Современные кистеперые рыбы: являются важным звеном в эволюции или нет?

Движение рыб

Меч-рыба может достигать 4,5 м. Ее тело не имеет чешуи и брюшных плавников

Рыбы движутся волнообразно благодаря наличию сегментированных мышц, изгибающих тело. Вперед они толкают себя мощными движениями хвоста с лопастью плавника на конце. Все остальные плавники тоже имеют свое назначение: это рули поворотов, глубины, спинной плавник позволяет сохранять вертикальное положение. Самой быстрой рыбой считается меч-рыба, получившая свое название из-за заостренной верхней челюсти. Она способна развить скорость до 130 км/ч. Чешуя, покрывающая тело рыб, выполняет защитную функцию и придает телу гладкую форму, снижая сопротивление воды. Сохранять плавучесть и удерживать равновесие в воде позволяет особое выпячивание стенки пищевода — плавательный пузырь.

Ископаемые кистепёрые

Кистепёрые рыбы — одни из самых древних известных палеонтологам позвоночных. Они появились в водоёмах Земли в середине палеозойской эры, на стыке силурийского и девонского геологических периодов, приблизительно 350 – 300 миллинов лет назад. Как и современные рыбы они имели костные челюсти и чешую из налегающих друг на друга пластин. Но при этом кистепёрые отличались рядом особенностей строения. Наиболее характерная из них — форма плавников, из-за которых эти древние рыбы и получили своё название. Брюшные и грудные плавники кистепёрых представляют собой снабжённые мышцами лопасти, окаймлённые бахромой из мягких лучей, как бы недоразвитые лапы. С их помощью было удобно не только плавать, но и ползать по донному грунту.

Окаменелость рыбы Coelacanthus granulatus

Развитие кистепёрых шло по двум основным линиям, они делились на целакантов и рипидистий. Обитавшие в пересыхающих болотах рипидистии, видимо, стали непосредственными предками амфибий, а через них и всех прочих наземных позвоночных, в том числе и человека. Дав начало новому этапу эволюции, сами они сошли со сцены довольно быстро (в геологическом смысле этого слова).

А вот ближайший родственник рипидистии целакант просуществовал в практически неизменном виде удивительно долго. Их окаменевшие останки непрерывно прослеживаются на протяжении 250 миллионов лет, дольше, чем у любого другого позвоночного. Но, как выяснилось, палеонтологические данные оказались неполными, и в действительности целакант ещё более живуч.

Иногда в популярной литературе можно встретить утверждение, что давшие начало амфибиям кистепёрые обитали в мелких пресных водоёмах, тогда как оставшийся неизменным целакант предпочитал морские глубины. Это неверно. Останки древних целакантов в изобилии находят в местах, на которых некогда существовали болота. По-видимому, болота мезозойской эры просто кишели целакантами. Этот отряд кистепёрых рыб был очень широко распространён географически. Чрезвычайно схожие между собой, возможно принадлежащие одному виду, останки находят в Гренландии и на острове Мадагаскар, причём датируются они одинаково.

Ископаемые целаканты — рыбы небольшие. Большинство известных окаменелостей имеют размеры 12 – 50 см. Но они, безусловно, были хищниками, на что указывает строение зубов. Некоторые виды ловили и ели других рыб, некоторые — питались моллюсками. Позвоночник целаканта совсем не такой, как у современных костистых рыб. Он не делится на позвонки и представляет собой пустую изнутри, эластичную трубку. Если позвоночник костистых рыб снабжён острыми твёрдыми шипами, то у целаканта вместо них имеются довольно мягкие полые отростки. Отсюда отряд и получил своё название (целакант в переводе с греческого — «полый шип». У этих рыб необычное строение черепа. Он не сплошной, а как бы составлен из двух половинок — передней и задней, соединённых суставом. Такое строение позволяет, открывая рот, не только опускать нижнюю челюсть, но и подымать верхнюю.

На сегодняшний день палеонтологи выделяют несколько десятков видов ископаемых целакантов. Пик их процветания приходиться на триасовый и юрский геологические периоды. Долгое время учёные пребывали в убеждении, что последний целакант умер около 70 млн. лет назад в меловом периоде, когда на Земле ещё здравствовали динозавры. Но случившиеся во второй трети XX в. события внесли в эти представления существенные коррективы.

Где обитает латимерия?

Фото: Кистеперая рыба латимерия

Известно три основных области её обитания:

мозамбикский пролив, а также территория немного севернее;
близ берега ЮАР;
рядом с кенийским портом Малинди;
море Сулавеси.

Возможно, этим дело не ограничивается, и она живёт ещё в какой-нибудь глухой части света, ведь последняя область её обитания была открыта совсем недавно – в конце 1990-х. При этом она отстоит от первых двух очень далеко – а потому ничто не мешает обнаружиться ещё одному виду латимерий вообще на другом конце планеты.

Раньше всего, примерно 80 лет назад, латимерию обнаружили у места впадения в океан реки Чалумна (отсюда и название этого вида на латыни) близ берега ЮАР. Быстро выяснилось, что этот экземпляр был занесён из другого места – района Коморских островов. Именно рядом с ними латимерий обитает больше всего.

Но позднее обнаружилось, что и у берега ЮАР всё-таки обитает собственная популяция – они живут в Содвана-бей. Ещё одна была найдена рядом с берегом Кении. Наконец, был открыт второй вид, обитающий на большом расстоянии от первого, в другом океане – близ острова Сулавеси, в одноимённом море, в Тихом океане.

Сложности с обнаружением латимерии связаны с тем, что она живёт на глубине, при этом исключительно в тёплых тропических морях, побережья которых обычно развиты довольно слабо. Лучше всего чувствует себя эта рыба, когда температура воды составляет примерно 14-18 °C, а в районах, которые она населяет, такая температура на глубине от 100 до 350 метров.

Поскольку питания на таких глубинах довольно мало, по ночам латимерия может подниматься повыше чтобы перекусить. Днём вновь погружается или и вовсе отправляется отдыхать в подводные пещеры. Соответственно, они выбирают места обитания, где подобные пещеры легко отыскать.

Потому так любят окрестности Коморских островов – из-за давней вулканической активности там появилось много подводных пустот, что очень удобно для латимерий

Есть и ещё одно важное условие: они обитают только в тех местах, где через эти пещеры в море попадает пресная вода

Теперь Вы знаете где живет кистеперая рыба латимерия. Давайте же посмотрим, что она употребляет в пищу.

Строение костных рыб

Скелет костных рыб состоит из костной ткани. Нижние дуги позвонков имеют отростки, к которым в области туловища прикреплены ребра, образующие футляр для важнейших внутренних органов. Жабры прикрыты подвижной жаберной крышкой. Благодаря их движениям вода засасывается через рот в жаберную полость, омывает пронизанные кровеносными сосудами лепестки жабр и выходит наружу через жаберные щели. Кровеносная система рыб замкнутая, она состоит из сосудов и двухкамерного сердца, делящегося на предсердие и желудочек. Кровь из сердца идет к жабрам, где насыщается кислородом, и несет его к разным органам, а потом возвращается в сердце.

Осетры насчитывают 17 видов, они живут до 100 лет и более, служат объектом промысла и разведения

Наравне с органами зрения, обоняния, осязания, у рыб есть боковая линия — уникальный орган, позволяющий воспринимать легчайшие возмущения водной среды. С его помощью рыбы мгновенно узнают о появлении хищника и ловко лавируют в расщелинах коралловых рифов. Боковая линия хорошо заметна у многих рыб.

Образ жизни и поведение

Латимерия встречается на глубине в сотню метров и более. Коморский вид предпочитает подводные лавовые поля возле вулкана Картала — там им легче искать корм и прятаться.

В дневное время латимерии собираются в стаи. Одновременно было замечено 19 особей. Рыбы не быстрые, перемещаются неспешно двигая плавниками.

Левый грудной двигается одновременно с правым брюшным, а затем – левый брюшной работает одновременно с правым грудным.
Анальный плавник двигается синхронно со вторым спинным, в свою очередь способствуя движению вперед.
Передний спинной служит для устрашения и выполняет роль паруса.
Хвостовой образован из 3-его спинного, 2-ого анального и собственно хвостового. И при спокойном дрейфе он особой роли не играет, активизируясь только для рывка.

В ночное время, в зависимости от направления течения, латимерии перемещаются или на глубину, или же наоборот, дрейфуют к поверхности, помогая себе своими лопастями-плавниками, которые к тому же выполняют функцию руля и позволяют лучше оплывать препятствия.

Где обитает латимерия

Чаще всего попадается коморская разновидность — возле берегов ЮАР и на юго-востоке Африки (возле Мозамбика и о. Мадагаскар).
В 10 тысячах км от места обитания коморского вида живет индонезийская разновидность.

Места обитания латимерии

Чем питается латимерия

Изучив повадки коморской разновидности, ихтиологи пришли к выводу, что они являются ночными хищниками. Питаются небольшими рыбками (анчоусами), в рацион латимерий также входят моллюски, каракатицы, донные акулы.

Естественные враги

У латимерий не очень много естественных врагов. Предполагается, что для этих рыб представляют опасность голодные акулы. Причем сами латимерии тоже могут охотиться на акул.

Сколько живет латимерия

Их относят к долгожителям, но точных сведений по возрасту нет. Латимерии недостаточно изучены, они могут жить только на значительной глубине и пока еще не выращиваются искусственно.

Размножение и потомство

Латимерии, как и отдельные виды осетровых, развиваются довольно долго. Половозрелость у самок наступает после 20 лет. Размножаются 1 раз в несколько лет. Оплодотворение внутреннее, но как именно оно происходит, до сих не было замечено. Также непонятно, где обитает молодь латимерии, молодые рыбы попались при погружениях всего один раз. Возможно, они прячутся в укромных местах подводных пещер, где их сложно найти, и что помогает обеспечивать выживание.

Особенность такого размножения у латимерии заключается в том, что эмбрион питается не только содержимым желточного мешка, но и частично может получать питательные вещества через плацентоподобную структуру непосредственно из крови матери, как это происходит у плацентарных млекопитающих, то есть у высших зверей. Также эмбрионы латимерии способны поглощать питательные вещества, которые выделяются стенками яйцеводов.

Позже, после очередного вылова, было сделано еще одно наблюдение — в одной самке находилось около 70 яиц. Такое большое количество эмбрионов не могло развиваться внутри самки и часть яиц служило питанием для развивающихся эмбрионов. Обнаруженные эмбрионы, которые были близки к рождению, имели зубы и развитый пищеварительный тракт. Похожий вариант развития эмбрионов есть у акул — у них в рождаются только сильнейшие, питаясь более слабыми эмбрионами и избыточными яйцами.

Что касается латимерий, однозначно можно сделать вывод, что их репродуктивная система (при беременности в 13 месяцев) устроена довольно сложно. Причем известно, что живорождение было присуще еще целакантам юрского периода, то есть живших 145-200 млн лет назад.

Развитие и размножение

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.

Особенности строения кистеперых рыб

Воскресшая из водных глубин древнейшая кистеперая рыба латимерия сохранилась благодаря тому, что обитает глубоко под водой, где на донной глубине в тысячу метров проводит большую часть жизни.

Взрослая особь порой может достигать длины в пять метров и веса в несколько сотен килограмм, из-за чего малоподвижна, хотя и является достаточно серьезным водным хищником, имеющим крупные и острые конического вида многочисленные зубы.

Передвигается огромная рыбина с помощью шести больших и сильных парных плавников, одного спинного плавника и мощного трехлопастного хвоста, имеющих определенную подвижность, в основании которых находится развитая мощная мускулатура.

Мясистый скелет плавников имеет разветвленные кисти сегментов, напоминающие при движении кисти лап животных. Именно необычность в строении плавников и дало этим рыбам такое своеобразное название – кистеперые.

Огромная черепная коробка рыбы латимерии наполнена небольшим количеством мозга в виде жироподобного вещества,

а чешуйчатое тело покрыто костными пластинами, имеющими круглую ромбическую форму.

Такое необычное строение кистеперых рыб указывает еще и на то, что половая зрелость у этих рыб наступает достаточно поздно, когда женская особь имеет возраст более 20 лет, а процесс размножения до того редок, что происходит один раз в несколько лет.

После внутреннего оплодотворения беременность самки длится примерно 13 месяцев, где в яйцеводе развивается несколько эмбрионов в желтом мешочке. Однако самка рожает всего лишь одного небольшого детеныша размером в 33 сантиметра.В отличие от современных представителей этих рыб, древние двоякодышащие кистеперые рыбы были пресноводными и имели как жаберное, так и легочное дыхание, эта переходная форма существования давала им возможность с легкостью дышать как в воде, так и на суше.

Особенности строения кистеперых рыб позволяют им в дневное время прятаться в донных укрытиях водной среды, защищаясь от яркого солнечного дневного света, ведя малоподвижный образ жизни.

Однако в темные ночные часы эти огромные хищники охотятся на более мелких рыб и кальмаров. Сами они также могут стать жертвами более крупных обитателей водных глубин, таких как хищные акулы.Характеристика кистеперых рыб указывается на то, что растут эти древние предки земноводных кистеперые рыбы достаточно медленно, а живут достаточно долго. В наше время этот доисторический представитель рыб является полноценным обитателем мирового океана.

За все время с момента обнаружения этих рыб было выловлено немало экземпляров, сегодня их популяция составляет около пятисот особей, поэтому отлов их осуществляется только в научных целях. Люди стали беречь этих водных живых ископаемых, взяли их под охрану и внесли во всемирную Красную книгу.

Целаканты в родной стихии

Осенью того же 1953 г. итальянской научной экспедиции удалось сделать первую подводную фотографию живого целаканта. Дальнейшее изучение вод у берегов Коморских островов показало, что эти рыбы обитаю на глубине около 100 м у крутых подводных обрывов. По ночам они могут подыматься ближе к поверхности, чтобы поохотиться, но днём вновь уходят на глубину, так как слишком тёплая вода им противопоказана. Их кровь лучше всего насыщается кислородом при температуре не более 16 – 18 градусов. Излюбленным местом скопления целакантов являются подводные пещеры в застывших лавовых потоках вулкана Картала у острова Гран Коморо. Однажды в такой пещере нашли целую стаю кистепёрых рыб, состоящую из 19 особей.

В 1987 г. биолог Ганс Фрике провёл очень ценные наблюдения за коморскими целакантами, погрузившись на батискафе. Он подробно описал их поведение, в частности зафиксировал одну странную привычку: время от времени рыбы переворачиваются и минуты на две зависают в вертикальном положении головой вниз. Смысл такого поведения на сегодняшний день неясен, но учёным удалось выяснить, что при помощи слабого электрического тока можно заставить рыбу перевернуться.

Latimeria chalumnae

Латимерия — свирепая хищница. Она выискивает в углублениях скалы спрятавшихся там морских животных и всасывает их в свою зубастую пасть вместе с водой. Уникальное строение черепа позволяет латимерии распахнуть пасть очень широко. Иногда она может быть опасна даже для мелких акул.

Долгое время Latimeria chalumnae считалась единственным живым представителем отряда целакантов. Но в 1997 г. на острове Сулавеси (Индонезия) на рыбном рынке города Менадо калифорнийский биолог Марк Эрдман обнаружил её собрата. Позже ещё несколько особей были выловлены и замечены с батискафа в индонезийских водах. Новый вид был очень близок ранее известному и получил название Latimeria menadoensis. Ареалы обитания этих двух представителей одного и того же семейства отстоят друг от друга на 10 000 км, но всё же они существуют в бассейне одного и того же Индийского океана. Наиболее бросающееся в глаза отличие индонезийского целаканта от коморского – его окраска. Обитающая на Коморах латимерия имеет серо-синий оттенок, а её сестра с другого края океана коричневатого цвета. О других особенностях второго современного вида кистепёрых рыб пока мало что известно.

Latimeria menadoensis

Предыдущая статья

Кальцит и карстовые пещеры

Следующая статья

БАРЬЕРНЫЙ РИФ НА СУШЕ. Подольские известняки

Предоставлено SendPulse

Современные представители кистеперых

Обнаруженной рыбе дали название латимерия. До 1998 г. был только один вид данного рода, но потом у индонезийских берегов поймана еще одна разновидность латимерии. Они обитают на достаточно большой глубине и ведут ночной образ жизни. Как и их древние предки, являются хищниками, что подтверждает наличие множества острых зубов. Днем прячутся в зарослях, а в ночное время выплывают на охоту — на рыб и кальмаров. Но и сами латимерии могут стать добычей более крупных видов рыб, например, акул.

Современные представители мало чем отличаются от своих древних родственников. У них имеется мощный хвост, сильные плавники с хорошо развитой мускулатурой, но черепная коробка почти полностью заполнена жироподобной жидкостью. Плавников у латимерии 7, 6 из них хорошо развиты и очень сильно напоминают конечности. Когда она передвигается, то опирается на парные плавники и перебирает ими. Но такое случается редко, потому что рыбы практически всё время находятся на дне моря.

У современных кистеперых рыб окраска синевато-серая с большими серо-белыми пятнами, которые расположены по всему рыбьему туловищу. Рисунок, который получается в результате этих пятен, является индивидуальным для каждой рыбы, что помогает при наблюдениях за ними.

У такой окраски есть еще одно предназначение — она является хорошей маскировкой, потому что светлые пятна являются отражением той местности, в которой они обитают. По этой окраске можно отличить два вида латимерии: у умирающей коморской происходит смена цвета с синего на коричневый, а у индонезийской разновидности окраска всегда остается коричневого оттенка с золотистым блеском на белых пятнах.

Особенности строения костных рыб

Рассмотрим общие признаки строения представителей группы.

Покровы

Кожные покровы многослойны. Они выделяют большое количество слизи. Имеются и так называемые защитные образования (чешуйки), которые представлены костными пластинками (однако имеются в природе и представители этой группы, у которых наблюдается переходный вариант).

Плавательный пузырь

Особый орган, характерный только для костных рыб. Расположен в полости тела под позвоночником. Он позволяет рыбе не утонуть под собственной тяжестью.

Опорно-двигательная система

Что касается скелета, то у костных рыб он имеет все те же отделы, что и у хрящевых представителей. Позвоночник состоит из множества позвонков, которые формируют и туловище, и хвостовой отдел. Некоторые примитивные виды смогли сохранить хорду, а тела их позвонков не сформировались (двоякодышащие и осетровые). От тел позвонков, формирующих туловище, отходят поперечные отростки, на которые, в свою очередь, крепятся рёбра.

Пищеварительная система

Питаются представители по-разному. Обычно разновидность пищи определяется тонкостями строения пищеварительной системы каждого конкретного подкласса. Однако в целом у костных рыб наблюдается тенденция к увеличению длины пищеварительного пути. Зубы у них располагаются на челюстях, форму и размер имеют разную, могут вообще отсутствовать. Из ротовой полости пища сразу же попадает в глотку, затем в пищевод, а затем в желудок. В желудке начинает активно синтезироваться хлорная кислота и ферменты, которые помогают обработать и переварить пищу.

Дыхательная система

Дыхательный процесс осуществляется при помощи жаберных крышек, которые защищают жабры. Вода попадает в ротовую полость, затем проходит через жаберные щели, омывает жабры, а затем уже из-под жаберных крышек выводится наружу. Некоторые представители группы классов имеют дополнительные органы дыхания, например, лёгкие, плавательный пузырь. Такие виды обитают преимущественно в воде с низким содержанием кислорода, а воздух они заглатывают ртом.

Мозг

Мозг полностью закрыт мозговым черепом, а висцеральный череп состоит из жаберных дуг и челюстей. Грудные плавники соединяются с черепом.

У костных рыб отлично развит мозжечок и передний мозг. Сам мозг состоит из пяти отделов. Остальные органы чувств организованы плюс-минус так же, как и у хрящевых представителей вида.

Кровеносная система

Строение кровеносной системы аналогично строению у хрящевых подвидов. У двоякодышащих представителей класса, обладающих лёгкими, имеется ещё и второй круг кровообращения.

Размножение

Оплодотворение у большинства видов наружное. Процессы, связанные с откладыванием икры, молок и оплодотворением, называют нерестом.

Общая характеристика и происхождение

Архаичные останки Кистеперых рыб найдены во всех пресных и соленых водах Земли. Отряд насчитывает 17 семейств. Размеры представителей колеблются от 7см до 5м в длину, они вели малоподвижный способ жизни. Обладали большим количеством зубов в форме конуса, поэтому предполагалось, что Кистеперые – хищники.

Из-за своеобразного строения плавников они получили свое название. Длительное пребывание на глубине и перемещение по дну плавниками обусловило развитие массивных мышц. Скелет плавника представлял собой совокупность ветвящихся сегментов, которые напоминали кисть. Так и появилось название – Кистеперые.

Отряд Кистеперые относится к классу Лопастеперые рыбы вместе с отрядом Двоякодышащих. Из двоякодышащих рыб известны только три современных вида, живущих в пресных, высыхающих на лето водоемах Австралии, экваториальной Африки и Америки. Эти рыбы приспособлены к использованию кислорода воздуха при помощи легких, которые сообщаются с пищеводом и имеют ячеистое строение.

Ископаемые кистеперые рыбы были покрыты плотным панцирем из особого типа чешуи. Поверхность такой чешуи образована сросшимися дентиновыми зубовидными образованиями. Скелет кистеперых рыб был костным. Плавательный пузырь они, по-видимому, использовали в качестве гидростатического аппарата и добавочного органа дыхания. Парные плавники кистеперых рыб приспособлены не только для плавания, но и для ползания по грунтовой поверхности.

Кости плавников некоторых кистеперых имеют большое сходство с костями пятипалой конечности позвоночных. В плавнике кистеперых рыб легко обнаруживаются гомологи плечевой, локтевой и лучевой костей, ряд лучей на конце плавника соответствует костям кисти. Палеонтологические материалы говорят о том, что пятипалая конечность развилась из плавника кистеперой рыбы в результате постепенного уменьшения числа лучей.