动物生物学3-5-3鱼纲

3.5.3适应水生生活的鱼类—软骨鱼纲（Chondrichthyes）—硬骨鱼纲（Osteichthyes）鱼类是脊椎动物中种类最多的类群。分布在全世界各个水域中，超过2万多种。60%海生，40%淡水生。其中我国约有2500种，海水鱼有1,500多种，淡水中仅800种左右。最大的鱼超过20米，20吨鲸鲨。最小的鱼12毫米长，1.5克重。与人类关系密切。鱼类是适应水栖生活的、最低等的有颌、变温脊椎动物。是由志留纪后期的原始有头类（盾皮鱼）发展演变而来。在长期的进化过程中，演变成形态各异、最适于水环境的脊椎动物类群，即软骨鱼类和硬骨鱼类。3.5.3适应水生生活的鱼类——软骨鱼纲和硬骨鱼纲生物学特性1．适应于水环境的结构特征•体多呈纺锤形，并常覆有保护性的鳞片，体表具侧线；•终生生活于水中，用鳃呼吸；•以鳍运动，不仅有奇鳍，还有偶鳍（成对的胸鳍和腹鳍）；•以鳔或脂肪调节身体比重获得水的浮力；•靠躯干分节的肌节的波浪式收缩传递和尾部的摆动获得向前的推动力；•有良好的调节体内渗透压的机制。2．获得的进步性特征•出现了能咬合的上下颌，进入颌口类的行列；•开始具备成对的附肢，大大加强了动物体的运动能力，并为陆生脊椎动物的四肢打下了基础；•开始具有一对鼻孔和内耳中的三个半规管，加强了嗅觉和平衡觉，属于脊椎动物嗅、听觉的最基本结构类型；•骨骼为硬骨或软骨；•脊柱代替了脊索，成为身体的主要支持结构。3.5.3.1鱼类结构和功能的适应1.鱼类的外形：由于适应水生生活，体型多为流线型。游泳时减少阻力。按生活习性栖息环境的不同，分化成不同的体型。例如：纺锤型：头尾轴长，背腹轴短。适应于快速游泳。鲤鱼，鲨鱼等。侧扁型：游速较慢。背腹轴较长。鳊鱼。平扁型：底栖生活。背腹轴较短。鳗型等：穴居生活。头尾轴特长。鱼类四种主要体型纺锤型侧扁型平扁型棍棒型鱼体可分为头、躯干和尾部三部分。（没有颈部是鱼类与陆生脊椎动物的区别之一）。头部：位于身体的前端。到鳃盖后缘。包括口、眼、鼻孔、鳃等构造。口：口端位（硬骨鱼）或腹位（软骨鱼），口周围有1-5条触须，分布有味蕾，司味觉功能。眼：一对侧生，也有双目并列。有的退化。1对鼻孔：位于吻的前端。是嗅觉器官的通道。能感受外界的化学刺激。不与口腔相同。骨质鳃盖:内部是鳃腔和鳃，通过鳃孔与外界相通。鲨鱼和鳐鱼等软骨鱼类无鳃盖及鳃腔，咽部有5～7对鳃孔，直接开口于体外。躯干：有奇鳍（背鳍、臀鳍、尾鳍）和偶鳍（胸鳍、腹鳍）等游泳器官。背鳍:位于背部正中，它的形状、大小和数目因鱼而异。臀鳍:位于肛门和尾鳍之间，是维持鱼体垂直的平衡器官。尾鳍:在鱼的运动中起着舵和推进作用。胸鳍：位于头的后方，是协助平衡鱼体和控制运动方向的器官。鳐、等软骨鱼类的胸鳍扩大，与躯干结合成盘状；有些长丝状或指状；少数鱼类无胸鳍。腹鳍：腹鳍具有稳定身体和辅助升降的作用，通常体积小于胸鳍。通常位于腹部（鲤鱼），有的位置发生变化。尾部：尾鳍有3种类型：原尾型：外形上下对称，脊柱末端平直，较原始。内部不对称。歪尾型：上下叶不对称，脊柱末端上翘进入尾鳍上叶。正尾型：外形上下对称。脊柱末端上翘，达尾的基部。2.体表结构（1）皮肤：表皮和真皮组成，均为多层。表皮内含有大量单细胞腺体，分泌粘液（减少水中阻力、保护身体免遭病菌寄生物侵袭）。金鲈的皮肤粘液的作用？血管肌隔真皮色素细胞粘液细胞鳞片表皮致密结缔组织肌肉皮下层真皮鳞片（2）鳞片：是真皮层的衍生物，是一种保护性的结构。根据形状的不同分为3种。盾鳞、硬鳞、骨鳞。A.盾鳞：软骨鱼类所特有，平铺于体表。由菱形的基板和鳞棘组成。棘外有釉质，与牙齿相似，有血管神经进入鳞棘。鲨类的盾鳞及其发生釉质齿质髓表皮基板真皮牙质釉质表皮真皮由外胚层的釉质和中胚层的齿质形成。{圆鳞栉鳞骨鳞B.硬鳞(ganoidscale)存在于少数硬骨鱼。来源于真皮层。坚硬，成行排列。而不呈覆瓦状。我国的鲟鱼只在尾鳍上保留了一些硬鳞。C.骨鳞(bonyscale)大多数硬骨鱼类特有，柔软而薄有弹性，覆瓦状排列。侧线鳞的数目侧线上鳞的数目侧线下鳞的数目•侧线(lateralline)：鱼类体表的特殊皮肤感受器，能感知水流、压力、低频振动等。•侧线鳞：由侧线器官穿孔的鳞片叫侧线鳞。具有感觉功能.•鳞式：侧线鳞的数目、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）是分类的依据之一，通常以鳞式(scaleformula)表示。例如鲤鱼的鳞式表示为：3.鳔和浮力1）水的密度大，具有浮力。但鱼类的骨骼、肌肉、组织等的比重都大于水，鱼类为防止下沉，产生了2种不同调节自身比重的方法：①肝脏：软骨鱼类、金枪鱼等。增加脂肪在身体的比例，具有巨大的肝脏，占体重20-25%，含有密度小于水的鲨烯。②鳔：绝大多数硬骨鱼类通过鳔调节比重。鳔内气体的调节有2种方法：吞咽或吐出空气——管鳔类依靠红腺分泌气体——闭鳔类1）鳔的结构：鳔是位于鱼类肠管背面的囊状的器官。因种类不同而分为1～3室。前后室之间有孔相通，便于鳔内气体流通和调节。气体：主要为氮、氧和二氧化碳，还有微量的氢、氩、氖、氦等。2）鳔内气体的调节：根据鳔与食管之间是否存在相通的鳔管，可将鱼类分为两大类：管鳔类（physosto-mous）：有鳔管通入食管背面，以吞咽或吐出空气来调节，如鲤形目。闭鳔类（physoclistous）：不具管，依靠红腺分泌气体调节。红腺处分布了大量毛细血管，红腺分泌乳酸进入血液，使血液中氧气分离进入鳔内。卵圆区括约肌收缩。需要下沉时括约肌放松，卵圆窗微血管吸收气体。如鲈形目等。卵圆窗红腺奇网肝门静脉腹腔肠系膜动脉背大动脉后主静脉红腺卵圆窗水平剖面鳔管食道括约肌{中轴骨附肢骨{脊柱：{鳍骨带骨{奇鳍骨偶鳍骨肩带：腰带：背鳍臀鳍尾鳍胸鳍骨腹鳍骨4.支持和运动系统由头骨、脊柱、带骨、附肢骨、肌肉构成了支持和运动系统。按其功能和所在部位，分为中轴骨和附肢骨两部分。头骨{脑颅咽颅{{{{担鳍骨鳍条悬挂胸鳍的带骨为肩带连接腹鳍的带骨为腰带肌肉系统•主要肌肉是躯干部分节的肌节，由水平生骨隔分为轴上肌和轴下肌，其中轴上肌最为发达；•肌节呈锥形漏斗状，彼此套叠，在鱼体的横切面上呈现一系列同心圆状；•偶鳍背腹两面均有肌肉附着，背面为伸肌，腹面为曲肌。靠躯干分节的肌节的波浪式收缩传递和尾部的摆动获得向前的推动力；如依靠肌肉的收缩使鳍作上提、外展、下降等进行运动。1.分化少，分节排列：2.头部肌肉：眼肌、鳃节肌等3.躯干肌:大侧肌(轴上肌、轴下肌)、棱肌4.附肢肌5.呼吸终生用鳃作为呼吸器官。鳃位于口咽腔两侧。一般有5对鳃弓。软骨鱼：鳃裂直接开口体外。硬骨鱼：外侧有鳃盖骨。有鳃盖；鳃孔1对。鳃具有显著特点：气体交换面积大；壁薄，使氧气进入血液的距离缩短；鳃中有丰富的毛细血管分布；鳃中存在逆流交换机制；入鳃血为缺氧血，出鳃血为多氧血）。鳃可以将水中80%的氧摄入体内。6.血液循环血液循环为单循环。心脏：位于鳃弓后下方的围心腔内，由静脉窦、一心房、一心室、动脉圆锥（或动脉球）组成。动脉圆锥为软骨鱼类所具有，能有节律地搏动；动脉球为硬骨鱼类所具有，无搏动能力。瓣膜都具有提高血压和防止血液逆流的功能。血管系统：包括动脉和静脉。动脉：主要由腹大动脉、入鳃和出鳃动脉以及背大动脉组成。静脉：包括前主静脉、后主静脉、总主静脉，门静脉包括肝门静脉和肾门静脉。硬骨鱼的鳃循环脾脏（spleen）：脾脏位于胃的一侧或后方，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。单循环——血液在全身循环一周，只经过心脏一次的现象。鱼类循环特点：1）单循环，血液从静脉窦—→心房—→心室—→动脉球—→入鳃动脉—→鳃微血管网气体交换。2）心脏小，重量不到体重的1％。3）血量少，血液循环速度慢。以上特点都是鱼类对代谢水平较低的水生生活的适应。尿殖窦输尿管余肾膀胱肾管睾丸尿殖孔肾上腺肾脏中部肾脏前部头肾头肾肾上腺肾管肾脏前部肾脏中部余肾卵巢尿殖孔尿殖窦输卵管膀胱鲤鱼的排泄和生殖系统7.渗透压的调节和排泄�1）排泄系统由一对肾脏及输尿管组成，腹腔背壁。其功能除排泄尿液外，还具有维持体液浓度、调节渗透压的作用，以保证机体适应所处的环境。2）因海水和淡水含盐量不同，生活在不同水环境中的鱼有不同的体液调节机制：海生硬骨鱼类：体内盐分浓度比海水低，使体内水分不断向外排出，大量失水，所以为了保持平衡大量吞饮海水造成盐分增高，从而形成排盐器官。通过位于鳃上皮的泌氯腺排出过多的盐分；而保持体内水分平衡。同时肾脏肾小体退化消失，排除的尿量极少。海生软骨鱼类：血液中因含有2％左右的尿素而浓度高于海水，使得海水不断渗入体内。不致产生失水过多现象。多余水分经肾脏排出，多余的盐分通过直肠背面的直肠腺排出。淡水硬骨鱼类：体液和血液浓度高于环境中水的浓度，水分不断渗入体内，多余水分通过肾脏排出，肾小体数目多。同时鳃上皮具有从水中吸收盐分的细胞，以补偿盐的丧失。所以淡水鱼放入海中会因体内盐分过多，血液粘度提高而死亡。8.取食和消化因出现上、下颌，以及骨骼肌肉的协调，成为主动捕食的动物。消化系统：包括消化道和消化腺。出现食道与胃、肠的分化。消化道：口咽腔、食道、胃、肠、肛门。口腔和咽没有明显界限。口咽腔内有齿、舌、鳃等。主要特征：牙齿：按着生部位不同：有颌齿、犁齿、舌齿、咽齿。第5对鳃弓上着生的咽喉齿，以不同的形状适应不同的食性（如食草的呈梳状，而食肉的则呈臼状）。鳃弓：在咽部两侧，内侧的小突起叫鳃耙。是阻拦食物随水流出鳃裂的滤食结构；鳃耙的数目、形状和疏密程度与食性有关（如食浮游生物的细长而稠密，而食肉的则短而疏）。肠：长短与食性有关。草食性的长。软骨鱼类肠的末端以泄殖腔孔通体外；硬骨鱼类则是以肛门和泄殖孔与体外相通。消化腺:大多数硬骨鱼类的肝脏和胰脏组织混在一起称肝胰脏软骨鱼类有独立的肝脏和胰脏。9.神经系统和感觉器官神经系统中枢神经系统：周围神经系统：植物神经系统：脑脊髓脑神经脊神经交感神经副交感神经包在脑颅和椎骨里由脑和脊髓发出的神经支配内脏活动小脑瓣迷叶小脑脑上腺嗅茎端脑嗅球面叶中脑延脑中脑端脑下叶脑垂体ⅠⅡⅢⅩⅣⅤⅥⅦⅧⅨ血管囊脊髓鲤鱼的脑和脑神经(1)鱼类的脑分为5部脑：大脑、间脑、中脑、小脑和延脑。体积小。多数大脑背壁较薄。由于在水中运动活跃，所以调节肌肉运动的小脑发达。其中软骨鱼类大脑较硬骨鱼类发达，脑顶部已出现神经物质。脊髓：是一条扁圆形的柱状管，前面与延脑相连，后延伸入最后一枚椎骨。具有明显分节现象，每节发出的神经与外周神经相连。脑神经：由脑发出的神经，共10对。脊髓在每一体节发出1对脊神经（图）。嗅神经、视神经、动眼神经、滑车神经、三叉神经、外展神经、面神经、听神经、舌咽神经、米走神经。背神经节背根脊髓腹根白质背根灰质神经管腔脏支腹支背支腹根交感神经干（2）感觉器官：包括嗅觉听觉视觉和侧线。1）嗅觉：发达，有1对外鼻孔进入鼻腔与1对嗅囊接触，能感受外界的化学刺激。鲨鱼的嗅觉最发达，可在海水中嗅到稀释到百万分之一浓度的血液。2）听觉：鱼类只有内耳，由3个半规管、椭圆囊和球状囊组成，主要是平衡觉。3）视觉：眼睛具有脊椎动物眼的基本模式，即3套膜（巩膜、脉络膜和视网膜）和1套折光系统（角膜、晶体和玻璃体等）。但鱼眼无眼睑和泪腺。3）视觉：眼睛具有脊椎动物眼的基本模式，即3套膜（巩膜、脉络膜和视网膜）和1套折光系统（角膜、晶体和玻璃体等）。但鱼眼无眼睑和泪腺。4）侧线:是鱼类特有的皮肤感受器。在头和体侧的皮肤下。由侧线神经支配。由感受机械刺激的神经丘器官和感受电刺激的壶腹器官组成。侧线主要感受水流方向、压力、速度等，对于鱼类的取食、避敌和求偶具有重要的生物学意义。侧线神经与内耳来的听神经一起进入延脑的听觉侧线区。侧线感觉器鳞片传入神经外孔表皮侧线管侧线神经9.生殖与洄游1）生殖：雌雄异体，生殖系统由生殖腺（精巢和卵巢）及输导管（输精管和输卵管）共同组成。软骨鱼和硬骨鱼结构不同。软骨鱼类：1对精巢、输精管、由腹鳍一部分特化形成的鳍脚，精子由鳍脚注入雌鱼生殖管内。1对卵巢、输卵管，但两者