Слепые пещерные рыбы

В 1936 г. исследователем Сальвадоро Корона в пещерах Мексики были обнаружены первые слепые пещерные рыбки. Они тут же были посланы в США ученому С.В. Жордану, который описал и дал научное название этим своеобразным рыбкам – аноптихт жордани (Anoptichthys jordani) из семейства харациновых. Кожные покровы аноптихта бесцветны и совершенно лишены пигмента, поэтому эта рыбка имеет розоватую окраску, благодаря просвечивающей через кожу циркулирующей красной крови. Глаза у аноптихта жордани совершенно редуцированы и даже частично прикрыты кожей. Несмотря на это, аноптихт прекрасно ориентируется в водном пространстве темных пещер, благодаря отлично развитым органам боковой линии.

Специально организованноймэкспедиция за безглазыми аноптихтами в 1942 г. удалось не только поймать этих рыбок, но и получить от пойманных рыбок потомство.

Прошли годы, и с тех пор было обнаружено около 50 видов слепых пещерных рыб в водах пещер по всему миру. Они оказались очень разными, так как относятся к 12 семействам из 6 отрядов. При этом в Северной и в Южной Америке живут пещерные рыбки, относящиеся к слепоглазковым и пимелодовым, клариевым, бротуловым и кошачьим сомам. В Африке слепые обитатели пещер, встречающиеся в пещерных реках, являются представителями ванделловых, хоботнорылых и слитожаберников; в Японии и на Мадагаскаре – это родичи бычковых; а в пещерах Средней Азии и соседнего Ирана обитатели пещер из вьюновых и карповых. В Австралии первая слепая рыба была обнаружена в 1945 г. и получила название "слепец".

Большинство видов рыб, обитающих как и аноптихт в подземных пещерных водах, лишены окраски, а глаза их в той или иной степени редуцированы, так как в темноте пещер зрение не функционирует, а зато отлично развиты обоняние, вкус и осязание, как компенсация зо утраченное зрение.

Австралийская рыбка-слепец Гедеон (Milyeringa veritas) - маленькая пещерная рыбка, длиной не более 5 см. Она имеет беловатле полупрозрачное тело, совершенно лишенное пигментов в коже. Рыбка-слепец Гедеон совсем лишена глаз. Голова рыбки, практически лишена покрова из чешуи, зато украшена аккуратными рядами чувствительных сосочков. Их предназначение - определение давления воды. Система из чувствительных сосочков - эта отлично развитая сенсорная система, которая позволяет этой рыбе-слепцу ориентироваться в темном водном пространстве пещер, а кроме того, определять местонахождение потенциальных жертв, которых совсем не так уж много в скудных на живность водоемах пещер.

Прошло не так уж много времени, как была описана эта оригинальная слепая рыбка - Гедеон, а ее уже обнаружили на обширной площади в пещерах Австралии: в Северо-Западном Уэльсе и на севере острова Барроу. Эта рыбка-слепец обитает в самых разнообразных местообитаниях: в маленьких бассейнах в скалах, неглубоких открытых пещерах, глубоких отверстиях в скалах, старых колодцах и глубоких внутренних пещерах. Оказалось, что слепая рыбка Гедеон может жить как в пещерах на расстоянии более 4,3 км от открытых освещенных пространств, так и в открытом море недалеко от берега.

О биологии слепого Гедеона известно очень мало. Анализ содержимого желудков этих скромных хищников показывает, что они весьма ловко ловят, или точне подбирают с водной поверхности наземных беспозвоночных, которые случайно попадают в воду пещер. Это и муравьи, и сухопутные равноногие ракообразных (типа мокриц), тараканы и другие насекомые. Кроме пассивной охоты, Гедеоны активно ловят слепых водных креветок из семейства Atrydae, обитающих соместнго в пещерных водах. Однако такой разнообразный состав их рациона, характерен для Гедеонов, обитающих около выходов из пещер, а подобные места составляют всего лишь 1% от общей территории обитания рыбок-слепцов. А основу рациона Гедеонов, живущих в глубоких пещерах, составляют практически целиком слепые креветки.

Рыбки-слепцы Гедеоны вместе со слепыми пещерными угрями (Ophisternon candidum) являются единственными позвоночными пещерными хищниками, обитающими в Австралии. В водах пещер слепые Гедеоны неторопливо плавают то около поверхности, то на глубине, что не очень характерно для активных хищников.

Сейчас эта слепая рыбка неплохо себя чувствует в водах пещер, находящихся на территории Национального парка Cape Range. Однако, водные системы пещер – это открытые системы, и изменение минерального или органического баланса в окружающих водах оказывает влияние и на пещерные водоемы. Поэтому, только мониторинг за грунтовыми водами и их соленостью поможет ученым вникнуть в сложные взаимоотношения пещерной фауны Австралии, одним из важнейших составляющих которой является слепая рыбка Гедеон.

Пещерный Гедеон является охраняемым видом и занесен в специальный список редких и исчезающих животных Австралии.

Часть А.

Выберите один верный ответ.

1. Двухкамерное сердце имеют

1) бесчерепные 2) хрящевые и костные рыбы

3) земноводные 4) птицы и млекопитающие

2. Замкнутую кровеносную систему и двухкамерное сердце имеет водное животное

1) нильский крокодил 2) голубая акула

3) дельфин белобочка 4) болотная черепаха

3. Какой из морфологических признаков отличает большинство видов костных рыб от хрящевых

1) глаза, прикрытые веками 2) наружные слуховые проходы

3) парные жаберные крышки 4) спинные плавники

4. В процессе эволюции позвоночник впервые появился у

1) ланцетника 2) членистоногих 3) земноводных 4) рыб

5. Животных, имеющих костный или костно-хрящевой скелет, жабры с жаберными крышками, объединяют в класс 1) костных рыб 2) земноводных 3) хрящевых рыб 4) ланцетников

6. Какие особенности организации кистепёрых рыб позволяют считать их предками наземных позвоночных?

1) чешуя на теле, наличие плавников,

2) образование лёгких, особое строение плавников,

3) обтекаемая форма тела, хорошо развитые органы чувств,

4) дыхание с помощью жабр, хищничество.

7. К костным рыбам относятся: 1) акулы, 2) скаты, 3) тритоны, 4) осетровые.

8. Слепые пещерные рыбы могут находить пищу по:

1) колебаниям воды, улавливаемым боковой линией,

2) колебаниям воды, улавливаемым средним ухом,

3) сигналом от светочувствительных клеток всего тела,

4) электромагнитным сигналам, воспринимаемым непосредственно корой больших полушарий головного мозга.

9. От жабр у рыб по сосудам течёт:

1) венозная кровь, 2) артериальная кровь, 3) гемолимфа, 4) смешанная кровь.

10. Защитных яйцевых оболочек нет у яиц: 1) черепахи, 2) страуса, 3) сельди, 4) гадюки.

11. Плавательного пузыря нет у: 1) акул, 2) скатов, 3) химер, 4) всех перечисленных.

12. У рыб кровь обогащается кислородом в жабрах, поэтому к клеткам тела поступает кровь:

1) смешанная, 2) насыщенная углекислым газом,

3) венозная, 4) артериальная.

13. Позвоночник рыб делится на следующие отделы:

1) туловищный и хвостовой, 2) шейный, туловищный и хвостовой,

3) шейный, грудной, крестцовый и хвостовой, 4) деление на отделы отсутствует.

14. У окуня имеется:

1) наружное, среднее и внутреннее ухо, 2) среднее и внутреннее ухо,

3) только внутреннее ухо, 4) специальные органы слуха отсутствуют.

15. Проходные рыбы:

1) живут в морях, размножаются в озёрах, 2) живут в морях, размножаются в реках,

3) живут и размножаются в разных реках, 4) живут и размножаются в разных морях.

16. Признаки, отличающие рыб от других позвоночных, -

1) наличие позвоночника из 3-х отделов 2) головной мозг из пяти отделов

3) замкунтый круг кровообращения 4) двухкамерное сердце

17. Один из признаков, позволяющий рыбам затрачивать меньше энергии на преодоление сопротивления воды при движении, –

1) покровительственная окраска 2) черепицеобразное расположение чешуи

3) боковая линия 4) органы обоняния

18.Какие особенности организации кистепёрых рыб позволяют считать их предками наземных позвоночных?

1) чешуя на коже, наличие плавников

2) обтекаемая форма тела, хорошо развитые органы чувств

3) плавательный пузырь выполняет функции лёгкого; особое строение плавников

4) дыхание с помощью жабр; питание другими животными

1) большими полушариями мозга 2) спинным мозгом

3) боковой линией 4) плавательным пузырём

20. Жаберные дуги рыб выполняют функцию

1) газообмена 2) фильтра

3) опоры 4) увеличения площади поверхности

21. Какой цифрой на рисунке обозначена хрящевая рыба? 1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

22. Важным систематическим отличием щуки от черноморской акулы катрана является

1) хищничество

2) костный скелет

3) строение головного мозга

4) размер

23. У рыб кровь становится артериальной в

1) сердце 2) брюшной аорте 3) жаберных артериях 4) капиллярах внутренних органов

24. Какую функцию выполняет орган, обозначенный на рисунке вопросительным знаком?

1) переваривания пищи под действием желудочного сока

2) образования яйцеклеток у самок и сперматозоидов у самцов

3) освобождения организма от ненужных продуктов обмена веществ

4) подъёма к поверхности воды и погружения вглубь

25. У кого из приведённых ниже животных внутреннее оплодотворение?

1) карп 2) дождевой червь 3) акула 4) лягушка прудовая

26. Какую функцию у рыбы выполняет мозжечок?

1) обеспечивает координацию движений 2) регулирует работу кровеносной системы

3) воспринимает информацию от органов слуха 4) контролирует поведение

Какой цифрой на рисунке обозначена хрящевая рыба?

1) 1 2) 2 3) 3 4) 4

27. Какой отдел головного мозга рыбы обозначен на рисунке вопросительным знаком?

1) средний мозг 2) продолговатый мозг 3) мозжечок 4) передний мозг

1) органами зрения и слуха 2) осязательными клетками

3) органами боковой линии 4) всей поверхностью кожи

Часть В.

29. К костным рыбам относятся: 1. Акулы 2. Осетры 3. Стерляди 4. Скаты 5. Ланцетник 6. Сазаны

30. Что общего у грибов и хордовых животных?

1) отсутствие хлорофилла в клетках

2) неограниченный рост

3) поглощение веществ из окружающей среды путём всасывания

4) питание готовыми органическими веществами

5) размножение с помощью спор

6) запасание питательных веществ в виде гликогена

31. Установите соответствие между признаком и типом животных

32. Установите соответствие между представителями животного царства и их особенностями.

33. Установите соответствие между особенностями кровеносной системы и классами животных.

35. Установите соответствие между признаком рыб и классом, для которого этот признак характерен. A) оплодотворение внутреннее

Б) жабры открываются наружу жаберными щелями

B) для ряда видов характерны миграции во время нереста

Г) жабры прикрыты жаберными крышками

Д) как правило, есть плавательный пузырь

1) Хрящевые рыбы

2) Костные рыбы

1)сельдь атлантическая

2) большой пестрый дятел

36. Установите соответствие между признаком и группой животных, для которой он характерен.

37. Расположите животных в последовательности, отражающей усложнение их нервной системы в процессе эволюции: 1) ланцетник 2) жаба 3) гидра 4) акула 5) крокодил 6) орангутанг

Часть С.

Сформулируйте развернутый ответ на вопрос.

Какие органы чувств и как позволяют рыбам ориентироваться в воде?

Какие функции в организме рыб может выполнять плавательный пузырь?

Какие особенности строения рыб способствуют уменьшению затрат энергии на передвижение в воде?

Почему численность промысловых растительноядных рыб может резко сократиться при уничтожении в водоеме хищных рыб?

5. Найдите три ошибки в приведённом тексте и исправьте их.

1. Рыбы - водные хордовые животные.

2. Опорой тела всех рыб является внутренний хрящевой скелет

3. Дыхание у рыб жаберное.

4. В кровеносной системе два круга кровообращения, а в сердце только венозная кровь.

5. Центральная нервная система рыб имеет вид трубки, передняя часть которой превращена в передний мозг, состоящий из 5 отделов.

6. Большинство рыб гермафродиты.

Ученые выяснили, что слепые пещерные рыбы, которые провели миллионы лет под землей, изолированные от признаков дня и ночи, все же имеют работающие биологические часы , хоть и необычно искаженные. Исследователи уверены, что открытие может дать ключ к разгадке того, как вообще работают у животных такие внутренние часы.

Внутренние часы, известные как циркадный ритм , помогают животным, растениям и другим формам жизни адаптировать ежедневную деятельность к циклу дня и ночи. Эти часы не всегда точно следуют 24-часовому расписанию, а потому для синхронизации с миром природы они ежедневно "сбрасываются" при помощи сигналов, таких как дневной свет.

Однако циркадный ритм поднимает вопрос, могут ли создания, живущие в постоянной темноте, все же придерживаться временного расписания, а если могут, то как они это делают. Например, около 50 видов рыб по всему миру проводят жизнь без дневного света в пещерах, в процессе эволюции многие из них утратили глаза.

"Пещерные рыбы дают нам возможность понять, насколько серьезно дневной свет влияет на эволюцию", - объясняет исследователь Кристиано Бертолуччи, хронобиолог из Университета Феррары, Италия.

Бертолуччи и его коллеги исследовали сомалийских пещерных рыб (Phreatichthys andruzzii), проживших в изоляции под пустыней от 1,4 до 2,6 миллионов лет. Они сравнили характер плавания и активность часовых генов, наблюдаемых у относительно нормальных рыб - полосатых данио, с теми, что проявляют пещерные рыбы.

У полосатых данио был выявлен очень ритмичный циркадный ритм, синхронизирующийся с циклами темноты и света. Что неудивительно, поведение слепой пещерной рыбы не синхронизировалось таким же образом с дневным светом. Однако когда использовался другой ритмичный сигнал - регулярные промежутки времени, когда рыбам давалась пища - циркадный ритм полосатых данио и пещерных рыб совпал. Так было выявлено, что часы пещерных рыб могут работать, если подается подходящий сигнал, такой как пища.

Более близкое изучение часовых генов подземной рыбы выявило мутации в двух основных светочувствительных химических соединениях, известных как опсины, блокирующих способность отвечать на свет и, таким образом, запускать циркадный ритм. Что странно, когда пещерным рыбам давали химическое вещество, активирующее часовые гены у нормальных рыб, циркадный ритм слепых рыб проходил в необычайно долгом цикле длиной 47 часов.

Тот факт, что часы пещерных рыб не соблюдают 24-часовой цикл, предположительно указывает, что эти животные находятся в процессе утраты своих внутренних часов, заявляет исследователь Николас Фолкес, хронобиолог из Технологического института Карлсруэ, Германия.

Оказывается, что эти сложные механизмы трудно изменить, однако они часто оказываются неизменными для многих разных видов, а потому, по словам Фолкеса, может потребоваться много времени для их утраты. Как часть этого постоянного процесса, вероятно, именно потому эти часы работают в неправильном 47-часовом цикле вместо 24-часового. Может быть, через миллион лет у этой рыбы вообще не будет внутренних часов. Остается неизвестным, служат ли вообще эти часы какой-либо цели.

Многое остается непонятным, когда заходит речь о том, как свет регулирует циркадный ритм. Анализирование работы этих часовых генов у слепых пещерных рыб дало первые ключи к разгадке тайны, как эти светочувствительные молекулы действуют у других рыб.

"Это исследование дало толчок к более полному пониманию, как часы отвечают окружающей среде", - объясняет Фолкес.

Слепая рыба или астианакс мексиканский (лат. Astyanax mexicanus) имеет две формы, обычную и незрячую, обитающую в пещерах. И, если обычную редко увидишь в аквариумах, но слепая достаточно популярна.

Между этими рыбками стоит время в 10 000 лет, которое отобрало у рыбы глаза и большинство пигмента.

Обитая в пещерах, где нет доступа света, эта рыба развила потрясающую чувствительность боковой линии, позволяющей ей ориентироваться по малейшему движению воды.

У мальков есть глаза, но по мере роста они зарастают кожей и рыба начинает ориентироваться по боковой линии и вкусовым рецепторам, расположенным на голове.

Безглазая форма обитает только в Мексике, но на самом деле этот вид довольно широко распространен по всей территории Америки, от Техаса и Нью Мехико до Гватемалы.

Обычная мексиканская тетра живет у поверхности воды и встречается практически в любых водоемах, от ручьев до озер и прудов.

Слепая рыба обитает исключительно в подземных пещерах и гротах.

Описание

Максимальный размер этой рыбы 12 см, форма тела типичная для всех харациновых, только окраска бледная и неприглядная.

Пещерная рыба же отличается полным отсутствием глаз и окраски, это альбиносы, у которых нет пигментации, тело розовато-белое.

Обычная и слепая формы

Будучи слепой, эта тетра не требует никаких особых элементов декора или укрытий и с успехом содержится в большинстве типов пресноводных аквариумов.

Растения они не повреждают, но, естественно, что в природной среде обитания этих рыб, растений просто не существует.

Максимально естественно они будут выглядеть в аквариуме без растений, с большими камнями по краям и маленькими по центру и темным грунтом. Освещение приглушенное, возможно, красными или голубыми лампами.

Рыбы пользуются своей боковой линией для ориентации в пространстве, и то что они будут натыкаться на предметы, бояться не стоит.

Впрочем, это не повод загораживать аквариум декором, оставьте достаточно свободного места для плавания.

Желателен аквариум объемом от 200 литров, с температурой воды 20 – 25 °C, pH: 6.5 – 8.0, жесткостью 90 – 447 ppm.

Кормление

Живые и замороженные корма — трубочник, мотыль, артемия, дафния.

Совместимость

Неприхотливая и мирная, слепая аквариумная рыбка подойдет для начинающих, так как прекрасно уживается в общих аквариумах.

Они иногда щипают плавники соседям во время кормления, но это больше связано с попыткой ориентации, чем с агрессией.

Их нельзя назвать роскошными и яркими, но внушительнее и интереснее слепые рыбы выглядят в стае, так что рекомендуется содержать не менее 4-5 особей.

Половые различия

Самка более полная, с крупным, округлым брюшком. У самцов анальный плавник слегка закруглен, тогда как у самок он прямой.