с помощью боковой линии рыба воспринимает

Боковая линия у рыб

Представители ихтиофауны достаточно примитивны по сравнению с теми же млекопитающими – их природа повела несколько по иному пути. Именно поэтому любому рыболову важно научиться понимать рыб, научиться видеть мир их глазами. Но глазами ладно, можно осознать механику процесса, а вот что делать с органами чувств, которых у человека нет? Например, сенсоры боковой линии играют грандиозную роль в жизни рыб, а у людей они попросту отсутствуют.

Сегодня вы узнаете, что представляет собой пресловутое «шестое чувство» в приложении к представителям ихтиофауны. Наверняка эта информация поможет вам в выборе оптимальной тактики ловли, осознании механизма действия той или иной приманки, обучении правильному поведению на водоеме. Поверьте, рыбы воспринимают окружающий мир не так, как мы с вами, посему если вы заинтересованы в повышении улова, стоит научиться их понимать.

Что такое боковая линия?

Если вы хоть раз держали в руках карпа и карася, наверняка заметили, что по бокам тела рыб проходят слегка отличающиеся по цвету линии. Еще более они становятся заметными, если очистить рыбу от чешуи. Это и есть пресловутая боковая линия, имеющая отнюдь не декоративное предназначение.

Роль боковой линии в жизни рыб сложно переоценить. Она позволяет им ориентироваться в пространстве, удерживаться в стае, вовремя реагировать на опасность, находить пищу и партнеров в брачный период. Словом, там, где мы преимущественно полагаемся на зрение и слух, представители ихтиофауны ориентируются за счет сейсмосенсоров, которыми усеян этот уникальный орган. Нет, рыбы, в большинстве своем не глухи и не слепы, но эти сенсорные системы развиты у них значительно хуже, чем у большинства представителей сухопутной фауны.

Строение

Боковая линия большинства представителей пресноводной ихтиофауны представляет собой каналы, проходящие по бокам тела (по одному с каждой стороны) от жабр до хвоста. Эти каналы заполнены особой слизью, способствующей лучшей передаче низкочастотных акустических колебаний. Вдоль канала проходит нерв, сообщающийся с ним при помощи нейромастов, снабженных чувствительными волосками.

При возникновении колебаний во внешней среде сигналы передаются через мельчайшие поры, которыми испещрена боковая линия, на волоски нейромастов (невромастов). Нерв получает сигналы от нейромастов и, в свою очередь, передает сигнал мозгу. Там он преобразуется и трансформируется в обратную реакцию, определяющую поведение в конкретной ситуации. То есть, боковая линия позволяет уловить колебания, а уже мозг дает команду телу – игнорировать, атаковать, спасаться и так далее.

Однако боковая линия – это лишь часть сейсмосенсорной системы рыб. Нейромасты имеются и на голове, а также на всей поверхности тела рыбы. У каждого вида их расположение и количество индивидуально. Например, пещерные и глубоководные рыбы, в большинстве своем, либо слепы, либо близки к этому, зато буквально вся кожа их усеяна нейромастами, как расположенными в чувствительной линии, так и свободными.

У многих известных нам хищников боковая линия внешне развита слабо, однако сеймосенсорика от этого не страдает. Например, щука и налим имеют на голове генипоры – визуально различимые отверстия, в которых концентрируются неимоверное количество нейромастов.

Предназначение

Вода – очень плотная среда (в 800 раз плотнее воздуха). Акустические колебания распространяются в ней быстрее, чем в воздушной среде, в 4,5 раза. Однако она зачастую бывает мутной, а на значительные глубины свет и вовсе не проникает. Это значит, что полагаться только на зрение рыбе нельзя, посему природа наградила ее боковой линией и способностью улавливать инфразвуки.

Рыба слышит инфразвуки, не распознающиеся человеческим ухом. Обыкновенный карп способен уловить колебания частотой в 5Гц, причем преимущественно за счет боковой линии, в то время как мы можем слышать звуки с частотой от 20Гц. Это происходит за счет снижения чувствительности в более высоком диапазоне, но она рыбе особенно и не нужна.

Важно, что рыбы научились ощущать всевозможные завихрения, изменения характера и силы течения и прочие важные для себя моменты. Любая помеха изменяет характер движения водных масс и регистрируется сенсорами боковой линии. Быстро двигающийся в воде объект буквально «кричит» в инфразвуковом диапазоне, что считывается другими обитателями водоема.

По сути, представители ихтиофауны обладают высокоразвитым дистанционным осязанием: для того, чтобы почувствовать объект, достаточно, чтобы его «обрамляла» вода. Неподвижные объекты регистрируются хуже, поэтому рыбы иногда специально обмахивают их плавниками. Это дает возможность определить величину и форму предмета даже в очень мутной воде или полной тьме.

Обращали внимание, что рыбы обычно держатся головой навстречу течению? Таким образом они задействуют максимальное число нейрорецепторов и получают наиболее полную картину мира.

Боковая линия в жизни различных рыб

Подавляющее большинство знакомых нам представителей ихтиофауны смогли бы худо-бедно существовать, лишившись зрения, но лишившись боковой линии неминуемо бы погибли.

Этот уникальный орган, ведающий сейсмосенсорикой, играет огромную роль в:

Что нужно учесть рыболову?

Вы уже поняли, что рыбы воспринимают окружающий мир кардинально иначе? Это нужно учитывать и на рыбалке. В частности нужно усвоить, что любые инфразвуковые колебания улавливаются боковыми линиями рыб, но классифицируются ими по-разному. Например, непривычные завихрения воды гарантированно распугают рыбок-жертв, но при правильном подходе привлекут хищника.

Бывалые спиннингисты-щукари утверждают, например, что внешний вид блесны особого значения не имеет: главное, чтобы была подходящего размера и блестела. А вот как она движется – это вопрос иной. Если хищник сочтет, что именно такие завихрения должна создавать лакомая пища, он атакует незамедлительно.

Именно этим объясняется успех тяжелых «вертушек» с сильно отклоняющимися лепестками, создающими в воде непередаваемо прекрасный для щуки гул. Соблазнительные вибрации создает и рыскающий в воде воблер или балансир. Резкий выход из стадии покоя так же хорошо провоцирует хищника на атаку. Силиконка на джиге в большинстве случаев подвергается атаке сразу на подъеме, следующем за стадией покоя на дне после заброса или предыдущей ступени.

Звук в воде разносится в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе. Но рыбаки не опасаются негромко разговаривать на берегу, в лодке, на льду, так как большая часть сигнала сквозь границу воздух-вода не проникает. Но вот плюхать по воде веслами, стучать по дну металлической лодки, громко топать на льду или у среза воды точно не стоит – рыбы могут счесть сии непривычные колебания пугающими.

Интересные факты

Если знать об уникальной сейсмочувствительности рыб, можно избежать множества ошибок и понять, как себя вести на рыбалке в том или ином случае. Богатых уловов вам, коллеги!

Источник

О боковой линии рыб и инфразвуковой локации

Новицкий Р. | 13 февраля 2002 г.

После прошедшей бури и обильных дождей вода в заливе помутнела. Хищники, еще неделю назад пировавшие на отмелях водохранилища, неподвижно и терпеливо дожидались своего часа в засадах, поджидая потенциальных жертв. Вот осторожно, «в разведку» двинулись из камышовых зарослей стайки плотвичек.

Далеко в стороне протарахтела моторка, всплеснул на поверхности потревоженный сом, с шумом и плеском вломились в камыши непоседливые лысухи с выводком. Звуковые колебания водной толщи, ослабленные расстоянием, достигли тела хищницы, преобразовались в слабые нервные импульсы, но. это была не добыча!

В настоящее время достаточно хорошо изучено зрение рыб. Известный американский ученый Роберт Вуд впервые показал, как рыбы могут видеть из воды. Острота зрения у морских и пресноводных рыб зависит от прозрачности воды, ее вязкости. В прозрачной воде (например, в наших водохранилищах зимой) рыбы практически могут видеть на расстоянии 15 м, однако четко различают предметы, их форму, цвет в пределах 1-1,5 м.

Известно, что акустическое давление в воде в 2 раза больше, чем акустическое давление в воздухе. Вода практически не сжимаема, плотность ее в 800 раз превосходит плотность воздуха. Все это создает благоприятные условия для распространения в водной среде колебаний, вихрей, струй, вызываемых движением различных тел. Органы боковой линии рыб предназначаются для улавливания как механических смещений частиц воды, так и звуков (преимущественно низких частот). Любое существо, передвигающееся вблизи рыбы, вызывает хотя бы небольшое движение воды и тем самым обнаруживает себя. Чувствительность боковой линии рыб удивительна: в опытах рыбы улавливают движение стеклянного волоска толщиной 0,25 мм на расстоянии от 20 до 50 см.

Что представляют собой органы боковой линии, и как они функционируют? По обоим бокам тела рыбы визуально обнаруживаются пунктирные линии, идущие от головной части к хвосту рыбы. Присмотревшись внимательнее, можно обнаружить, что каждый пунктир представляет собой канал или борозду, заполненную слизью. Чувствительные клетки боковой линии собраны в почкообразные группы и спрятаны в каналы, которые омываются водой.

Тела чувствительных клеток содержат волосок, который при воздействии воды на слизь в канале сгибается и посылает сигнал в слуховой центр рыбы. Такие волосковые клетки называются невромастами. Невромасты органов боковой линии густо покрывают голову и боковую поверхность у медленно плавающих придонных рыб. У малька леща, например, имеется почти 2000 таких клеток. Они позволяют мальку воспринимать детальную картину струйных течений, узнавать о направлении пробега волн на поверхности воды, ориентироваться (без помощи зрения) в рельефе дна, движениях добычи или соседей по стае, даже знакомиться с формой предметов, обмахивая их с расстояния 3-4 см плавниками.

Кроме того, приобретают все большую популярность так называемые акустические шумящие блесны. Автор неоднократно использовал при ловле окуня и щуки тяжелые вращающиеся блесны с большим углом отклонения лепестка (блесны типа «Флаттер»). При проводке приманка идет в толще воды очень «туго», с ощутимым гулом, а ее рабочие качества и уловистость сравнимы в одних и тех же условиях с колеблющимися блеснами типа «Ложка» и «Шторлек».

Если рыба сплавляется по течению, т.е., когда частицы воды перемещаются вместе с рыбой, то боковая линия не работает, рыба ориентируется только зрительно. Если она преодолевает течение и находится в турбулентном потоке, боковая линия постоянно воспринимает токи воды, обеспечивая ориентацию рыбы без помощи зрения.

Выше отмечалось, что органы боковойлинии рыб хорошо воспринимают звуки низкой частоты. От чего они возникают? Шаги рыболова на берегу, падение тела или рюкзака (лодки) на мягкий песок или грунт вызывают излучение низкочастотных колебаний. Учитывая, что в воде звук распространяется в 4,5 раза быстрее, чем в воздухе, (за 1 секунду он преодолевает более 1,5 км!) можно понять, почему на рыбалке необходимо соблюдать тишину.

Источник

Шестое чувство

ЧТО УМЕЕТ И ЗАЧЕМ НУЖНА БОКОВАЯ ЛИНИЯ

Органы боковой линии рыб – очень популярная тема, и как это часто быва­ет, излишняя популярность привела к тому, что о возможностях этого «органа шестого чувства» можно прочитать, другой раз, совершенно фантастические вещи. Поэтому хочется остановиться на этой теме подробнее.

Прежде всего, нужно начать с того, что, что сам термин «боковая линия» совершен­но невразумителен и только вносит допол­нительную путаницу. Во-первых, непонят­но, линия чего, а, во-вторых, почему она боковая.

Название это пришло из английско­го языка (lateral line), из тех времен, когда еще не был изобретен микроскоп, и науч­ные описания животных состояли из про­стого перечисления их внешних призна­ков, видных невооруженным глазом. И действительно, у многих рыб на боках тела можно увидеть с каждой стороны тонкую, как будто пунктирую линию, которая идет от головы к хвосту. Ее-то и называли «боко­вой линией».

Если же воспользоваться микроско­пом, то можно увидеть (схема внизу), что эта линия представляет собой цепочку спе­циальных чувствующих органов, которые помещаются в тонком канале, идущим под кожей и пронизывающим чешуйки. От это­го канала отходят наружу короткие ответ­вления, которые открываются маленьким отверстием – порой. Внутри каналов, кото­рые заполнены специальной вязкой жидко­стью, располагаются чувствующие органы боковой линии – нейромасты.

Но каналы на туловище – далеко не вся «боковая линия». Дело в том, что каналы имеются и на голове рыбы и именно здесь они особенно хорошо развиты. На голове каналы боковой линии сложно разветвля­ются, они, как правило расширены, прохо­дят внутри костей и сообщаются с внешней средой многочисленными отверстиями.

Но и это – еще не вся «боковая линия». Помимо нейромастов, лежащих внутри ка­налов, у рыб имеются и так называемые свободные нейромасты, которые располо­жены прямо на поверхности кожи, в основ­ном, опять же на голове.

Что же умеют делать нейромасты и по­чему у рыб их имеется два типа – канало­вые и свободные?

О роли органов боковой линии в вос­приятии низкочастотных звуков и в опреде­лении направления к источнику этих звуков в «РР» уже рассказывалось. Но этим значе­ние боковой линии не исчерпывается.

Но это происходит только с открыты­ми – свободными – нейромастами. Те же нейромасты, которые спрятаны в каналах, защищены от прямого воздействия воды вязкой слизью, которая заполняет канал. Каналовые нейромасты не «чувствуют» на­правленных потоков воды возле тела ры­бы. У них назначение другое. Они «настро­ены» на восприятие очень незначитель­ных по масштабу ускорений частиц воды, окружающей рыбу. Эти смещения вызы­вают соответствующее смещение жидко­сти, заполняющей каналы, и уже оно и вос­принимается каналовыми нейромастами. Уникальность этой системы заключается в том, что каналовые нейромасты способ­ны различать мельчайшие возмущения во­ды на фоне ее постоянного движения во­круг рыбы. Это похоже на то, как люди в метро различают голоса пассажиров за гу­лом проходящего поезда.

Таким образом органы боковой линии рыбы представлены двумя типами «прием­ников». Один из них (свободные нейрома­сты) контролирует потоки воды, обтекаю­щие тело рыбы, а другой (каналовые ней­ромасты) – различные «возмущения» в этих потоках вроде мелких завихрений и колебательных движений частиц воды.

Благодаря работе свободных нейрома­стов рыба контролирует свою скорость и направление движения относительно окру­жающей ее воды. Именно благодаря им она безошибочно ориентируются в струях течения. Например, как известно, рыба ча­ще всего стоит головой против течения. А как она определяет направление течения? Именно при помощи свободных нейрома­стов (помогают им, правда, еще зрение и осязание).

Но более интересна для нас работа ка­наловых нейромастов. Дело в том, что с их помощью рыбы воспринимают присут­ствие поблизости движущихся и неподвиж­ных предметов. Это может быть потенци­альная пища, или, наоборот хищник, или какой-то неживой предмет – какое-либо препятствие, или, к примеру, рыболовная леска.

С движущимися предметами все бо­лее или менее понятно – движение вызыва­ет возмущение водной среды, а его и ощу­щают нейромасты. А как же это происходит в случае с неподвижным предметом? Дело тут в том, что с помощью боковой линии рыба воспринимает не сами предметы, а движение воды вокруг них. Поэтому пред­мет может быть и неподвижным – главное, чтобы вода его обтекала. Наталкиваясь на препятствия вода меняет направление сво­его движения, образует вихри, зоны уско­рений и замедлений течения. Все это «от­слеживается» боковой линией, и рыба, да­же находясь в темноте или в совершенно мутной воде, постоянно «в курсе» того, что ее окружает.

Мало того, помогает ей и собствен­ное движение. Плывущая рыба сама вы­зывает возмущения водной среды. В част­ности, она в буквальном смысле «гонит волну» впереди себя. Наталкиваясь на пре­пятствия эта волна меняет свои очерта­ния, а нейромасты на это реагируют, посы­лая в мозг соответствующие сигналы. Этот механизм очень похож на механизм элек­тролокации, о котором шла речь в одном из предыдущих номеров РР. Причем нужно учесть, что боковая линия – это очень тон­ко настроенный механизм. Многими экс­периментами доказано, что она позволяет рыбам определять не только размеры пред­метов, но и их форму, а также скорость и направление движения.

Таким образом, органы боковой линии дают рыбе детальную информацию обо всем, что происходит вокруг. Вопрос в том, с какого расстояния боковая линия способ­на принимать информацию. Оказывает­ся, что в этом отношении ее возможности не слишком впечатляющи. Боковая линия – это орган ближнего радиуса действия. В большинстве случаев речь может идти о расстояниях не больше 1-1,5 метров, но ча­ще дистанция восприятия сигналов боко­вой линией исчисляется десятками санти­метров, а то и сантиметрами. Это зависит от очень многих параметров – от размеров и формы источника сигналов, от характера его собственного движения, от состояния самой водной среды.

Но и на небольших дистанциях ин­формация органов боковой линии для рыб очень важна. Ведь в большинстве случаев видимость под водой невелика, и боковая линия позволяет рыбе в значительной сте­пени компенсировать дефицит зрительной информации.

Выглядит это правдоподобно. Но с учетом того, что известно относительно боковой линии, придется признать такую точку зрения наивной. Давно известны опыты, в которых гольяны по­долгу плавали в полной темноте в аквариуме, в котором на близком расстоянии друг от друга были натянуты тонкие (около 0,1 мм) верти­кальные нити. Несмотря на полное отсутствие видимости, гольяны безошибочно обходили эти препятствия, отлично чувствуя их присутствие при помощи боковой линии.

Поэтому не стоит думать, что, сделав леску совершенно невидимой, мы введем рыбу в за­блуждение. Конечно же, подойдя к насадке на достаточно близкое расстояние, рыба наверняка «замечает» присутствие этой невидимой лески точно так же, как подопытные гольяны замеча­ли натянутые нити. Поэтому вряд ли непосред­ственный контакт с леской будет для рыбы чем- то совершенно неожиданным.

Источник

Описан механизм работы боковой линии рыб

Команда австралийских исследователей из Квислендского университета впервые описали нейронную сеть, которая обрабатывает информацию от боковой линии у рыб. Об этом пишет издание The Journal of Neuroscience.

Значение боковой линии было уже известно ученым, но мозговые сети, которые интерпретируют информацию ее рецепторов, оставались загадкой. Каким же образом сигналы от боковой линии обрабатываются в головном мозге, выяснили австралийские ученые.

Рыбок поместили в специальную установку, где был создан искусственно управляемый поток воды. Поток постоянно менялся, а исследователи регистрировали реакцию нервных клеток на движение воды, а также связи между этими клетками. Получилась сложная нейронная сеть, ученые зафиксировали ее и дали подробное описание.

Было выявлено несколько типов нейронов, отвечающих за обработку сигналов от боковой линии. Большая часть нервных клеток, расположенных на боковой линии, реагировали на направление потока от головы к хвосту и от хвоста к голове. Для плывущей рыбы это наиболее важная информация.

Далее, в головном мозге шла более тонкая работа: анализу подвергались направление, начало, сила и скорость потока. Нейроны распределяются по всему мозгу, включая области, которые ранее не связывали с обработкой сигналов от боковой линии. Были обнаружены нейроны, которые реагируют на присутствие потока воды, другие были настроены на направление потока, скорость, длительность или накопленное перемещение воды. С помощью этой информации исследователи смоделировали базовую нейронную сеть.

Источник

Дистанционное «осязание»

Боковая линия, или как ее еще часто называют, сейсмосенсорная система, имеется у большинства низших позвоночных (круглоротых), всех классов рыб и живущих в воде амфибий.

Функции боковой линии долгое время оставались загадочными и непонятными. И это несмотря на то, что она была хорошо известна анатомам и морфологам начиная с XVI в. Сначала предполагалось, что боковая линия предназначена для выработки слизи, обильно покрывающей тело рыбы. Однако в начале XIX в. датским анатомом Людвигом Якобсоном (кстати, в 1811 г. он же впервые описал вомероназальный орган у млекопитающих), а затем и Лейдигом на основании детальных морфологических исследований было сделано заключение, что боковая линия – это сенсорное образование. В XIX в. русский исследователь П.И. Митрофанов на основании изучения обширного материала по развитию миног, акуловых и костистых рыб впервые показал общность происхождения органов боковой линии и слуховой системы. В начале ХХ в. эти работы были продолжены Н.К. Кольцовым, Д.К. Третьяковым и В.Владыковым. Также в начале ХХ в. известный американский физиолог Паркер установил, что чувствующие образования (невростомы) боковой линии являются механорецепторами. Спустя еще несколько лет с помощью экспериментов было выяснено, что боковая линия служит рыбам для восприятия водных потоков и стимулов, исходящих от подвижных подводных объектов. Впоследствии справедливость этих выводов была подтверждена на большом количестве примеров, в том числе в работах известного голландского ученого Свена Дайкграафа. Именно он предложил называть чувство, обеспечиваемое боковой линией, «дистантным осязанием», т.к. присутствие некоего объекта обнаруживается рыбами не за счет прямого контакта с ним, а опосредованно, благодаря восприятию возмущений, которые этот объект создает в водной среде.

Общий вид боковой линии

Чувствующие образования боковой линии сейчас называются нефромастами. Они имеют эпидермальное происхождение и состоят из двух типов клеток – волосковых и опорных. В одном нефромасте может быть от нескольких десятков до нескольких сотен и даже тысяч волосковых клеток, каждая из которых окружена опорными клетками. Волосковая клетка несет на своей свободной поверхности один длинный вырост и от 30 до 150 коротких. Сверху каждая волосковидная клетка прикрыта как бы прозрачной шапочкой – капсулой. В основании волосковой клетки имеются синаптические контакты с афферентными и эфферентными нервными волокнами. Афферентные нервные волокна, по которым электрический сигнал поступает в нервные центры боковой линии, подходя к нефромасту, теряют миелиновую оболочку и сильно ветвятся, образуя клубочек. Каждое из нервных волокон контактирует не с одной, а с несколькими одинаково ориентированными волосковыми клетками. Центральная регуляция волосковых клеток осуществляется благодаря эфферентным нервам.

Схема волосковой клетки

Нефромасты бывают двух типов – одни лежат свободно на поверхности кожи, а другие располагаются в специальных каналах. Каналы могут быть эпидермальными и костными, и находятся как на туловище, так и на голове рыбы. Наружу каналы открываются специальными порами.

Нефромасты – свободные, канальные или и те и другие одновременно, имеются у всех видов рыб без исключения. По бокам тела рыб может проходить как один боковой канал, так и несколько (от 4 до 6 и даже более). Структурные особенности боковой линии (число и расположение каналов, изгибы и их протяженность, число пор и пр.) являются устойчивыми признаками и часто используются в качестве ключевых при диагностике видовой принад-лежности рыб, определении внутри- и межвидовых родственных связей.

Строение боковой линии непосредственно связано с ее функциями. Рецепторы этого сенсорного органа способны воспринимать колебания волн, лежащих в низкочастотном диапазоне – от 1–5 до 100–200 Гц. При этом зоны максимальной чувствительности канальных и свободных нефростомов различаются: первые более чувствительны к колебаниям от 20–30 до 100 Гц, а вторые – от 2–5 до 10–15 Гц.

Основные структурные элементы нефромаста

Интересно, что диапазон чувствительности боковой линии частично совпадает с диапазоном слуховой системы рыб, однако зоны максимальной чувст-вительности этих двух органов не перекрываются. Однако основное различие между слуховой системой и сейсмосенсорной системой боковой линии заключается в том, что боковая линия воспринимает волны смещения, распространяющиеся от подводных источников акустических колебаний, а слуховая система реагирует на преобразованные в отолитовых органах или в плавательном пузыре волны давления. Собственно звук с помощью боковой линии восприниматься не может, тело рыб акустически прозрачно, т.е. под воздействием пришедшей акустической волны одинаковым образом колеблется тело рыбы, купула невромастов и окружающая вода. В слуховом же органе (лабиринте) стимуляция рецепторных клеток достигается благодаря инерции отолитов, почти в три раза более плотных, чем тело рыбы.

Зачем же нужны органы боковой линии? Сейчас уже совершенно определенно можно сказать, что эта система принимает участие в самых важных формах поведения: питании, размножении, защитном и миграционном поведении. Именно эта система позволяет рыбам ориентироваться в полной темноте. При достаточной освещенности ведущая роль принадлежит все же зрению. Но у рыб с ночным типом активности, или живущих в пещерах, или держащихся у самого дна, информация, поступающая от органов боковой линии, всегда является ведущей.

О значении боковой линии в пищевом поведении рыбы – поисках добычи – могут свидетельствовать расположение каналов боковой линии и их размеры, а также количество невромастов. У многих видов наиболее крупные и хорошо заметные каналы располагаются на голове, что позволяет рыбе получать информацию о расположении и перемещении кормовых объектов около рта и, соответственно, совершать максимально результативные броски за жертвой.

Благодаря органам боковой линии многие рыбы, и прежде всего пелагические, питающиеся планктоном, могут кормиться даже в полной темноте или в том случае, если они слепы. Слепая рыба делает прицельный бросок на дафнию, проплывающую мимо. И это результат того, что рыба ощущает органами боковой линии колебания частотой всего в 3 Гц, которые производит дафния.

Более того, благодаря органам боковой линии рыбы могут находить добычу даже в донном субстрате. Так, в специальных экспериментах бычки подкаменщики (C.bairbi) безошибочно обнаруживали скрытый в грунте вибратор, генерирующий колебания с частотой 10 Гц и имитирующий перемещение в грунте бентосных организмов. Реакция на деятельность вибратора у бычков наблюдается только в том случае, если рыба нижней челюстью касается субстрата и задерживает на секунду дыхание. Если в этот момент она улавливает сигнал, то коротким и быстрым броском разворачивается в его сторону. После этого следует серия коротких бросков по направлению к вибратору, причем после каждого броска, включая первый, рыба обязательно прикасается нижней челюстью к субстрату. Реакция заканчивается прицельным и точным захватом грунта в месте расположения источника колебаний.

У рыб, которые питаются упавшими в воду насекомыми, боковая линия в ночное время обеспечивает не только получение сигнала о пище, но и позволяет определять направление и расстояние до нее. И это несмотря на то, что существует ряд физических различий между поверхностными волнами и волнами, распространяющимися в воде. В целом скорость распространения поверхностных волн в 1000 раз ниже, чем у волн, распространяющихся в воде. Кроме того, поверхностные волны слабо проникают в толщу воды. Определение направления на жертву – упавшее на воду насекомое – происходит за счет того, что волны приходят к симметричным нефромастам, расположенным с разных сторон головы рыбы в разное время и с разной амплитудой. А определение расстояния достигается за счет способности анализировать спектральный состав поверхностных волн. Бьющееся на воде насекомое генерирует колебания в диапазоне гораздо более широком, чем колебания поверхности воды, возникающие под воздействием ветра или производимые рыбами. Но уже на очень небольшом расстоянии спектр сигнала изменяется – его высокочастотные составляющие быстро затухают. По мере удаления от источника колебаний стремительно уменьшается и их амплитуда. Анализируя частотные, временные и амплитудные параметры сигнала, достигающего рецепторов, расположенных на разных сторонах тела или участках тела, рыба координирует угол своего броска с точностью до 5°, реагируя на сигнал с расстояния от 0,5 м до 1 м.

Спонсор публикации статьи специализированный автосервис и интернет-магазин «Фара-Фонарь». Компания предлагает услуги по ремонту фар и фонарей иностранных и русских производителей, сложное восстановление автомобильной оптики, быстрая и качественная замена, а также полировка, регулировка и устранение запотевания. Высококвалифицированные специалисты, профессиональная диагностика и ремонт неисправностей, доступные цены. В интернет-магазине компании Вы сможете приобрести фары на свой автомобиль (фара левая Land Rover Range Rover 4), доставка по всей России, возможность безналичного расчёта. Подробную информацию Вы найдёте на сайте: fara-fonar.ru. (+7 (499) 450-78-28. Москва, 1-й Котляковский пер., 3к1. info@fara-fonar.ru)

Каналы боковой линии на голове у обыкновенного ерша

Не менее важна для рыб и информация о приближающемся хищнике. Как правило, крупные рыбы создают сильные низкочастотные возмущения, которые рыбы-жертвы легко улавливают органами боковой линии (и прежде всего – свободными нефромастами). Ответ на подобные сигналы весьма оперативен и прост: рыбы-жертвы или затаиваются, или стремительно уплывают. Защитная поведенческая реакция на высокоамплитудные низкочастотные колебания врожденная и начинает проявляться с появлением первых свободных нефромастов у молоди, еще не начавшей активно питаться, или в самом начале личиночного периода.

Важную роль играет боковая линия в нерестовом и родительском поведении. Нерест у многих рыб сопровождается демонстрацией характерных поз, танцем или специфическими вибрациями. Естественно, что при этом возникают низкочастотные колебания, которые обеспечивают как синхронность нерестового поведения, так и собственно нерест. И хотя участие боковой линии в нерестовом поведении сейчас очевидно, долгое время оно лишь предполагалось, и только относительно недавно было доказано экспериментально. Опыты были проведены на нерке (Oncorhynchus nerka). У этого вида нерест сопровождается весьма характерными движениями как самок, так и самцов. Резкие и сильные изгибы самки, находящейся в гнезде, вызывают у самца, стоящего ниже по течению, бросок к ней и характерное мелкое дрожание тела, которое в свою очередь вызывает ответную дрожь у самки, которая сигнализирует о своей готовности выметать икру. В ответ на этот призыв самец приближается вплотную, широко раскрывает рот и, активно вибрируя, высвобождает порцию молок. Самка, в свою очередь выметывает икринки. Во время изгибов тела и дрожания самец и самка производят колебания с частотой от 2 до 37 Гц, но каждый пол – в своем диапазоне. Эксперименты, проведенные на карликовых самцах нерки в лабораторных условиях, показали, что полный цикл нерестового поведения они демонстрируют только в том случае, если им показывают модель самки соответствующего размера, вибрирующую на строго определенных частотах.

Что касается родительского поведения, то, например, самцы всем известной бойцовой рыбки, или петушка (Betta splendens), в случае появления какой-либо опасности привлекают мальков к себе специфическими сигналами, воспринимаемыми боковой линией молоди. Петушок принимает наклонную позу, касается поверхности воды головой и начинает быстро трепетать грудными плавниками. Это приводит к возникновению поверхностной волны, которую молодь воспринимает на расстоянии 40 см и тут же начинает плыть к источнику сигнала – родителю. Подобная реакция мальков проявляется и в ответ на искусственно генерируемые сигналы с частотой 8–10 Гц и амплитудой не менее 13 мкм.

Амплитудные, динамические и частотные характеристики поверхностных волн,
генерируемых упавшими на воду летающими насекомыми (А), рыбами (Б) и ветром (В)

Большинство рыб живет в текущей воде. Способность определять силу потока, направление и структуру имеет важное значение для их существования. Особенно важна такая способность для рыб, живущих в высокотурбулентных потоках, либо обитающих в полной темноте, либо ведущих ночной образ жизни. Восприятие рыбами течения осуществляется благодаря свободным нефромастам.

Благодаря боковой линии рыбы способны в темноте обнаруживать препятствия и не сталкиваться с ними. Впервые подобное предположение было высказано в 1963 г. Дайкграафом, а затем нашло замечательное подтверждение в экспериментах с пещерными рыбами. Ученые установили, что эти рыбы осуществляют постоянный гидродинамический мо-ниторинг среды, сравнимый с эхолокацией рукокрылых или активной электролокацией слабоэлектрических рыб. Перемещаясь вперед, рыба распространяет волновые колебания и создает вокруг себя гидродинамическое поле, которое нарушается любыми близко расположенными объектами, отражающими эти колебания. Характер искажения поля зависит от размеров и формы объекта, а при его подвижности – от скорости перемещения, особенностей плавания и т.п. В результате лоцирования у рыб создается «гидродинамический образ» окружающей среды, что в значительной степени облегчает им ориентацию в условиях полной темноты.

Мы рассмотрели строение и функции боковой линии у рыб. Однако эта структура, как мы отмечали в начале нашего рассказа, есть и у плавающих в воде амфибий (как у личинок, так у взрослых земноводных, ведущих водный образ жизни). У тех амфибий, которые после окончания личиночного периода переходят к жизни на суше, органы боковой линии исчезают.

В отличие от рыб, у амфибий нефромасты разбросаны по всему телу (более густо они расположены на голове) и лежат на поверхности кожи или в мелких ямках. Нефромасты земноводных представляют собой утолщения небольших участков эктодермы, в которых среди опорных клеток лежат грушевидные чувствующие клетки, снабженные выростами. Снизу каждая такая клекта оплетена окончаниями блуждающего нерва. Функции органов боковой линии у амфибий, ведущих водный образ жизни, аналогичны таковым у рыб.

По материалам:

Андрианов Ю.Н., Ильинский О.Б. Органы боковой линии. Эволюционная физиология. Ч.2. – Л.: Наука, 1983.

Павлов Д.С., Касумян А.О. Изучение поведения и сенсорных систем рыб России. Ч.2. Сенсорные системы. – М.: Изд-во МГУ, 2002.

Касумян А.О. Боковая линии рыб. – М.: Изд-во МГУ, 2003.

Источник