第十五章 鱼纲

第十五章鱼纲（Pisces)——适应水生生活鱼纲的特征进化地位生物学特征纲的主要特征鱼纲的分类软骨鱼类硬骨鱼类鱼类的洄游目的要求：掌握鱼纲的主要特征（外形、皮肤、骨骼、肌肉、消化、呼吸、循环、排泄及渗透压调节、生殖、神经、感觉系统）；了解鱼纲分类；初步了解鱼类的洄游。鱼纲的特征进化地位最低等的有颌、变温脊椎动物，并适应水生生活而发展出许多特有的结构。在志留纪由原始有头类发展出一支具有上下颌的脊椎动物，即鱼类的祖先，进而产生出现在的适应水生生活的形形色色的两大类鱼类：软骨鱼类和硬骨鱼类。有上下颌，牙齿，成对附肢，是鱼类比以前的动物在进化上的飞跃。生物学特征出现了能咬合的上下颌、牙齿及成对的附肢（偶鳍）。骨骼为软骨或硬骨。脊柱代替了脊索成为主要支持结构。头骨更加完整，脑和感觉器官更发达。身体分为头、躯干和尾，体被鳞片，体表具侧线。以鳔或脂肪调节身体比重获得水的浮力。以鳃为呼吸器官。血液循环为单循环。有良好的调节体内渗透压的机制。纲的主要特征1、外形2、皮肤及其衍生物3、骨骼系统4、肌肉系统5、消化系统6、呼吸系统7、循环系统8、排泄系统及渗透压调节9、生殖系统10、神经系统和感觉器官1、体形体分头、躯干和尾。口端位（硬骨鱼）或腹位（软骨鱼）。鱼体具奇鳍（背鳍、臀鳍和尾鳍）和偶鳍（胸鳍和腹鳍）。硬骨鱼的偶鳍呈垂直位，而软骨鱼的偶鳍呈水平位。软骨鱼尾鳍为歪尾型，而硬骨鱼为正尾型。2、皮肤及其衍生物由表皮和真皮组成，均为多层细胞。皮肤衍生物包括粘液腺、毒腺、鳞片、色素细胞和发光器等。皮肤与肌肉紧密相接，皮下组织极少。表皮内具有大量单细胞粘液腺，分泌粘液使体表粘滑。粘液可减少水中游泳的阻力并保护身体免遭病菌和寄生物的侵袭。鳞片鳞片分盾鳞和骨鳞。软骨鱼类为盾鳞，由外胚层的釉质和中胚层的齿质共同形成，与牙齿同源；硬骨鱼类为中胚层形成的骨鳞。骨鳞分为硬鳞、圆鳞和栉鳞。硬磷存在于少数硬磷鱼类（鲟等）。鳞片具有保护作用，同时在游泳运动中起辅助作用，如盾鳞的棘突和栉鳞后缘的栉状突可减少游泳时体表的湍流。被侧线管分支穿透的鳞片称为侧线鳞(laterallinescale)。侧线鳞、侧线上鳞（由背鳍起点基部至侧线这一长度上的鳞片数目）和侧线下鳞（由臀鳍起点基部至侧线这一长度上的鳞片数目）构成鳞式，是分类的依据之一。侧线鳞数侧线上鳞数侧线下鳞数软骨鱼类的鳍，外面覆盖膜，内有角质鳍条支持；硬骨鱼类的鳍条多骨质，鳍条间有的鳍膜相连。骨质鳍条分鳍棘和软鳍条两种，鳍棘是不分支也不分节的硬棘，软鳍条则柔软有关节，远端分支或不分支，均由左右两半合并而成。鳍的种类、鳍条构成和数目等也是分类的依据之一。3、骨骼系统根据其功能和所在位置可分为：中轴骨(包括头骨、脊柱和肋骨)、附肢骨(包括带骨和鳍骨)。根据骨的成分可分为：软骨和硬骨。软骨鱼类全部骨骼为软骨。硬骨鱼类的骨骼骨化程度加强，骨片增加并更加复杂。肩带与头骨愈合并加固，使头、肩带、躯干形成一个稳定支架。腰带不直接与脊柱相连。鱼类脊椎骨的椎体类型是双凹型。鱼类的骨骼头骨韦伯氏器（Weber’sorgan）：鲤科鱼类的前3块脊椎的一部分变化成韦伯氏小骨，包括三角骨（又名捶骨）、间插骨（又名砧骨）和舟骨（又名蹬骨），三角骨的后端和鳔壁相接触，舟骨和内耳的围淋巴腔接触。水中的声波引起鳔内气体产生同样振幅的波动，通过韦伯氏器传导到内耳，从而感受到声波，类似于陆生脊椎动物的听觉。4、肌肉系统鱼类主要的肌肉是躯干部不分节的肌节，由水平骨隔分为轴上肌和轴下肌，轴上肌发达有力，几乎是整个身体重量的一半。有些发电器官由肌细胞特化而成。/躯干、尾部肌肉：轴上肌中轴肌轴下肌/\/眼肌体节肌头部肌肉鳃下肌\\舌下肌附肢肌：奇鳍肌偶鳍肌5、消化系统出现上、下颌。出现真正的牙齿。出现鳃耙。鳃耙是着生在鳃弓内侧的骨质突起，其数目、形状和疏密程度与食性有关。出现食道与胃、肠的分化。软骨鱼类有独立的肝脏和胰脏，肝脏发达。除消化功能外还有调节自身比重的作用。鲤科硬骨鱼类的肝脏和胰脏组织混在一起称肝胰脏。6、呼吸系统外胚层形成的鳃，水中85%的氧摄入体内。水中含氧量只及空气的3%。气体交换面积大，是体表面积的10~60倍。壁薄。血液和水流之间仅有1~3μm的间隔。鳃中有丰富的毛细血管分布。逆流循环，鳃中血流方向与水流方向相反。呼吸器官主要是鳃，来源于外胚层。鳃由鳃弓、鳃隔、鳃瓣等几部分组成。硬骨鱼类和大多数软骨鱼类具5对鳃裂。硬骨鱼类的鳃裂外侧有鳃盖，鳃隔退化。鳃瓣呼吸器官主要是鳃，来源于外胚层。鳃由鳃弓、鳃隔、鳃瓣等几部分组成。硬骨鱼类和大多数软骨鱼类具5对鳃裂。硬骨鱼类的鳃裂外侧有鳃盖，鳃隔退化。鳃瓣大部分软骨鱼和少数硬骨鱼类在眼后方的一对孔。实质上是一个退化了的鳃裂。板鳃鱼类在水底潜伏时，改用喷水孔引入水流进行呼吸，可避免泥砂进入鳃腔。一般鳐类的喷水孔特别大，鲨类的喷水孔小或退化。喷水孔（spiracle）鳔和浮力软骨鱼类，具有巨大的肝脏，占体重的20%-25%，其中含有大量的密度小于水(0.95g/mL）的鲨烯。大部分硬骨鱼类具有鳔。淡水鱼类鳔的容量达鱼体积的7%-10%，海鱼鳔容量达4%-6%。调节鳔内气体的方法一是鳔有鳔管通入食管背面，动物以吞咽或吐出空气来调节，这类动物称开鳔类。另一种不具鳔管，为闭鳔类，依靠鳔的红腺和卵圆窗来调节气体容量。7、循环系统心脏：由静脉窦、一心房、一心室、动脉圆锥（或动脉球）组成。软骨鱼：动脉圆锥是心室的延伸，可主动收缩。硬骨鱼：动脉球是腹大动脉基部的膨大，无收缩能力。鱼类的血液循环属单循环，即血液循环途径为一个大圈，而且每循环一周只经过心脏一次。心脏中的血为缺氧血。心室泵出血液由腹大动脉进入鳃，在此进行气体交换。出鳃的血为富氧血，经背大动脉送到身体各组织。然后血液由静脉经静脉窦进入心房，最后心房到心室。依此循环不息。脾脏脾脏是循环系统中的一个重要器官，是造血、过滤血液和破坏衰老红细胞的中心场所。脾脏位于胃的一侧或胃的后方，可分为外层红色的红髓和内层白色的白髓二部分。8、排泄系统和渗透压调节鱼类的排泄器官主要包括1对中肾、输尿管、泄殖腔（软骨鱼类）或膀胱（硬骨鱼类）。肾的主要功能是生成尿液，排泄废物；另一功能是调节身体内部渗透压和盐分的平衡。肾脏中的肾小管仍保留少量从体腔中收集废物的肾口，主要从血液中收集含氮废物排出体外，由输尿管输尿。鱼类肾脏还对调节体内渗透压起着重要作用。海生软骨鱼类在血液中积累2%-2.5%的尿素，使血液渗透压高于周围海水，致使海水渗入体内，多余水分经肾脏排出，盐分经直肠背面的直肠腺排出。淡水硬骨鱼的血液浓度（0.2-0.3g/L）高于周围水环境（0.001-0.005g/L），水分进入体内，再以大量的稀尿液通过肾脏排出，因而肾小体数目极多。9、生殖系统一般为雌雄异体，并出现生殖管道。生殖方式：软骨鱼为体内受精，受精卵的发育有3种方式。卵生：体外发育。卵胎生：卵滞留在子宫内靠自身卵黄发育完全后产出。假胎生：卵靠自身的卵黄发育，但后期卵黄囊与母体子宫壁相连形成卵黄囊胎盘，由母体供给后期营养。10、神经系统和感觉器官鱼类神经系统包括中枢神经系统和周围神经系统。中枢神经系统包括脑和脊髓。鱼类的脑分为五部分：端脑、间脑、中脑、小脑和延脑。端脑分化为大脑和嗅叶，大脑不发达。周围神经系统由脑神经、脊神经以及自主神经系统组成。脑神经10对：嗅神经（Ⅰ）、视神经(Ⅱ）、动眼神经（Ⅲ）、滑车神经（Ⅳ）、三叉神经（V）、外展神经（Ⅵ）、面神经（Ⅶ）、听神经（Ⅷ）、舌咽神经（Ⅸ）和迷走神经（Ⅹ）。脊神经是脊髓两侧发出的神经，每一个脊椎骨都有1对，由椎间孔穿出，分布到每节的肌肉等器官。自主神经系统是专门支配和调节内脏、血管平滑肌、心肌及腺体的神经，与内脏器官的生理活动、新陈代谢密切相关。可分为交感神经系统和副交感神经系统。感觉器官侧线系统：低等水生脊椎动物特有，对于鱼类取食、避敌和求偶具重要的作用。软骨鱼还有皮肤感受器——罗伦翁。听觉器官：仅有内耳，由3个半规管、椭圆囊和球状囊组成，主要是平衡。视觉器官：巩膜、脉络膜和视网膜；折光系统（角膜、房水、晶体和玻璃液）。嗅觉发达，1对外鼻孔与1对嗅囊相连。鱼纲的分类鱼类是成功地适应了水生生活的低等有颌脊椎动物，有24，000多种鱼类，超过了其他所有脊椎动物数量的总和。鱼类60%生活在海水中，40%生活于淡水域。水环境较为稳定，水的密度较大，对位于其中的动物产生较大的浮力。共同生活于水中的鱼类在结构和生理功能上产生了许多对水生生活的适应。鱼纲硬骨鱼类软骨鱼类全头亚纲板鳃鱼亚纲鲨总目鳐总目腔棘鱼亚纲肺鱼亚纲辐鳍亚纲类类1、软骨鱼类（Chondrichthyes）主要特征是：软骨，被盾鳞，口在腹面，肠中具螺旋瓣，鳃隔发达，鳃裂4~7对，直通体外，无鳔，体内受精，雄体有鳍脚，卵生或卵胎生，歪尾，血液中保存大量溶解的尿素。我国约分布有260种软骨鱼类。鳍脚：体内受精者雄鲨鱼腹鳍最后一根鳍条延长形成的交接器（copulatoryorgan）。螺旋瓣(spiralvalve)：鲨、鳐等软骨鱼类的肠管中有由肠壁向管内突出呈螺旋形薄片结构。具有延缓食物通过和增加消化吸收面积的功用。2、硬骨鱼类（Osteichthyes）主要特征是：硬骨，体被骨鳞，少数被硬鳞或无鳞；口多端位，多数肠中不具螺旋瓣；鳃隔退化，具骨质鳃盖；皮肤粘液腺发达；多正尾；多数具鳔；多数体外受精，卵生，少数发育经变态。鳃间隔特别发达，且连于体表，形成板状，故名板鳃类。分鲨总目（Selachoidei）和鳐总目（Batoidei）。鲨总目（Selachoidei）鳐总目（Batoidei）尾细长如鞭。种类不多，我国仅有黑线银鲛（Chimaeraphantasma）。类类分三个亚纲：腔棘鱼亚纲、肺鱼亚纲、辐鳍亚纲。类类肺鱼亚纲腔棘鱼亚纲（Coelacanthimorpha)并与鳔相通6.肠中具螺旋瓣。鳔鳔肺鱼亚纲（Dipnoi)辐鳍亚纲（Actinopterygii）该纲占鱼类种类的90％以上；硬骨；各鳍具真皮性辐射状排列的鳍条；无内鼻孔；体被骨鳞；有骨质鳃盖；多为正尾；无泄殖腔。总目的分类意见不一。体被五行硬甲（硬鳞）或无鳞，多软骨，歪尾，吻部特别延长，口在吻的腹面。我国特产的白鲟、中华鲟（Psephurusgladius）分布在长江干流和出海口，为国家一级保护动物。具韦伯氏器。鳍多无硬棘，有时为假棘，且不超过3根。腹鳍腹位，无硬棘；背鳍1个。鳔管与食道相通。为鱼类中大目，已知至少5000种，广泛分布世界各地；我国淡水产的鱼类多属此目。大黄花鱼海龙目（Syngnathiformes）海龙目长蛇鲻金线鱼（红衫鱼）鱼类的洄游一定时期沿一定路线进行集群的迁移活动，某种生理活动的特殊要求，并避开不利的环境。洄游原因和路线的原因与遗传和环境因素关系密切。生殖洄游从越冬或索饵场向产卵地的迁移。索饵洄游为寻找食物而进行的洄游。越冬洄游寻找适宜的越冬场所进行的洄游。小结有颌、以鳃呼吸、变温的水生脊椎动物，具偶鳍，体被鳞片，祖先可能是由原始有头类在进化中向有颌的方向发展的一支。现存鱼类分为2大类，软骨鱼类和硬骨鱼类。多数硬骨鱼类靠鳔来获得浮力，软骨鱼类以脂肪减轻体重。有发达的渗透压调节系统。有性生殖，体外受精或体内受精，雄性软骨鱼类有交配器（鳍脚）。卵生、卵胎生或假胎生。思考题1、简述鱼类适于水生生活的形态结构。2、比较软骨鱼类和硬骨鱼类形态结构的异同。3、比较淡水鱼和海水鱼渗透压的调节机制。4、鱼类的骨骼系统有什么特点？5、鱼类的鳞、鳍和尾有哪些类型？6、描述硬骨鱼类鳔的结构和功能。