Подразделяясь на несколько типов, они воспринимают свет различной длины, поэтому также обеспечивают цветовое зрение. Соотношение палочек и колбочек зависит от экологии конкретного вида рыб. Активные в течение дня рыбы имеют больше колбочек, чем виды, активные ночью. Цветовое зрение используется в среде с полным световым спектром, т.е. около поверхности, а не на глубине, где спектральный состав беден.

Распределение фоторецепторов на сетчатке неоднородно. Некоторые участки имеют более высокую плотность палочек, например, центральная ямка. Рыба может иметь две или три области на сетчатке, специализированные на высокой остроте (т.е. для ловли добычи) или чувствительности (т.е. от тусклого света, идущего снизу). Распределение фоторецепторов также может меняться в течение жизни особи. Это случается, когда вид меняет среду обитания в ходе жизненного цикла (с мелководья переходит на дно, из пресной воды в океан).

Некоторые виды имеют тапетум, отражающий слой. Большая часть света попадающего в глаз, проходит сквозь сетчатку, и лишь небольшой процент его вызывает реакцию чувствительных клеток. Тапетум направляет прошедшие сетчатку фотоны назад, заставляя их ещё раз воздействовать на рецепторные клетки. Таким образом, значительно повышается чувствительность глаза, так как свет фактически оказывается «использованным» дважды. Тем не менее, эта за эту способность приходится расплачиваться ухудшением остроты зрения. Ряд рыб с помощью слоя темного пигмента могут скрывать тапетум в условиях высокой освещенности.

Сетчатка потребляет много кислорода и обильно снабжается кровью.

У людей существует вестибулоокулярный рефлекс, когда при вращении головы глазные яблоки стабилизируются наблюдение за объектом. Вращение головы в одну сторону вызывает смещение глаз в противоположную сторону. Аналогичным образом, у рыб вестибулоокулярный рефлекс стабилизирует изображение на сетчатке при смещении хвоста.

Аккомодация

Аккомодация это процесс наведения фокуса на объект позвоночными животными. Аккомодация птиц и млекопитающих происходит за счет изменения кривизны хрусталика, тогда как у рыб и амфибий — путем смещения хрусталика навстречу или прочь от сетчатки. Последние используют специальные мышцы, которые меняют расстояние между хрусталиком и сетчаткой. У костных рыб их называют «retractor lentis», и они расслабляются при рассмотрении ближайших объектов, в то время как у хрящевых рыб они называются «protractor lentis» и расслабляются для рассмотрения удаленных объектов. Таким образом, если у костных рыб аккомодация для наблюдения удаленных объектов происходит путем смещения хрусталика прочь от сетчатки, то у хрящевых рыб аккомодация для наблюдения за ближайшими объектами происходит за счет смещения хрусталика навстречу сетчатке.

Стабилизация изображения

При быстром вращении головой необходимы механизмы стабилизации изображения. Этот механизм осуществляется при посредничестве вестибулоокулярного рефлекса. Когда голова вращается вправо, глаза движутся влево и наоборот. У многих животных, включая человека, функции внутреннего уха отражают биологический аналог акселерометра, стабилизирующего изображение в камере. Когда происходит поворот головы, ингибирующий сигнал посылается к экстраокулярным мышцам на одной стороне и возбуждающие сигналы к мышцам на другой стороне. Результатом этого является компенсаторное движение глаз.

Золотая рыбка имеет основную трехнейронную дугу, связывающую горизонтальные полукружные каналы с контролатеральным (на противоположной стороне) отводящим нервом (ABD — VI пара) и ипсилатеральным (на той же стороне) мотонейроном медиальной прямой мышцы (Medial rectus) глаза.
Камбалообразные демонстрируют после метаморфоза и поворота на 90 градусов вестибулярного аппарата относительно зрительной оси, компенсаторное движение глаз производится перемещением сигналов от горизонтального канала к вертикальным и наклоненным мотонейронам.
У акул горизонтальный канал/нейроны второго порядка проецируются к контролатеральному отводящему нерву и мотонейрону медиальной прямой мышцы, и также включают ипсилатеральные первичные нейроны A1 слуховой зоны коры (Auditory cortex).
Обозначения: 1° , вестибулярный нейрон первого порядка; ATD, восходящий тракт Дейтерса

Ультрафиолет

Зрение рыб опосредуется четырьмя зрительными пигментами, которые поглощают свет с различной длиной волны. Каждый пигмент состоит из хромофора и трансмембранного белка опсина. Мутации в этом белке приводят к различной светочувствительности. Мутация опсина в SWS-1 пигменте позволяет поглощать УФ-излучение (360 нм), т.е. рыбы могут видеть объекты, отражающие ультрафиолетовый свет. В ходе эволюции многие виды рыб развили и сохранили эту способность. УФ чувствительность может быть связана с кормлением, коммуникацией и выбором полового партнера.

Лидирует теория, согласно которой, эволюция УФ-зрения среди рыб направлена на выбор полового партнера. Поведенческие эксперименты показали, что африканские цихлиды используют визуальные сигналы во время брачных игр. Места их нереста обычно находятся на мелководье, куда ультрафиолет хорошо проникает. Мужские особи африканских цихлид обычно окрашены в синий цвет, который отражает УФ-свет. За счет отраженных зрительных сигналов самки способны правильно определить самца своего вида. Модель ультрафиолетовой окраски гуппи и Трёхиглой колюшки также повышает их привлекательность для самок. В экспериментах самки гуппи тратили значительно больше времени на наблюдение за самцами с отражающей ультрафиолет окраской. Аналогично, самки Трёхиглой колюшки предпочитают половых партнеров с полным спектром окраски, чем особей, которые презентуются через блокирующие ультрафиолет фильтры.

УФ-зрение иногда используется на некотором отрезке жизненного цикла рыб. Например, молодь Кумжи населяет мелководье, где полагается на УФ-зрение при ловле зоопланктона. С взрослением особи переходят в глубокую воду, где мало ультрафиолета.

Сетчатый дасцилл (Dascyllus reticulatus) имеет, отражающую ультрафиолет, предостерегающую окраску для особей своего вида. Хищники, которые не различают этот свет, не могут увидеть сигнал. Таким образом, некоторые рыбы используют этот спектр в качестве скрытого канала передачи социальных сигналов.

Поляризованный свет

Сложно определить, чувствительны ли рыбы к поляризованному свету, хотя некоторые виды намекают на это. Данная способность была выявлена у анчоусов. Восприимчивость к поляризованному свету может обеспечить лучший контраст и/или информацию о направлении для мигрирующих видов. Поляризованный свет преобладает на рассвете и в сумерках. Отраженный от чешуи рыб поляризованный свет может помочь другим рыбам различить особь на размытом фоне. Эта информация особенно полезна для стайных рыб при ориентации относительно друг друга.

Двойные колбочки

Большинство видов рыб имеют двойные колбочки, пару конусовидных клеток, соединенных друг с другом. Каждая клетка двойной колбочки может иметь различный пик поглощения, и поведенческие эксперименты указывают на то, что каждый тип конусовидной клетки обеспечивает обособленную информацию. Таким образом, сигнал от отдельных клеток в составе колбочки необязательно суммируются.

Адаптация в среде обитания

На глубинах до 200 метров обитают эпипелагические рыбы. Эта область хорошо освещается солнцем, поэтому хищники полагаются на развитое зрение. Но даже здесь встречаются удивительные адаптации. Четырехглазая рыба имеет пару глаз, расположенную в верхней части головы. Каждый из этих глаз разделен на две части так, что рыба одновременно может видеть над и под водой. Две половинки глаза разделены тканью и имеют по одному зрачку, соединенных частью радужки. Верхняя половина глаза адаптирована для наблюдения в воздушной среде, а нижняя – в водной. Хрусталик имеет неодинаковую толщину в верхней и нижней части, что обусловлено различной преломляющей силой воздуха и воды. Значительную часть времени эти рыбы проводят у водной глади, подстерегая наземных насекомых.

Anableps anableps, четырехглазая рыба у поверхности воды. (A) Anableps смотрит вверх, демонстрируя медиальные заслонки зрачка; (B) Дорсальный и вентральный зрачки рыбки (BioMEDIA ASSOCIATES)

Особенности зрения глубоководных рыб

На глубине до 1000 метров солнечного света уже недостаточно для проведения фотосинтеза растениями. В этих условиях живут мезопелагические рыбы, большинство из которых активные хищники с крупными глазами. Некоторые из глубоководных рыб имеют, направленные вверх, трубчатые глаза с крупными хрусталиками и лишь палочками в сетчатке. Эта адаптация раскрывает бинокулярное зрение с высокой чувствительностью к слабому освещению. Она улучшает прямое видение в ущерб периферическому и позволяет хищнику охотиться на кальмаров, каракатиц и мелких рыбок, силуэты которых вырисовываются сверху.

Хорошее зрение некоторых рыб в условиях низкой освещенности связано с присутствием ретрорефлектора в сетчатке. Камбалообразные имеют ретрорефлекторы, а также фотофоры, используемые для обнаружения тапетума у других рыб.

Тапетум — расположен позади сетчатки, представляет собой «зеркальце», отражательную оболочку. Покрывает всё глазное дно или его часть, визуально напоминает перламутр. Наличие тапетума обусловливает эффект «свечения глаз» у многих животных.

На глубине более 1000 метров встречаются батипелагические рыбы. Океан здесь черный как смоль, поэтому недостаток солнечного света и корма заставляют рыб вести сидячий образ жизни и экономить энергию. Единственным источником света выступает биолюминесценция. В таких условиях, рыбы полагаются больше на другие, нежели зрение, органы чувств, поэтому их глаза очень мелкие, либо не функционируют вовсе.

На самом морском дне можно найти Камбалообразных. Эти бентосные рыбы обладают отрицательной плавучестью, поэтому могут отдыхать на морском ложе. Они редко встречаются на глубоководье, и преимущественно обитают в дельте рек и на континентальном шельфе. Когда личинки Камбалообразных растут, они имеют, обычную для костных рыб, удлиненную и симметричную форму. Личинки не плавают по дну, а охотятся на планктон в открытом море. С взрослением происходит метаморфоз, один глаз смещается на противоположную сторону. Личинка утрачивает плавательный пузырь и шипы, и оседает на дно.

Ричард Дарвин объяснил это явление как эволюционную адаптацию:

«… костные рыбы обычно имеют суженное в вертикальной плоскости тело…поэтому естественно, что, когда предки плоских рыб переместились на морское дно, они легли на один бок… Но это было сопряжено с проблемой, потому что один глаз постоянно смотрел в песок и был неэффективным. В эволюции эта проблема решилась смещением «глаз» на верхнюю сторону тела».

Добыча обычно имеет глаза по бокам тела так, что она располагает широким обзором и стремится избегать хищников. С другой стороны, глаза хищника расположены спереди головы, поэтому он обладает лучшим восприятием глубины. Донные хищники, например, плоские рыбы, имеют бинокулярное зрение, позволяющее смотреть вверх, когда они лежат на дне.

Окраска рыб и зрение

Рыбы имеют разнообразные стратегии использования окраски тела. Например, окраска некоторых из них затрудняет обнаружение хищником. У пелагических рыб, эта адаптация преимущественно связана с уменьшением силуэта, формой камуфляжа. Их тело сдавлено с боков и, таким образом, область тени от рыбы уменьшена. Другой способ включает формирование защитной окраски у епипелагических рыб и защитной люминесценции у мезопелагических рыб. Защитная окраска состоит в окрашивании верхней части тела в темный цвет, а нижней – в светлые тона. Она прекрасно сочетается с внешним фоном. Когда смотришь на рыбу сверху, черная спинка на фоне темной толщи воды затрудняет различение особи. То же самое происходит, когда смотришь снизу на светлое, теряющееся в лучах солнца, брюшко. Защитная люминесценция связана с биюлюминесценцией. Множество вентральных фотофоров продуцируют свет, необходимый для согласования интенсивности биолюминесценции от брюшка с интенсивностью света окружающего фона.

Донные обитатели закапываются в песок, скрываются в расщелинах и между камнями, либо имеют камуфляж, соответствующий цвету грунта или напоминающий камни и куски водорослей.

Подобная адаптация эффективна как для избегания хищников, так и для охоты. В частности, глубоководная Чёрная колючая акула использует защитную люминесценцию для сокрытия от добычи.

Некоторые виды рыб имеют ложные глаза. Четырёхглазая рыба-бабочка получил свое название за крупное темное пятно в задней части каждой стороны тела. Это пятно окружено бриллиантово-белым кольцом, напоминающим глаз. Через настоящие глаза пробегают вертикальные черные полосы, делая их малозаметными. В глазах хищника, рыба-бабочка выглядит крупнее, чем является на самом деле. Под угрозой быть съеденной, она вначале демонстрирует хищнику хвост с ложными глазами. Большинство хищников полагаются на то, что жертва совершит бегство хвостом вперед.

Четырёхглазая рыба-бабочка (www.richard-seaman.com)

Обыкновенный солнечник – бентопелагическая прибрежная рыба с сильно сплющенным с боков телом. Её тело настолько узкое, что спереди рыбку почти не видно. По обеим сторонам оно имеет по одному темному пятну, которые служат для отпугивания хищников. Крупные глаза спереди головы обеспечивают бифокальное зрение и восприятие глубины, необходимое для захвата добычи. Глазчатые пятна также путают добычу, которая затем попадает в рот солнечнику.

Обыкновенный солнечник (rybalka.ru)

Трубчатые глаза

Опистопроктовые (Opisthoproctidae) являются семейством мелких, необычного вида мезопелагических рыб. Их трубчатые глаза обычно направлены вверх для выявления силуэта предполагаемой добычи. Опистопроктовые имеют крупные, телескопические глаза, которые выступают над черепом. Обычно они направлены вверх, но у некоторых видов могут поворачиваться вперед. Глаза обладают крупным хрусталиком и сетчаткой с исключительным количеством палочек и высокой плотностью родопсина (зрительный «пурпур»); колбочки отсутствуют.Представители вида Macropinna microstoma обладают прозрачным защитным куполом поверх головы, напоминающим купол кабины истребителя. Сквозь него видно хрусталики. Этот купол крепкий и упругий, и предположительно защищает глаза от нематоцист (стрекательные клетки) Сифонофор, которых, вероятно, поедает Macropinna microstoma.

Macropinna microstoma

Другой вид, Dolichopteryx longipes, является единственным из позвоночных, который использует зеркала вместо хрусталиков для фокусировки изображения на сетчатке.

Другой вид, Dolichopteryx longipes, является единственным из позвоночных, который для фокусировки изображения на сетчатке вместе с хрусталиками использует зеркала. Необычно видеть, как одновременно применяются отражающая и преломляющая оптика.

Представители вида Dolichopteryx longipes единственные, кто имеет зеркала вместе с хрусталиками. (1) дивертикул (2) основной глаз (a) сетчатка (b) отражающие кристаллы (c) хрусталики (d) сетчатка Dolichopteryx longipes (asknature.org)

Основной трубчатый глаз содержит боковую яйцевидную выпуклость, дивертикул, по большей части, обособленную перегородкой от глаза. Сетчатка покрывает значительную внутреннюю часть глаза. Имеется два отверстия в роговице, одно из них направлено вверх, а другое – вниз. Это дает возможность свету поступать в основной глаз и дивертикул, соответственно. Внутри основного глаза хрусталик фокусирует изображение, как и у большинства рыб. Однако, внутри дивертикула свет отражается и фокусируется на сетчатку, благодаря искривленному композитному зеркалу. Эта структура происходит из тапетума сетчатки и состоит из множества слоев мелких отражающих пластин. Материалом пластин, возможно, являются кристаллы гуанина. Разобщенный зрительный аппарат Dolichopteryx longipes позволяет рыбе видеть одновременно вверх и вниз. Кроме того, система зеркал получает свет прежде, чем хрусталик. Возможно, это обусловлено тем, что основной глаз обнаруживает силуэты объектов против солнечного света, тогда как дивертикул обеспечивает обнаружение биолюминесцентных вспышек сбоку и снизу.

Зрение акул

Глаза акул похожи на глаза других позвоночных, включают похожие хрусталики, роговицу и сетчатку. Благодаря тапетуму (tapetum lucidum), их зрение приспособлено к морской среде. Эта структура находится позади сетчатки и отражает свет обратно, повышая восприятие света в сумерках. Эффективность тапетума варьирует, и некоторые виды акул имеют более высокую адаптацию к сумеркам. Многие акулы могут сокращать и расширять зрачок, подобно человеку, хотя некоторые костные рыбы не могут этого делать. Хищники имеют веки, но они никогда не моргают, потому что окружающая вода омывает глаза. Для защиты глаз некоторые виды моргают специальными мембранами. Эти мембраны покрывают глаз во время охоты и, когда акула атакована. Однако, у некоторых видов, включая Большую белую акулу (Carcharodon carcharias), мембрана отсутствует, а вместо неё, с целью защиты при атаке, рыба поворачивает глаза назад.

Значение зрения для охоты акул пока вызывает дискуссию. Некоторые исследователи верят, что электро- и хеморецепция более важна, тогда как другие отмечают мембрану для моргания как свидетельство важности зрения. Предполагается, что хищник не станет защищать не важный для себя орган чувств. Степень вовлечения зрения в восприятие среды, вероятно, варьирует от вида к виду и водных условий. Поле зрения акул в любое время может переключаться от монокулярного к стереоскопическому. Работа с микроспектрофотометрией 17 видов акул определила 10 видов, которые имели только палочки и полное отсутствие колбочек в сетчатке. Эта особенность предоставляет хорошее ночное видение, но рыбы утрачивают цветовое зрение. Остальные 7 видов помимо палочек располагали одним типом колбочек, чувствительных к зеленому цвету. Эти акулы видели только оттенки серого и зеленого, и являлись дальтониками. Таким образом, для акул важнее контраст объекта на общем фоне, а не его окраска.

Другие примеры

Мелким рыбкам безопаснее жить стаями. Это дает преимущества, когда стая работает как слаженный механизм, где присутствует множество глаз. Кроме того, хищнику сложно поймать добычу, потому что много целей перегружают визуальный канал. Стайные рыбки схожего размера и серебристого окраса образуют динамичную массу, которая затрудняет выслеживание отдельной особи хищником и дает жертве достаточно времени, чтобы скрыться на мелководье. «Эффект множества глаз» основывается на идее, что с возрастанием размера группы, мониторинг пространства на присутствие хищника равномерно распределяется между её членами.

Как правило, рыбы являются холодноводными животными, температура тела которых равна температуре окружающей среды. Однако некоторые океанические хищники, такие как меч-рыба и некоторые виды акул и тунцов могут нагревать часть своего тела во время охоты на глубоководье и в холодной воде. Меч-рыба, обладающая хорошим зрением, используя мускулатуру, поднимает температуру в глазах и мозге до 15°C. Прогрев сетчатки десятикратно улучшает скорость, с которой глаза реагируют на быстрые изменения движений добычи.

Некоторые рыбы имеют тапетум (tapetum lucidum), отражающий белый свет слой. Этот слой отсутствует у человека, но присутствует у видов, активных ночью. Тапетум позволяет видеть в сумерках и условиях высокой мутности. Улучшение видения дает возможность рыбам колонизировать глубокие участки озер и океана. В частности, пресноводный Светлопёрый судак имеет тапетум, поэтому по-английски его называют «walleye» (глаз с бельмом).

Все представители семейства Лорикариевых, как и многие другие обитатели дна, имеют круглый зрачок. Они могут управлять формой зрачка с помощью хлопьеобразного расширения, названного дорсальным оперкулумом радужки. Когда оперкулум расслаблен, зрачок выглядит круглым, а когда напряжен — зрачок представет в виде полумесяца. Данная способность является адаптацией донных обитателей, таких как парчовые сомы, скумбрии и скаты. Её точная функция неизвестна, но заслонка (оперкулум) может сгладить хорошо обнаруживаемый глаз и, тем самым, улучшает камуфляж.

Все представители семейства Лорикариевых, как и многие другие обитатели дна, имеют круглый зрачок. Они могут управлять формой зрачка с помощью хлопьеобразного расширения, названного дорсальным оперкулумом радужки

Дистанционные органы чувств

Зрение является дистанционным органом чувств, который дает рыбе представление о местонахождении или объектах на расстоянии, без необходимости непосредственно касаться их. Такая система очень важна, потому что позволяет избегать препятствия, общаться с другими рыбами, поддерживать организацию стаи, обеспечивает информацией о местонахождении пищи и хищников.

Например, некоторые стайные виды рыб обладают «групповыми метками» по бокам тела. Яркие полосы служат маркерами, по которым соседние рыбки контролируют свою позицию. Но не только исключительно зрение выполняет эти функции. У рыб также имеется боковая линия. Она позволяет рыбам чувствовать изменения давления воды и течений, и, таким образом, контролировать положение тела в пространстве.

Зрение рыб дополняется другими органами чувств со схожими или иными функциями. Некоторые рыбы слепы и должны всецело полагаться на альтернативные чувства. Информацию о местонахождении и удалении от объектов дают также слух и эхолокация, электрорецепция, магниторецепция и хеморецепция (вкус и обоняние). Например, сомы имеют хеморецепторы по всему телу, поэтому они «пробуют на вкус» все, до чего прикасаются, и чувствуют запахи в воде. Первичную роль в поиске пищи и ориентации сомов играет проба воды на вкус.