Кистеперые рыбы егэ биология

Кистеперые рыбы

Автор статьи — Л.В. Окольнова.

Есть такие промежуточные звенья в эволюционной цепочке, которые связывают те организмы, которые мы знаем сейчас и доказывают происхождение одних классов от других.

Еще недавно ученые считали, что кистеперые рыбы вымерли, исчезли, но потом их стали находить в районе Африки, в Индийском океане. Конечно, это почти уже вымерший вид, но пока еще существующий. Так что мы можем наблюдать биологическую эволюцию в действии.

Особенности строения:
— своеобразное строение плавников — кости расходятся веерообразно и в основании находится мощные мышцы — плавник больше похож на конечность — предполагают, что эти животные передвигались по дну с их помощью; есть версия (не доказанная и вокруг нее очень много научных споров), что эти рыбы могли выползать на сушу;
— двойное дыхание (жаберно-легочное);
— вместо позвоночника хорда;
— плавательный пузырь есть у неглубоководных представителей;
— головной мозг — очень небольшого размера;
— есть боковая линия.

Ученые считают кистеперых рыб переходным звеном между рыбами и земноводными.

На рисунке изображена кистеперая рыба — вымершее животное, обитавшее 370 млн лет назад.

Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который обитал данный организм, а также укажите группу организмов, которые произошли от данного животного (ответ — на уровне класса). Назовите основные ароморфозы, позволившие организмам обитать на суше.

Геохронологическая таблица

Кожа акулы покрыта примитивными плакоидными пластинками (зубоподобными пластинками). Плакоидные пластинки лежат в волокнистом слое кожи и заканчиваются зубцом с вершиной, направленной назад.

Чешуи (пластинки) состоят из плоского основания и зубовидного выроста наверху (шипа). По мере изнашивания старые
пластинки сменяются новыми. Они располагаются отдельно, не налегают друг на друга, как у костных рыб.

Характерной чертой класса является скелет, состоящий из хрящевой ткани (в том числе и черепная коробка), костная
ткань отсутствует. Хорда сохраняется на протяжении
всей жизни. Имеется рострум (от лат. rostrum — клюв) — передняя часть черепа рыб, особенно хорошо выраженный у рыбы-пилы.

Акулы — хищники, рацион их питания составляют животные: от мелкого зоопланктона до крупных представителей морской фауны.
Пищеварительная система начинается глоткой, которая продолжается в короткий пищевод. Далее следует желудок, имеющий
V-образную форму, из которого содержимое попадает в кишечник.

В тонкую кишку открываются протоки поджелудочной железы, секрет которой содержит ферменты необходимые для пищеварения,
и протоки печени, которая выделяет желчь для эмульгирования жиров.

Особый интерес при изучении пищеварительной системы обращает на себя спиралевидный кишечник. Его длина очень маленькая,
несоизмеримая с потребностями акулы, поэтому внутри него имеется приспособление — спиралевидный клапан.
Спиралевидный клапан многократно увеличивает поверхность площади всасывания кишечника.

Задняя кишка в самой удаленной части имеет расширение — клоаку. Клоака (от лат. cloaca — труба для стока нечистот)
отличается тем, что в нее открывается не только пищеварительная система, но также протоки органов выделения, половых желез.

Дыхание осуществляется жабрами. Жаберные крышки у хрящевых рыб отсутствуют (у костных рыб жаберные крышки прикрывают жаберные щели). Глотка пронизана
жаберными щелями, обычно в количестве 5 штук, открывающихся наружу.

Плавательный пузырь отсутствует: акула
всплывает в толще воды или погружается благодаря изменению положения грудных плавников. Без движения акула начинает опускаться
на дно, так как ее тело более плотное, чем вода.

Акула должна постоянно находиться в движении, даже во время сна! Иначе поступление воды к жабрам будет недостаточным,
а значит эффективность процессов дыхания снизится. Акула может останавливаться на недолгое время, в таком случае за счет
движений ротоглотки акула всасывает воду через отверстия, брызгальца, в жаберный аппарат, осуществляя дыхание.

Один круг кровообращения, кровь в сердце только венозная. Сердце состоит из 1 предсердия и 1 желудочка, накачивает
венозную кровь в жабры, где она насыщается кислородом, а затем кровь направляется к органам и тканям. Кровеносная система
замкнутая, как и у всех хордовых.

Сила сердечных сокращений недостаточна для поддержания адекватного потребностям давления крови, поэтому акула должна постоянно
находиться в движении. При этом происходят мышечные сокращения, которые способствуют движению крови.

Органы выделения представлены туловищными почками. Имеется особый орган солевого обмена — ректальная железа, изображенная на схеме выше.

Ректальная железа — пальцеобразный вырост прямой кишки у хрящевых рыб, обеспечивает выведение
избытка солей, которые поступают вместе с пищей и морской водой. Ректальная железа отвечает за осморегуляцию, поддерживает гомеостаз.

Нервная система трубчатого типа, как и у всех хордовых. Органы чувств акулы хорошо развиты. Зрение некоторых акул острее
человеческого в 10 раз. Направление и скорость тока воды акула чувствует с помощью специального органа — боковой линии.

Основная сенсорная система у акул — обонятельная, представленная ноздрями.
Акулы способны улавливать запах крови, разведенной в пропорции 1:1 000 000.

Хрящевые рыбы раздельнополы, половые железы самцов — семенники, самок — яичники. Половые протоки от желез впадают в
клоаку.

Характерная особенность хрящевых рыб — внутреннее оплодотворение: самец вводит сперму в клоаку самки с помощью
птеригоподия — копулятивного органа.

Образование зиготы происходит в половых путях самки, поэтому и оплодотворение называется — внутреннее. Многим
видам хрящевых рыб присуще живорождение, при котором на свет появляется полностью развившийся детеныш.

Хрящекостные рыбы

Представители этой группы рыб: севрюга, стерлядь, осетр, белуга.

Скелет преимущественно состоит из хрящевой ткани. Чешуйки сливаются, образуют 5 рядов крупных костных пластинок, которыми покрыто
тело. Хорда нерасчлененная, в кишечнике находится спиральный клапан. Это группа ценных промысловых рыб.

Двоякодышащие

Это древняя группа рыб, которые обладают как жаберным, так и легочным дыханием. Они обитают преимущественно в часто пересыхающих
водоемах Южной Америки и Африки. Приспособлены к жизни в водоемах с низким уровнем кислорода. Скелет костно-хрящевой.

Их отличительной особенностью является наличие двух кругов кровообращения, предсердие разделено неполной перегородкой.
Представители: рогозуб — имеет одно легкое, у остальных представителей два легких — протоптеры, чешуйчатник.

Кистеперые

Почти вымершая, древняя группа рыб. Единственный сохранившийся на сегодня вид — латимерия, называемая также — целокант.

Скелет преимущественно хрящевой. Современные латимерии утратили способность дышать атмосферным воздухом: в их организме
обнаруживается дегенерированное легкое, но их далекие предки обладали такой способностью и смогли выйти на сушу.

Очень важно заметить, что скелет плавников латимерии напоминает скелет пятипалой конечности земноводных, что сближает их
морфологически. Эти рыбы имеют важное эволюционное значение: именно они дали начало классу земноводных, который мы
разберем в следующей главе.

Значение рыб

• Как и любой живой организм, рыбы — звено в цепи питания (консументы)
• Рыбы — ценный продукт питания человека (в пищу употребляется икра, мясо)
• Рыбий жир используют в медицине для профилактики сердечно-сосудистых заболеваний
• Биологический метод борьбы с комарами — плотва, гамбузия поедают личинки комаров
• Очистка водоемов — амур, толстолобик предотвращают заболачивание водоема, поедая растительность
• Эстетическое значение — если у вас есть дома аквариум, то вы в полной мере получаете то самое эстетическое удовольствие
• Рыбы являются промежуточными хозяевами паразитов (семейство карповые для кошачьего сосальщика)

В эту группу входит великое разнообразие видов, большинство современных рыб. От хрящевых рыб костные отличаются наличием скелета из костной ткани, он легче хрящевого и более прочный. Другие радикальные отличия — наличие плавательного пузыря и жаберной крышки.

Среди костных рыб немало крупных экземпляров. Так, луна-рыба, живущая в теплых и умеренных водах, достигает трех метров длины и считается самой тяжелой в своем классе. Огромного марлина (лучеперую рыбу) прославил Эрнест Хемингуэй в своей повести «Старик и море» — это был прекрасный экземпляров более пяти метров в длину. Действительно, таких размеров достигают черный и атлантический голубой марлины, способные развивать огромную скорость. Самой маленькой рыбкой считается Paedocypris Progenetica из семейства карповых, найденная в Индонезии. Длина самки редко достигает сантиметра, а самцы еще меньше.

Рассмотрим систематику и особенности строения костных рыб.

Класс костных рыб включает два подкласса: лопастеперые и лучеперые. Дальнейшая систематика такова: к лопастеперым относятся надотряды кистеперые и двоякодышащие, к лучеперым — хрящекостные (или хрящевые ганоиды) и костистые.

Подкласс лопастеперые. Надотряд кистеперые

Пресноводные кистеперые дали начало эволюции земноводных в девоне — у них развились приспособления для дыхания атмосферным кислородом и ползания по влажному грунту. Кистеперых до XX века считали полностью вымершими, пока в океане не были пойманы живые «монстры из прошлого» — латимерии (целаканты).

1.      В скелете латимерии нет позвонков, позвоночник представляет собой толстый эластичный стержень
— и это не хорда, а специфическая трубка, заполненная жидкостью.

2.      Плавники кистеперых своеобразны по строению, потенциально могут быть опорой для передвижения по грунту. В основании они имеют сильную мышечную лопасть. Начинаются одной костью (гомологична плечевой кости), далее идут две кости (гомологи локтевой и лучевой костей), а на конце несколько мелких лучей (гомолог кисти).

3.      Спиральный клапан у целакантов снабжен очень вытянутыми спиральными конусами.

4.      Способность двигать верхней челюстью обеспечивает оригинальное строение черепа: его передняя и задняя части соединены подвижным суставом.

Подкласс лопастеперые. Надотряд двоякодышащие

Небольшая группа древних рыб, обитавших в пресных водоемах. До наших дней сохранился единственный отряд рогозубообразных, представители которого (рогозуб, протоптер, чешуйчатник) распространены в Южной Америке, Австралии и Африке.

1.      Скелет по преимуществу хрящевой, имеет лишь центральную ось, слаборазвитый позвоночник представлен зачатками позвоночных дуг. Хорда
с возрастом не исчезает.

2.      Чешуя костная.

3.      У чешуйчатника специфические зубы. По строению зуб представляет собой пластинку с выпуклым внутренним краем и 6-7 острыми шипиками, направленными вперед.

4.      Кишечник оснащен таким же спиральным клапаном, как и у хрящевых рыб.

5.      Название свое двоякодыщащие получили из-за умения дышать двумя способами: жабрами и подобием легких. Легочное дыхание осуществляется за счет 1-2 пузырей на брюшной стороне пищевода. Чувствуя приближения засухи, протоптер зарывается в нору на дне водоема и, дыша через узкий «воздуховод», может несколько месяцев пребывать в состоянии спячки.

Хочешь сдать экзамен на отлично? Жми сюда — подготовка к ОГЭ по биологии онлайн

Кистеперые рыбы

16-Фев-2017 | Нет комментариев | Лолита Окольнова

Считается, что предками земноводных были

кистеперые рыбы

это один из самых древних видов рыб, которых считали вымершими

Зарождение этих рыб относят к девону , т.е. около 416 миллионов лет назад.

Т.е. появились они после хрящевых ( 461 млн лет ),  костных рыб ( 425 млн. лет назад). Амфибии появились позже — 385 млн лет назад.

На данное время из них сохранился всего один род — Латимерия, в котором существуют только 2 вида

Особенности строения кистеперых рыб

(какие-то черты указывают на несомненное происхождение от рыб, другие явно относятся к ароморфозам)

1. Во-первых, это хордовые
   

   Основой осевого скелета является упругая хорда в виде полого толстостенного замкнутого цилиндра из плотной эластичной волокнистой ткани, наполненного жидкостью

1. В основании передних плавников у этих рыб находится довольно мощное мышечное сплетение, которое позволило кистеперым не просто передвигаться в толще воды, но и переползать, передвигаться по дну. Именно такое строение конечности стало прообразом лапы у амфибий

   

2. Дыхание: и жабры, и легкое. У нынеживущих легкое дегенерировано, возможно, у вымерших видов оно было  функционально…, поэтому довольно часто можно встретить такой термин-   «двоякодышащие«.

3.  Есть плавательный пузырь

1. Все чаще в научных статьях встречается мнение о том, что из-за наличия легких, у кистеперых было 2 круга кровообращения

Пример вопроса из ЕГЭ:

Обсуждение: «Кистеперые рыбы»

(Правила комментирования)

На рисунке изображена кистеперая рыба — вымершее животное, обитавшее 370 млн лет назад.

Используя фрагмент геохронологической таблицы, установите эру и период, в который обитал данный организм, а также укажите группу организмов, которые произошли от данного животного (ответ — на уровне класса). Назовите основные ароморфозы, позволившие организмам обитать на суше.

Геохронологическая таблица

ПОЯСНЕНИЕ:

Для того, чтобы ответить на вопросы необходимо воспользоваться соответсвующими колонками Геохронологической таблицы и произвести элементарные математические подсчеты.

Элементы ответа:

1) Эра – Палеозой; Период – Девонский;

2) Потомки — земноводные ;

3) Основные ароморфозы: рычажные конечности; легочное дыхание

Примечание.

Кистеперые рыбы, от которых сейчас остался один-единственный вид, были широко распространены в девонских лагунах и озерах. Это крупные хищные рыбы, одни подстерегали добычу в зарослях водорослей и по внешней форме походили на щук, другие были донными большеголовыми рыбами, похожими на сомов. Свое название кистеперые рыбы получили за строение плавников, имевших мясистое основание. Кистеперые могли использовать свои подвижные плавники при передвижении по дну водоемов и при переползании из одного водоема в другой. Постепенно парные плавники кистеперых превратились в лапы, и от кистеперых рыб возникли древнейшие четвероногие животные — земноводные. Выход на сушу облегчился наличием у кистеперых легочного дыхания, дыхание легкими очень широко распространено у древних рыб, по-видимому, в водоемах, где они обитали, мало было кислорода, растворенного в воде. Изображенные на открытке кистеперые рыбы жили в конце девонского периода, около 370 миллионов лет назад.

Одна из интереснейших загадок океанов и морей, которая была обнаружена не так давно, но имеет предков, уходящих к динозаврам – кистеперые рыбы. Это древнейшая группа рыб, которая появилась в промежутке от 406 до 360 млн. лет назад. Именно с этими рыбами связано большое количество догадок, гипотез, которые до сих пор не находят точных подтверждений.

Внешний вид

По внешнему виду, древние кистеперые рыбы – это большие обитатели пресных водоемов, длина которых могла достигать 5 метров, а масса – нескольких сотен килограмм. Ротовой аппарат массивный, вытянутый с несколькими рядами острых, маленьких зубов. Окрас чешуи предположительно темный.

Больше всего внимания к себе привлекают плавники, с помощью которых рыба передвигалась по дну. По структуре в них был внутренний скелет, который состоял из отдельных элементов, встречающихся в ногах и руках наземных позвоночных. Костный скелет плавников дополнялся мощной мускулатурой в их основании.

Строение

Особенности строения кистеперой рыбы:

• Нижние плавники с костным скелетом и развитой мышечной тканью;
• Носовые полости с задними ноздрями для облегчения дыхания;
• Позвонки заменяет хорда;
• Чешуя жесткая, очень прочная, по своему химическому составу она очень похожа на человеческие зубы;
• Обе челюсти подвижные;
• Череп кистеперой рыбы состоит из 2 частей – рыльной и мозговой.

Еще одна важная особенность в строении этих древних рыб, благодаря которой ученые предполагают, что именно они смогли выбраться на сушу и дать начало развитию земноводных – сложный дыхательный аппарат. Он состоял из двух независимых частей. Одна была предназначена для подводного дыхания (жаберная система), другая – для дыхания над водой (легочная система).

Признаки

Ключевых признаков, по которым древние кистеперые рыбы отличались от других:

• Большое количество небольших, но острых зубов;
• Хорошо развитые легкие;
• Необычная форма плавников, за счет которых рыбы и получили свое название;
• Возможность передвижения по дну на плавниках.

Движение плавников не синхронное, а попеременное, что напоминает ходьбу.

Эволюция

Наука высоко ценит заслуги 17 семейств кистеперых рыб, в эволюции, развитии земноводных животных. Из-за постоянно меняющихся условий проживания, они смогли приспособиться, выйти на поверхность, дать начало для развития земноводных.

До относительно недавнего времени ученые были уверены, что этот вид рыб вымер миллионы лет назад. Однако, они смогли приспособиться ко всем изменениям на Планете, преобразоваться и дожить до наших дней в преобразовавшемся облике.

Древние кистеперые рыбы

Crossopterygii – древние кистеперые рыбы, которые относятся к надотряду лопастеперых рыб. Они являются одними из древнейших представителей рыб на планете Земля. Ученые находили ископаемые остатки кистеперых рыб во многих частях планеты, как в пресных водоемах, так и крупных морях, океанах. Согласно палеонтологическим находкам, ученые утверждают, что вымерли древние кистеперые рыбы 70 млн. лет назад.

Современные кистеперые рыбы

До начала 20 века, большинство ученых во всем мире были уверены, что кистеперые рыбы полностью исчезли. Однако, в 1938 году произошла сенсация. В реке Халумнэ, которая находится в Южной Африке, была поймана живая кистеперая рыба. Ее длина составила 150 см, а масса – 57 кг. Профессор, который первый приступил к изучению этой рыбы (Дж. Смит), приобщил ее к отряду целакантообразных.

Название новая рыба получила “Латимерия”. Эти рыбы имеют мощный хвост, мощные парные плавники. Общее количество плавников – 7. Из них 6 называются “лапами” за счет хорошего развития, развитой мышечной ткани. Это единственный представитель кистеперых рыб, которого можно найти в области Коморских островов.

Важно! Большинство современны ученых сходится во мнении, что предка кистеперой рыбы, которая продолжает жить, хоть и постепенно вымирает (по различным внешним причинам) нельзя относить к прямому предку земноводных. Это объясняется двумя причинами. Первая – Латимерии не имеют хорошо развитой легочной ткани, когда у предков первых земноводных были развитые легкие, чтобы была возможность дышать на поверхности. Вторая – по поддерживаемой научной теории, земноводные произошли от особей, которые жили и развивались в пресной воде. Латимерии же проживают только на дне океана, погибают в небольших пресных водоемах.

Особенности

Латимерий обитают в океанах и морях. Найти их можно на глубине от 150 до 250 метров. Ночью они охотятся по одиночке, часто всплывают близко к поверхности, чтобы полакомиться небольшими рыбками. Днем же эти рыбы сбиваются в группы, прячутся в укрытиях. Они не могут длительное время находится на на ярком свете. Наоборот, строение и особенности из зрительного аппарата позволяет их хорошо видеть и ориентироваться под водой в темноте

Плавательный пузырь у Латимерий в ходе эволюции превратился в трубочку небольшого размера (не более 8 см по длине).

Как и их дальние родственники – Латимерии являются хищниками. В полости рта у них находится большое количество острых зубов небольшой величины. Питаются Латимерии преимущественно моллюсками и небольшими рыбешками. Основной противник и главная угроза для Латимерий – акулы.

Одно из главных отличий Латимерии от своего древнего предка – они не могут перемещаться по дну на плавниках.

Развитие и размножение

У Латимерий, как и у многих других рыб бывают самцы и самки. При этом самки больше самцов.

Длительное время ученые не могли точно сказать, как размножаются современные кистеперые рыбы. Ответ на этот вопрос дал бы информацию о размножении давно вымерших особей. Сложности с предоставлением ответа на этот вопрос были связаны с тем, что при попытках посадить рыбу даже в большой аквариум, она быстро умирала. Обуславливалось это тем, что Латимерии не могли приспособиться к небольшой глубине.

Однако, во время проведения одного из многочисленных исследований, в очередной препарированной тушке рыбы были обнаружены яйца внутри которых находились сформировавшиеся эмбрионы. Икринки имеют в диаметре от 7 до 9 см, весят примерно 250-300 грамм, имеют ярко-оранжевый оттенок. В описанном выше примере, внутри тушки было обнаружено 20 таких икринок.

Беременность у Латимерий длится 13 месяцев. Молодые особи развиваются крайне медленно. Сразу после рождения размеры маленьких Латимерий не превышают 30 см в длину. Только к 10 годам они взрослеют.

Последний момент, которые нужно рассмотреть – почему вымерли первые кистеперые рыбы. Существует несколько версий, однако, есть одна самая распространенная, которую поддерживает большинство ученых. Древние кистеперые рыбы проживали в заболоченных водоемах, на небольшой глубине. Такие водоемы очень часто пересыхали, из-за чего большое количество рыбы погибало. Постепенно новые особи начали приспосабливаться к подобным условия, смогли выбраться на сушу, чтобы найти новый водоем.

На этом путь кистеперых рыб по мнению ученых расходится. Одни, самые выносливые, смогли добраться до других водоемов, продолжили развиваться дальше и дожили до наших дней в образе Латимерий, изменившись в ходе эволюции. Другие постепенно смогли приспособиться к жизни на земле и именно от них появились первые земноводные.

Видео о кистеперых рыбах