Создание толчка
Плавники крыловидной формы, двигаясь, толкают тело рыбы вперед, поднятие плавника приводит в движение поток воды или воздуха, который толкает плавник в обратном направлении. Обитатели воды перемещаются в основном благодаря движению плавников вверх и вниз. Часто для создания импульса используется хвостовой плавник, но некоторые водные животные используются с этой целью грудные плавники.
Подобно лодке, рыба управляет шестью степенями свободы — три поступательные (погружение, всплытие, продвижение), тремя вращательными (покачивание в горизонтальной и вертикальной плоскостях, вращение вдоль продольной оси)
Двигающиеся плавники способны создавать «тягу»
Кавитация возникает, когда отрицательное давление вызывает появление пузырьков (пустот) в жидкости, которые затем стремительно и резко схлопываются. Этот процесс может привести к значительным повреждениям и травмам. Кавитационные повреждения хвостовых плавников нередки среди таких мощных морских животных, как дельфин или тунец. Кавитация чаще возникает вблизи поверхности океана, где давление воды относительно низкое. Даже обладая достаточно силой для развития более высокой скорости, дельфин вынужден замедлить движение, поскольку схлопывание кавитационных пузырьков весьма болезненно для его хвоста. Кавитация также заставляет тунца двигаться медленнее, но по другой причине. В отличие от дельфинов, эти рыбы не ощущают схлопывание, потому что их плавники состоят из костной ткани без нервных окончаний. Тем не менее, они не могут плавать быстрее, поскольку кавитационные пузырьки создают паровой слой вокруг их плавников, что ограничивает их скорость. У тунца также обнаружили кавитационные повреждения.
Скумбриевые (тунец, макрель и скумбрия) известны как отличные пловцы. Вдоль края задней части их тех расположена линия маленьких не убирающихся плавников, лишенных лучей, которые называются плавнички. Высказано уже множество предположений по поводу функции этих плавничков. Исследования, проведенные в 2000 и 2001 годах Nauen и Lauder показали, что «во время спокойного плавания плавнички оказывают гидродинамическое воздействие на поток воды» и «большинство задних плавничков необходимо, чтобы направлять поток в создаваемый хвостом макрели водяной вихрь, тем самым величивая мощность толчков».
Рыба одновременно использует несколько плавников, поэтому не исключено, что плавничок может взаимодействовать гидродинамически с другими плавниками. В частности, плавники, расположенные непосредственно перед хвостовым плавником, могут напрямую влиять на динамику потока, создаваемого хвостовым плавником. В 2011 году исследователи, используя методы объемной визуализации, смогли получить «первую мгновенную трехмерную модель структуры спутной струи, создаваемой свободно плавающими рыбами». Они обнаружили, что «непрерывные удары хвостом приводят к формированию цепи вихревых колец», при этом «спутные струи спинного и анального плавников быстро соединяются со спутной струей хвостового плавника, и этот процесс происходит в течение следующего удара хвоста».
Карп кои
Представитель декоративной породы карпов. Семейство карповых имеет много подвидов. Выведен из Амурского рода японскими селекционерами. Отличается хорошими вкусовыми качествами, и неприхотливости в содержании. Благодаря окрасу карп является украшением в прудах частных домовладений и парков Японии.
Цветовая гамма карпов кои разнообразная, встречаются такие цвета: оранжевый, красный, голубой, черный, белый, также может присутствовать блеск чешуи благодаря особому гену.
Карп кои, как сородич карпообразных может достигать больших размеров — более 100 см в длину. Возраст кои может достигать 50 лет. В аквариуме карп кои разводить не рекомендуется. В тесных условиях аквариума рыба не проявит весь потенциал красоты и размеров.
Кои относительно прост в содержании и разведении. Рыба неприхотлива, всеядна. Питается пищей животного и растительного происхождения. Пища должна быть разнообразна, и насыщена витаминами. Чем качественнее питается карп, тем ярче может быть окрас тела.
Кои любят тепло. Нерестится рыба в начале лета. Половой зрелости достигает в 2 — 5 лет.
Роботизированные плавники
Водяные животные эффективно используют свои плавники для движения. Подсчитано, что пропульсивный КПД некоторых рыб может превышать 90%. Рыбы могут увеличивать скорость и маневрировать гораздо эффективнее катеров или подводных лодок и создают меньше шума и возмущения на воде. Это привело к биомиметическим испытаниям подводных роботов, которые подражают движению морских животных. Примером может служить робот-тунец, построенный Институтом Робототехники для анализа и создания математической модели движения рыб, форма тела которых сходна с формой тела тунца. В 2005 году в Лондонском аквариуме «Морская жизнь» представили трех рыб-роботов, созданных факультетов компьютерных наук в университете Эссекса. Для сходства с настоящими рыбами роботов запрограммировали на свободное плавание в пределах аквариума и уклонение от препятствий. Их создатель утверждал, что в работе пытался объединить «скорость тунца, ускорение щуки и навигационные навыки угря».
AquaPenguin, созданный компанией Festo из Германии, повторяет обтекаемую форму и движения передних ласт пингвинов.Festo также разработала AquaRay, AquaJelly и AiraCuda, которые копируют движение ската, медузы и барракуды соответственно.
В 2004 году Hugh Herr из MIT спроектировал электронно-биомеханическую рыбу-робота с «живым» двигателем, пересадив хирургическим путем мышцы из лягушачьих лапок роботу и заставив робота плавать, сокращая мышечные ткани с помощью ударов электрического тока.
Роботизированная рыба позволяет создателям получать некоторые преимущества в исследованиях, например, возможность изучать части тела рыба по отдельности
Тем не менее, всегда есть риск излишне упростить биологию и обойти вниманием ключевые аспекты строения животных. Роботизированная рыба также позволяют исследователям изменять только один параметр, например, гибкость или конкретный способ управления движением. Исследователи могут напрямую измерить некоторые силы, что почти невозможно при изучении живой рыбы
«С помощью роботизированных устройств также можно упростить проведение трехмерных кинематических исследований и получать взаимосвязанные гидродинамические данные, например, точно узнать плоскость, в которой происходит движение. Кроме того, можно отдельно запрограммировать органы естественного движения (например, прямое и обратное маховое движение плавников), что, безусловно, почти невозможно при работе с живым существом»
Исследователи могут напрямую измерить некоторые силы, что почти невозможно при изучении живой рыбы. «С помощью роботизированных устройств также можно упростить проведение трехмерных кинематических исследований и получать взаимосвязанные гидродинамические данные, например, точно узнать плоскость, в которой происходит движение. Кроме того, можно отдельно запрограммировать органы естественного движения (например, прямое и обратное маховое движение плавников), что, безусловно, почти невозможно при работе с живым существом».
6.3.4. Акантоды и лопастепёрые рыбы window.top.document.title = «6.3.4. Акантоды и лопастепёрые рыбы»;
По-видимому, первыми костными рыбами были акантоды (Acanthodei), произошедшие в конце силура от панцирных рыб. В настоящее время акантод часто выделяют в отдельный класс. Как правило, это были мелкие веретеновидные рыбы с ганоидной чешуёй. На голове акантод находились мелкие пластинки, перед плавниками – шипы. Акантоды обитали в основном в пресных водах; одни питались планктоном, другие были хищниками.
Акантоды вымерли в начале перми. Но до этого, ещё в девоне, от них произошли двоякодышащие рыбы – первые настоящие костные рыбы. Класс костных рыб делится на два подкласса (иногда выделяемых в отдельные классы): лопастепёрые (Sarcopterygii) и лучепёрые (Actinopterygii). К последним относятся палеониски, хрящевые и костные ганоиды, а также костистые рыбы – всех их мы рассмотрим в следующих параграфах. Лопастепёрые рыбы подразделяются на кистепёрых и двоякодышащих. Рассмотрим эти надотряды отдельно.
Двоякодышащие рыбы известны прежде всего тем, что помимо жаберного дыхания у них развито и лёгочное, вместо плавательного пузыря имеется своеобразное «лёгкое», соединённое с пищеводом. Некоторые двоякодышащие, поднимаясь на поверхность, могут заглатывать атмосферный воздух. Удлинённое тело может достигать в длину 2 м. Эти рыбы могут пережидать длительную засуху, зарывшись в ил.
 |
| Рисунок 6.3.4.1.Двоякодышащие. Слева направо: рогозуб (баррамунда), лепидосирен, большой протоптер (мамба) |
Непарные плавники имеют характерное для подкласса перистое строение. Верхняя челюсть сращена с черепом, хорда сохраняется всю жизнь. В сердце имеется артериальный конус, между левым и правым предсердиями имеется частичная перегородка. К лёгкому подходит лёгочная дуга кровообращения. Кишечник со спиральным клапаном открывается в клоаку.
Двоякодышащие – пресноводные рыбы, обитающие в стоячих или пересыхающих водоёмах. К настоящему времени сохранилось только 3 семейства этих животных отряда рогозубообразных (6 видов): рогозуб в Австралии, лепидосирен в бассейне Амазонки и протоптеры в Центральной Африке. Все двоякодышащие имеют некоторое промысловое значение.
 |
| Рисунок 6.3.4.2.Латимерия – единственный современный представитель кистепёрых рыб |
Другой надотряд лопастепёрых – кистепёрые рыбы, произошедшие в девоне от древних двоякодышащих. Они ползают по дну, опираясь на мускулистые парные плавники, укреплённые кистеобразно разветвляющимися скелетными фрагментами подобно конечностям наземных позвоночных. Спинных плавников два. Череп разделён на две части, подвижные друг относительно друга. Хорда сохраняется всю жизнь.
Все кистепёрые рыбы – хищники. Вымершие в начале перми рипидистиобразные имели внутренние ноздри, что позволило им выбраться на сушу и стать родоначальниками земноводных. Древние целакантообразные до недавнего времени также считались вымершими, поэтому открытие в 1938 году у Коморских островов живого целаканта – латимерии – стало настоящей сенсацией, которую можно сравнить разве что с поимкой живого динозавра. Латимерии – крупные рыбы длиной более 1,5 м и массой до 100 кг. Эти животные никогда не выходили на сушу и потому снова утратили внутренние ноздри и лёгкие.
Слайды и текст этой презентации
Класс Osteichthyes — Костные рыбы
Подкласс Sarcopterygii —Лопастеперые рыбы
Выполнила – Новгородцева А.С.Группа – МЕНМ-170606
тип Chordata — Хордовые подтип Vertebrata (Craniota) — Позвоночные (Черепные)раздел Gnathostomata — Челюстноротыегруппа Anamnia — Первичноводныенадкласс Pisces — Рыбыкласс Osteichthyes — Костные рыбыподкласс Sarcopterygii — Лопастеперые рыбыотряд Coelacanthiformes — Целакантообразныеотряд Dipnoi — Двоякодышащие
класс Osteichthyes — Костные рыбы
подкласс Sarcopterygii — Лопастеперые рыбы
Неокостеневающая упругая хорда -основа осевого скелетател позвонков неточень подвижные и массивные или длинные опорные лопасти парных плавников снабжены особым внутренним скелетом из удлиненных костейопорный тазовый пояс брюшных плавников расположен вблизи клоакального выводного отверстиячешуя космоидного типаспиральный клапан в кишечнике, артериальный конус в сердце
oтряд Coelacanthiformes — Целакантообразные
Хвостовой плавник дифицеркальный из трех лопастейноздри внутренние, хоан нетлучей жаберной перепонки нетпередний спинной плавник расположен впереди от середины телакосмоидная чешуялегкое редуцировано
сем Latimeriidae — Латимериевые
Конечность сочленяется с поясом при помощи одного членика центральной оси, чем напоминает конечность наземных позвоночных животныхвсе плавники, за исключением первого спинного, имеют вид мясистых лопастей и покрыты чешуей. осевой скелет представлен хордой. череп сочленяется с позвоночником неподвижно
живородящий видокрашена в серо-синий цветдлинна 180 см, масса 95 кгморские, полуглубоководные хищникиактивны ночью
Latimeria chalumnae
Западная часть Индийского океана в р-не Коморских островов Latimeria chalumnaeСеверная часть островов Индонезии Latimeria menadoensis
отряд Dipnoi- Двоякодышащие
Дышат жабрами растворенным в воде кислородом и атмосферным воздухомвнутренние ноздриплавательный пузырь имеет ячеистое строениев сердце — перегородки, есть легочный круг и задняя полая вена.чешуя циклоиднаяв скелете сохраняется много хрящаредуцированы межчелюстные, челюстные и зубные костив сердце сохраняется артериальный конус, в кишечнике – спиральный клапанесть клоакахвостовой плавник дифицеркальный
Центральная часть Южной Америки, Центральная Африка и Австралияпресноводные, обитающие в мелких заросших и пересыхающих водоемахактивны лишь в период дождей, а при пересыхании водоемов переходят на легочное дыханиеразмножаются откладыванием икрыпитаются беспозвоночными и рыбоймясо используется в пищу
сем Lepidosirenide – Чешуйчатниковые или Двулегочные
Угреобразное телоконечности в виде жгутов парные воздушные мешкиLepidosiren Paradoxa обитает в центральной части Южной Америки, а четыре других вида – в Центральной Африкемогут выносить полное пересыхание водоемов и впадать в спячку до 9 мес
Lepidosiren paradoxa
длина более 2 м
Protopterus aethiopicus
сем Ceratodidae – Рогозубовые, или Однолегочные
пресноводный видобитает в водоемах Австралиидлина тела 175 см, масса – 10 кгодно легкое и парные конечности в виде лопастейпитается различными беспозвоночнымиупотребляют в пищу
рогозуб, или неоцератод – Neoceratodus forsteri
СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ!
