Как дышат акулы в чем особенность
Акулы
На протяжении многих лет эволюции, у этих водных существ появились уникальные механизмы адаптации, что позволило им обойти в этом плане другие, более древние виды. По мнению ученых, акулы появились на земле примерно 450 млн. лет назад и до сих пор считаются одними из самых совершенных водных животных.
Акулы: описание
Акулы представляют надотряд хрящевых рыб и подкласс пластиножаберных. При этом они отличаются своеобразным внешним видом, который сводится к тому, что у акул торпедообразная форма тела, несимметричный хвостовой плавник, а также голова с пастью, усеянной несколькими рядами достаточно острых зубов. К русским это название пришло от древнеисландского «hakall», что означало просто любую рыбу. Слово «акула» начали употреблять где-то в 18 веке, что так же означало любую рыбу.
Внешний вид
Большинство видов акул отличается наличием торпедообразного корпуса и овально-конической головы. Подобная форма тела позволяет этому морскому обитателю легко и с большой скоростью перемещаться в толще воды. Рыба перемещается за счет волнообразного движения тела, а также за счет работы всеми плавниками, особенно хвостовым. Хвостовой плавник так же выполняет роль руля и состоит из двух лопастей, нижней и верхней, причем в верхнюю часть заходит позвоночник.
За счет боковых плавников акула совершает маневры, как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскости. За счет работы парных плавников, акула поддерживает равновесие в воде, при этом за счет наличия столь сложной системы передвижения акула способна совершать уникальные трюки. Единственный недостаток – акула не может двигаться назад, хотя ей это и не нужно.
Интересно знать! Некоторые виды акул ходят по дну на грудных и на брюшных плавниках, словно на ногах. Светящиеся акулы, длина которых составляет не больше метра, за счет грудных плавников как бы порхают в воде, словно колибри.
Скелет акулы состоит из хрящей, при этом он дополнительно усилен кальцием в местах, где он подвержен наибольшим нагрузкам. Благодаря такому строению скелета акула обладает уникальными возможностями подвижности и изворотливости. Ее уникальная по строению кожа, состоящая из плакоидных чешуек, прочность которых сопоставима с прочностью зубов, помогает хищнице преодолевать сопротивление водной среды. Если провести рукой по направлению от головы к хвосту, то кожа окажется гладкой, а если провести по направлению от хвоста к голове, то она покажется грубой, как наждачная бумага.
Кроме этого, железы постоянно выделяют слизь, которая снижает трение кожи акулы в разы, благодаря чему акула передвигается в толще воды с большой скоростью. Акулья кожа так же выделяет пигмент, который отвечает за окрас, в зависимости от вида подводного обитателя. Как правило, окрас рыбы зависит от мест обитания, поэтому он отвечает окрасу дна водоема и характеру водной растительности. Практически все рыбы, и акулы в том числе имеют специфическую раскраску: верх темный, а низ светлый. Поэтому акулы имеют камуфлированную защиту, как сверху, так и снизу. Эта особенность окраса тела применима практически ко всем рыбам.
Рыба или млекопитающее
Плащеносная акула по своему внешнему виду схожа с угрем или морской змеей. Ковровые и скатовые акулы обитают на самом дне и отличаются плоской формой тела, которое имеет неприметную песчаную окраску, что делает их незаметными на песчаном дне. Некоторые виды воббегонговых акул имеют кожистые выросты на рыле. Не меньший интерес представляет и акула-молот, которая отличается Т-образной формой головы.
Характер поведения и образ жизни
По некоторым утверждениям, акулы ведут обособленный образ жизни и не формируют группы. На самом деле это не так и их можно увидеть в числе больших стай, особенно в период размножения или в местах, где сосредоточено достаточно пропитания.
Некоторые виды отдают предпочтение оседлому способу жизни, а некоторые из них мигрируют на огромные расстояния, составляющие тысячи километров. По мнению некоторых ученых, схемы миграции акул намного сложнее, по сравнению со схемами миграции пернатых. Акулы отличаются еще и тем, что имеют межвидовую общественную иерархию, особенно в вопросах пропитания: шелковая акула всегда подчиняется длиннокрылой.
Важный момент! Чтобы уснуть, у акулы есть два варианта. Она может это сделать во время движения, поскольку движениями управляет спинной мозг или поочередно отключать левое и правое полушарие мозга. Так кстати, делают дельфины.
Акулы находятся в постоянном движении, гоняясь за добычей. Они растрачивают массу сил и энергии, поэтому постоянно чувствуют себя голодными. Прожорливость акул просто поражает. Ученым удалось записать звуки, которые издают акулы в толще воды. Несмотря на это, они пришли к выводу, что акулы общаются между собой не звуками, а с помощью жестов, как плавников, так и всего тела.
Движение и дыхание
Акулы, из-за особенностей физиологического строения, просто обречены на непрерывное движение. Естественно, что всем живым существам необходим кислород, но у акул отсутствуют жаберные крышки, позволяющие пропускать воду через них. Поэтому акуле приходится плавать с приоткрытой пастью, чтобы захватывать воду, иначе кислород не будет поступать ко всем органам. Пропуская воду через пасть, рыба удаляет ее через жаберные отверстия. Часть акул умудряется притормозить, особенно при движении против течения или прокачивая воду через жабры, набирая ее в пасть. Для этого они раздувают пасть и задействуют брызгальца. По некоторым данным, некоторые виды акул, которые обитают у самого дна, умеют дышать кожей.
Благодаря исследованиям, в мышечных тканях акул удалось обнаружить повышенную концентрацию миоглобина, что позволяет этим рыбам преодолевать постоянные нагрузки, связанные с постоянным движением. За координацию в толще воды и сложные движения отвечает мозжечок и передний мозг, которые связаны с более развитыми отделами головного мозга.
Работа сердца и печени
Температура тела акул всегда равна температуре водной стихии, поэтому этих рыб называют холоднокровными. Несмотря на это, имеются отдельные виды, которые являются частично теплокровными. Они способны повышать температуру своего тела за счет энергичной работы мышечных тканей, которые и подогревают кровь. Естественно, что за циркуляцию крови по всем важным органам отвечает сердце. Оно располагается в грудном отделе недалеко от головы и состоит из желудочка и предсердия. Сердце прокачивает кровь через жаберные артерии и направляет их в сосуды, расположенные в жабрах. После насыщения кислородом, кровь подается во все важные органы.
Важно знать! В любом случае у сердца не хватает мощности, чтобы поддерживать давление на постоянном уровне. В связи с этим, акула постоянно помогает распределять кислород по огромному телу за счет регулярных мышечных сокращений.
У акулы сравнительно большая печень, занимающая пятую часть веса ее тела. В обязанности печени входит:
В результате функций печени акулы держатся на плаву, при этом они не ощущают перепадов давления в процессе вертикальных перемещений.
Функции органов чувств
Считается, что у акул достаточно плохое зрение и они способны различить лишь контуры предметов и не могут, тем более, различать цвета. Бывают случаи, когда акулы буквально не замечают неподвижный живой объект, но когда он начинает двигаться, то акулы тут же на него реагируют. Несмотря на такой факт, глаза хищницы имеют защитные элементы, в виде кожных складок или перепонок. Особенности строения внутреннего и среднего уха заключаются в том, что акулы способны слышать низкочастотные колебания, недоступные для человеческого уха. Благодаря этой особенности, акула улавливает перемещения водяных слоев.
Ампулы Лоренцини помогают рыбе находить для себя потенциальную добычу, поскольку в их функции входит улавливать малейшие электрические импульсы, которые исходят от жертвы. Подобные рецепторы расположены на передней части головы и на других частях тела.
Интересно знать! Акулы обладают уникальным нюхом, который в тысячи раз острее человеческого. Это возможно благодаря сильно развитым передним долям мозга, а также уникальным строениям ноздревых рецепторов.
Строение ноздревых канавок позволяет увеличить приток воды к ноздрям, поэтому рецепторы омываются намного чаще и, как следствие, увеличивается количество информации. Когда акула плывет, то постоянно крутит носом в разные стороны, чтобы определить, откуда и какие запахи поступают для обработки информации.
Если хищницу полностью ослепить, то она без проблем найдет для себя пропитание. Запах крови она чувствует даже в том случае, если ее каплю растворить в объеме воды стандартного бассейна. Ученые определили, что некоторые виды акул способны определять запахи, распространяющиеся не только в воде, но и по воздуху.
Сколько живут акулы
В основном, акулы живут не так уж и много, где-то около 30 лет максимум, хотя среди видов встречаются настоящие долгожители, которые доживают до 100 лет, а то и дольше. К подобным видам следует отнести:
Гренландская полярная считается настоящим рекордсменом среди своих сородичей, а также среди всех позвоночных животных. Когда была поймана 5 метровая акула этого вида, то палеогенетики установили, что ее возраст составляет где-то 392 года. В результате таких данных было сделано заключение, что средняя продолжительность этого вида составляет не меньше 272 лет.
Система зубов у акулы, это своеобразный конвейер: как только какой-либо зуб выпадает, на его месте появляется новый. У каждого вида свое строение зубов и челюстей, что связано с рационом питания. У видов, которые питаются планктоном, самые мелкие зубы, а у плотоядных видов они большие, мощные и острые, легко входящие в плоть потенциальной жертвы.
Акулы, обитающие на самом дне, вооружены плоскими и ребристыми зубами, с помощью которых акулы дробят панцири. Широкие зубы с зазубринами у тигровой акулы, которая охотится на крупных обитателей подводного мира.
Виды акул
Ученым до сих пор неизвестно, сколько видов акул обитает на водных просторах нашей планеты. Одни считают, что их около 450 видов, а другие склонны считать, что видов акул не меньше 530. При этом все ученые сходятся в количестве отрядов, которые объединяют все виды акул.
Ученые утверждают, что существует до восьми групп акул, независимо от их видового разнообразия. Например:
Интересно знать! Самая маленькая из акул – мелкая катранообразная, длина тела которой составляет всего 20 см, а самая большая – китовая акула, с длиной тела около 20 метров.
Жабры и дыхание акулы
Что такое дыхание?
На этот вопрос большинство ответит, не задумываясь: «поглощение кислорода и выделение углекислого газа». А вот зачем нам кислород и откуда в организме берется углекислый газ, простой обыватель, скорее всего, затруднится объяснить.
Многие удивятся, узнав, что дышать можно и без кислорода. Правда, на это способны только некоторые бактерии и паразитические черви.
Жабры акулы, как и легкие человека, должны постоянно снабжать организм этим необходимым для жизни газом, а ведь в воде его в 30 раз меньше, чем в воздухе.
Что такое жабры?
Это тоже простой для обывателя вопрос. Любой скажет, что это органы, предназначенные для дыхания в воде, и будет прав. Это вывернутые наружу дыхательные поверхности, снабженные огромным количеством тончайших кровеносных капилляров, в которых и происходит газообмен.
Жабры есть у некоторых морских червей, у всех моллюсков и раков. У позвоночных жабры представляют собой щели в глотке, снабженные большим количеством выростов.
Как устроены жабры акулы?
Жаберные щели хорошо видны в виде линий перед грудными плавниками. Между ними находятся широкие перегородки, хрящевой основой которым служат жаберные дуги, образованные хрящом.
На внутренних поверхностях жаберных мешков находится большое количество темно-красных складок, которые за форму и цвет назвали жаберными лепестками. Лепестки имеют значительную общую площадь поверхности и пронизаны огромным количеством кровеносных капилляров.
Как работают жабры акулы?
Акулы также совершают и дыхательные движения, при которых сначала через брызгальце и рот в расширяющуюся глотку попадает вода, через внутренние жаберные щели проникает к лепесткам и дальше в полости перед наружными закрытыми давлением воды жаберными щелями. Так происходит вдох.
Выдох начинается со сближения жаберных дуг и вследствие этого уменьшения объема глотки. Сближенные лепестки не дают воде попасть опять в глотку, она вся направляется в наружные жаберные полости и под давлением отдавшая кислород и насыщенная углекислым газом вода выходит наружу.
При быстром движении достаточно одной проточной вентиляции.
Исследователи часто вылавливают акул для установки спутниковых радиопередатчиков. Для такой процедуры нужно не менее 10-20 минут, так как устройства прикручивают на спинной плавник массивными болтами. Все это время акула находится на воздухе.
Чтобы рыба могла дышать, ей в рот вставляют шланг с мощным напором морской воды, которая вытекает через жаберные щели. Большие белые акулы, а тем более виды помельче, успешно выживают после установки передатчика и еще долго потом сообщают о своем местонахождении, помогая изучать жизнь свою и своих соплеменниц.
Бытует мнение, что можно отбиться от нападающей акулы, ударив ее в жабры или в глаз. Скорее всего, у несчастной жертвы не будет возможности дотянуться до этих чувствительных мест, но все же такая вероятность есть.
Один из серферов, подвергшийся нападению акулы-людоеда, смог ухватиться за спинной плавник большой белой хищницы и ударить прямо в жаберную щель. Это спасло ему жизнь, так как акуле пришлось отплыть, чтобы отойти от чувствительного удара.
К моменту следующей атаки ловкий юноша успел ухватиться за остатки своей перекушенной акулой доски и доплыть до прибрежного мелководья, на котором стал недосягаем для чудовища.
Поэтому нужно уважать существ, во владения которых мы постоянно вторгаемся без спроса, и признавать их право чувствовать себя в этих владениях хозяевами.
Как спит акула? Особенности жизни и развития акул
На данный момент известно около 400 видов акул: от самых маленьких (15 см в длину) до гигантов (18 м в длину). Они имеют свои особенности, но есть и общие черты, присущие практически всем видам:
Однако существует ряд особенностей, которые отличают акул от других животных и придают большую загадочность: например, как спит акула, каким образом питается, передвигается и охотится.
Как спит акула
Отвечая на вопрос о том, как спит акула, нужно понять, что сна как такового у нее нет. Скорее процесс можно назвать отдыхом. Хищники, живущие у берега или в более мелких водоемах, обустраивают место для «сна» в подводных пещерах. Там акула как бы спит — она лежит на дне без движения.
А как спится акулам в океанах? Акулы, обитающие в глубоких водах, почти никогда не спят, так как, перестав работать хвостом и плавниками, они погрузятся на большую глубину, не предназначенную для них. Проще тем особям, которые живут на глубине постоянно — они могут найти время для «сна». Говоря о том, спят ли акулы, можно смело дать отрицательный ответ.
Плавать, чтобы дышать
Природа лишила акул плавательного пузыря (который есть у всех костных рыб), компенсировав их отрицательную плавучесть хрящевым скелетом, большой печенью и плавниками. Большинство акул не прекращают двигаться, так как остановка влечет за собой моментальное погружение.
В более выигрышном положении, чем прочие, находятся песчаные акулы, которые научились заглатывать воздух и держать его в специальном желудочном кармане. Изобретенный гидроcтатический орган (заменитель плавательного пузыря) не только отвечает за плавучесть песчаной акулы, но и значительно облегчает ее жизнь, включающую кратковременные перерывы на отдых.
Интересные факты об акулах
Акулы – довольно необычные существа, о которых можно говорить бесконечно. Они существуют миллионы лет и при этом отлично приспосабливаются к любым условиям жизни. Хищники пережили динозавров и явно не собираются вымирать. Вот еще несколько интересных фактов об акулах:
Узнав, как спят акулы, каким образом они питаются и существуют, можно понять, что это уникальный вид рыб, имеющий многовековую историю.
Дышать, чтобы жить
Акулам, как всем рыбам, необходим кислород, который они получают из воды, пропущенной через жабры.
Органы дыхания акулы – жаберные мешки, выходящие внутренними отверстиями в глотку, а наружными – на поверхность тела (по бокам головы). Биологи насчитывают у разных видов от 5 до 7 пар жаберных щелей, располагающихся перед грудными плавниками. При дыхании кровь и вода движутся противотоком
У костных рыб вода омывает жабры за счет движения жаберных крышек, которые у акул отсутствуют. Поэтому хрящевые рыбы прогоняют воду по боковым жаберным щелям: она заходит в рот, а вытекает через щели.
Чтобы дыхание не прекратилось, акула должна непрерывно перемещаться с открытой пастью. Теперь понятно, почему акулы, помещенные в небольшой бассейн, хлопают приоткрытой пастью: им не хватает движения, а значит, и кислорода.
Как спят дельфины и китообразные
Когда у тебя есть жабры, то сон под водой не кажется такой уж сложной задачей. Но что, если для дыхания тебе требуется открытый воздух?
С такой проблемой сталкиваются китообразные и дельфины – во время бодрствования им необходимо периодически подниматься на поверхность, чтобы сделать глоток воздуха. И то же самое нужно делать во сне.
Эволюция подошла к этому вопросу достаточно оригинально – чтобы дельфин или кит не утонул, слишком крепко заснув, одна половина его мозга остается бодрствующей. Что интересно, во время сна у животных даже закрывается один глаз, противоположный отдыхающему полушарию.
Крупным китам же в этом плане повезло чуть больше. Конечно, они тоже спят, «отключая» одно из полушарий мозга, однако некоторые виды нередко поднимаются на поверхность и дрейфуют несколько минут, погружаясь в сон полностью.
Нельзя не упомянуть тот факт, что после родов самка кита и ее новорожденный детеныш не спят порядка двух недель.
Дело в том, что в этот период они особенно уязвимы для хищников и даже недолгое погружение в глубокий сон может привести к катастрофическим последствиям. Например, нападению акул. Кстати, об акулах…
Спящие тигры моpей (акулы)
Рассудок и инстинкты. Какую роль они играют в поведении животных? Не один десяток лет этот вопрос является предметом споров ученых-этологов. Причем полемика обычно ведется лишь относительно наших братьев меньших, живущих на суше. А вот обитателям морей и океанов вообще отказано в возможности претендовать на наличие элементов рассудочности в их поведении. Между тем дело обстоит далеко не так просто, о чем свидетельствует предлагаемый очерк.
В шести милях от оконечности полуострова Юкатан расположен небольшой островок Исла-Мухерес, излюбленное место отдыха туристов. Его жители — потомственные рыбаки, занимающиеся промыслом креветок, омаров и акул, которых охотно покупают для гурманов владельцы ресторанов. Один из рыбаков по имени Карлос Гарсия и обнаружил спящих акул в подводной пещере. Гигантские рыбины неподвижно лежали на дне, часто дышали и, казалось, пребывали в состоянии глубокого опьянения. Во всяком случае на появление человека они никак не реагировали. Причем это были акулы-людоеды, которые живут в океане на больших глубинах и носят в науке название пелагических.
Слух об открытии Карлоса распространился среди туристов и в конце концов дошел до ученых. Но те категорически отвергли саму возможность того, что акулы-гиганты могут спать на дне мелководной пещеры. Чтобы жить, они должны непрерывно двигаться. Только тогда жабры омываются достаточно сильным потоком воды, снабжающим их кислородом в нужном количестве.
Об акульем феномене случайно услышал от одного из коллег видный мексиканский биолог Рамон Браво. В отличие от других он не стал с ходу отвергать его возможность, а пригласил своего друга из США, доктора Сильвию Эрл и отправился в экспедицию на побережье Юкатана.
Когда двое ученых с помощниками приехали на остров Исла-Мухерес, там их с нетерпением ждал Карлос Гарсия, воспринявший недоверие ученых как личное оскорбление и жаждавший восстановить истину. Прямо с парома он потащил приехавших к загадочной пещере. Там впервые в истории ихтиологии члены экспедиции сами наблюдали спящих акул. «Это были взрослые кархародоны, — рассказывает Сильвия Эрл. — Первое впечатление было, что они мертвы и мы попали на какое-то подводное «кладбище слонов» — ведь согласно легенде, те уходят умирать в какое-нибудь удаленное место. По словам нашего проводника Карлоса, еще раньше он несколько раз рискнул дотрагиваться до них и даже слегка приподнимал хвосты, но ни одна из хищниц не проявила по отношению к нему никаких агрессивных намерений».
Поведение гигантских акул было более чем странным. Ведь у них практически нет врагов, а следовательно и необходимости прятаться в пещерах на отдых. Традиционно считалось, что пелагические акулы спят урывками, не прекращая движения, чтобы не задохнуться. А тут была настоящая спальня. Причем ее обитатели даже во сне не прекращают энергично пропускать воду через жабры, ритмично открывая и закрывая зубастые пасти:
Прежде чем искать ответ на эту загадку, нужно было измерить температуру воды, ее соленость, определить содержание в ней кислорода и химических примесей, скорость и направление течения в пещере, короче — проделать множество далеко не безопасных, хотя акулы вроде бы вели себя смирно, предварительных исследований.
К сожалению, выполнить намеченную программу помешала испортившаяся погода: стало штормить. К тому же один за другим ломались приборы, да и акулы не проявляли особого желания способствовать разгадке своей тайны. Нет, они не нападали на людей, но и не давали трогать себя, не говоря уже о том, чтобы измерить температуру их тел. Самое же удивительное заключалось в другом. Хотя с помощью своих страшных зубастых пастей хищницы могли бы в два счета избавиться от назойливости непрошеных гостей, они демонстрировали поразительную терпимость, которую от них трудно было ожидать.
…Наиболее удачной оказалась третья экспедиция. Гарсия настолько увлекся загадкой «акульих спален», что все свободное время проводил с аквалангом на прибрежных рифах и банках. Он обнаружил еще две пещеры со спящими «тиграми морей»: одну на рифе Пуенте, вторую — на рифе Кадена. Последняя находилась на глубине всего 33 футов, что значительно облегчало ныряние в «лабораторию». А главное, акулы в ней вели себя во сне куда спокойнее, чем в других местах. Одна из них, например, позволила наблюдать себя в течение четырех часов, прежде чем вернулась в нормальное состояние, заставив исследователей поспешно покинуть ее дортуар.
Анализы воды, взятой во всех трех пещерах, показали, что она повсюду имела меньшую соленость, была больше насыщена кислородом, а также содержала повышенный процент кислот. Это говорило за то, что в акульи «спальни» у острова Исла-Мухерес через подземные скважины, подобные артезианским, поступает пресная вода.
Статья по теме Интересные факты об акулах
И все-таки оставалось загадкой, почему акулы выбрали именно эти места для своего сна? Один из ассистентов доктора Сильвии Эрл предположил, что, возможно, подобная смесь оказывает «опьяняющее» действие, подобно тому, как это бывает с человеком, когда он примет большую дозу спиртного. Ну а предпочтение, которое они отдают нескольким пещерам, объясняется тем, что в них «подают самый крепкий коктейль». Эта версия, однако, имела один существенный изъян: она не давала ответа на вопрос, почему не «пьянеют» и не спят акулы, заплывающие в реки на десятки километров.
Кстати, сам термин «сон» на поверку оказался не совсем точным: акулы вовсе не спали в полном смысле этого слова. Их глаза постоянно следили за действиями людей, находившихся возле них. Другое дело, что хищницы не пытались нападать, хотя в обычном состоянии не преминули бы сделать это, а просто уплывали, если те слишком уж мешали им наслаждаться заслуженным отдыхом после многодневных рейдов в океане.
Отдых в Карибском море
Серия наблюдений за акулами была проведена вблизи полуострова Юкатан, разделяющего Мексиканский залив и Карибское море. Около полуострова находится подводная пещера, где исследователи обнаружили крепко спящих (на первый взгляд) рифовых акул. Они, в отличие от белоперых акул, считаются активными пловцами, без устали снующими в толще воды.
При ближайшем рассмотрении выяснилось, что за минуту рыбы совершали 20-28 вдохов/выдохов, задействуя жаберные мышцы и рот. Ученые называют этот способ проточной или пассивной вентиляцией: жабры омывались водой из пресных родников, бьющих со дна.
Ихтиологи уверены, что акулы проводят в гротах с ослабленным течением по несколько дней, укладываясь на дно и впадая в некое оцепенение, при котором все физиологические функции существенно замедляются.
Это интересно! Установили также, что в пещерной воде (благодаря пресным родникам) было больше кислорода и меньше соли. Биологи предположили, что вода с измененными свойствами действовала на акул подобно тормозящему наркотику.
С точки зрения ученых, отдых в пещере не вполне напоминал сон: глаза акул следили за перемещениями аквалангистов. Чуть позже также было отмечено, что кроме рифовых акул, на отдых в гротах устраиваются и иные виды, включая акулу-няньку, песчаную, карибскую, голубую и бычью акулу.