Скелет и мускулатуре акул
Мясо и хрящи хищницы
Скелет нужен акулам, как и остальным позвоночным животным, для поддержания, укрепления и защиты частей ее тела и внутренних органов. Он служит опорой мягких тканей, местом крепления мышц, вместилищем и защитой внутренних органов. Скелет акулы полностью состоит из множества хрящей, почти все они соединяются в одно целое с помощью суставов, связок, сухожилий других соединений. Однако будет не совсем верно считать, что в организме акулы нет сильно кальцинированных (т.е. костных) элементов. К таковым относятся ее зубы и плактоидная чешуя, а также колючие шипы некоторых видов акул. Однако эти элементы тела акул не относятся к скелету, поскольку по определению скелет — орган, выполняющий опорные функции для организма.
Скелет акул
Скелет акулы полностью образован из хрящевых тканей и состоит из следующих основных отделов и участков:
Осевой скелет , основу которого составляет позвоночный столб, состоящий из многочисленных хрящевых позвонков. По каналам позвонка проходит хорда, пронизывая весь позвоночный столб. Позвонки скрепляются остатками хорды, которая сохраняется и внутри тела каждого позвонка;
Черепной отдел скелета , состоящий из двух частей — мозговой коробки и челюстно-ротовой, включающей жаберный аппарат. Череп акулы состоит из сплошной массивной хрящевой черепной коробки, в которой слиты обонятельный, зрительный, слуховой и затылочной отделы. Челюсти несут зубы, подвесочный, подъязычный аппараты и хрящевые жаберные дуги. В скелете головы акулы имеется от пяти до семи пар хрящевых жаберных дуг. Мозговая коробка черепа акул представляет собой сплошную хрящевую емкость, передний конец которой вытянут в рострум, поддерживающий рыло. На боковых поверхностях расположены глазницы, защищающие глаза; между стенок глазниц располагается небольшой головной мозг акулы;
Скелет плечевого и тазового поясов , непарных и парных плавников. Пояс передних плавников акулы образован в виде хрящевой дуги, лежащей в толще мускульной стенки позади жаберного отдела, и никак не связан с осевым скелетом. На боковой поверхности этого пояса есть особый вырост, являющийся местом присоединения скелета плавника. Пояс брюшных плавников акулы имеет вид хрящевой пластины, которая лежит в мускулатуре брюшной клетки перед клоакой. К боковой поверхности пояса прикрепляется скелет брюшного плавника, который состоит из одного удлинённого базального элемента с прикрепленным к нему рядом радиальных хрящей. У самцов базальный элемент служит скелетной основой птеригоподия — копулятивного выроста. Скелет непарных плавников состоит из радиалий, погруженных в мускулатуру и проникающих в основание плавника.
Осевой скелет акулы задней частью входит в верхнюю лопасть хвостового плавника акулы, которая, как правило, больше нижней лопасти. Лопасти плавников поддерживаются эластострихиями — особыми эластиновыми тканями.
Несмотря на хрящевую структуру скелета акулы, он обладает достаточной жесткостью, необходимой для выполнения своих функций. Участки, несущие наибольшую физическую нагрузку (челюсти, позвоночник), укреплены за счет отложений фосфора и карбоната кальция в виде гранул, связанных между собой. У многих акул, являющихся активными хищниками, верхняя челюсть не выполнена заодно с черепной коробкой, а прикреплена к ней с помощью подвижных связок, мускульных волокон и хрящей. Добыча акул по размерам может быть большой, а способность выдвигать верхнюю челюсть, позволяет вырывать более крупные куски из тела жертвы или, например, туши мертвого кита.
Хрящевой скелет значительно легче, чем костный, поэтому акулы могут сохранять известную плавучесть, даже при отсутствии плавательного пузыря. Кроме того, гибкость хрящевого скелета выше, чем у аналогичного кальцинированного. Все эти качества скелета позволяют акулам быть стремительными и поворотливыми созданиями.
Кровеносная система хищников
Во внутреннем строении акул кровеносная система представлена сердцем, которое имеет две камеры – предсердие и желудочек, и кровеносными сосудами.
По жаберной артерии кровь поступает в жабры, обогащается кислородом и разносится по всему телу.
Имеется у акул и селезенка – орган кроветворения.
Акулы – пойкилотермные, то есть холоднокровные животные. Но благодаря активной работе мышечной системы рыбы, температура их тела может быть на 10 градусов выше температуры окружающей среды.
Подробнее о способности акул повышать температуру своего тела читайте в статье Теплокровные акулы.
Смотреть видео — Устройство кровеносной системы акулы:
Миф 3. Все акулы большие
Карликовая акула‑фонарь. Изображение: Chip Clark / Smithsonian Institution
Думая об акулах, большинство людей представляют ту самую большую белую акулу, или кархарадона, хищника из «Челюстей». На самом деле в мире есть 400 разнообразных видов Shark Species / Shark Research Institute этих рыб, и они очень различаются между собой — и размерами, и повадками, и внешним видом.
Так, большая белая акула достигает How Big are Great White Sharks? / Smithsonian Ocean в длину 6 метров, а её вес — под 1 900 килограмм. Но есть акула ещё больше, под 20 метров, — китовая. Она, как мы упоминали, питается планктоном.
Однако в океане можно найти не только таких гигантов, но и поистине крошечных хищников, которые уместятся у вас на ладони.
Например, карликовая акулка достигает L. J. V. Compagno. Sharks of the World длины всего лишь 26,5 сантиметра. Кроме неё есть колючая акула — около 28 сантиметров и индийская ленточная акула — около 24 сантиметров. Это мирные и пугливые рыбы, которые не представляют ни малейшей опасности.
А карликовая акула‑фонарь даже умеет светиться Dwarf Lantern Shark / Smithsonian Ocean с помощью фотофоров — специальных органов на брюхе. Это помогает ей спокойно плавать и кормиться днём: другие рыбы, посмотрев наверх, думают, что это солнечный блик мимо проплыл.
Миф 4. Акулы переворачиваются на спину перед укусом
Белая акула атакует, перевернувшись на спину. Изображение: Brocken Inaglory / Wikimedia Commons
В художественной литературе можно встретить утверждения, что акулы перед тем, как укусить, поворачиваются на бок или на спину. Так, в романе «Двадцать тысяч лье под водой» эту их особенность использовал гарпунёр Нед Ленд, чтобы уличить момент для удара.
А на что при мне мой гарпун? Видите ли, господин профессор, акулы довольно неуклюжие животные. Чтобы хапнуть вас, им надобно перевернуться на спину…
Жюль Верн
«Двадцать тысяч лье под водой».
Но это миф, который может стоить охотнику на акул жизни. Дайвер и фотограф Валери Тейлор из Королевского географического общества Австралии снимала морских хищников почти 60 лет подряд. Она наблюдала за их охотой на китов и других морских млекопитающих и говорит 10 myths about sharks / Australian Geographic , что акулам необязательно куда‑то переворачиваться, чтобы укусить.
В рекомендациях G. A. Llano. Airmen Against the Sea: An Analysis of Sea Survival Experiences / Arctic, Desert, Tropic Information Center, Research Studies Institute по выживанию на море для военных лётчиков специалисты из Авиационного университета США также утверждают, что акула может укусить практически из любого положения. Они советуют потерпевшим катастрофу и оказавшимся в океане не полагаться на её мнимую неуклюжесть.
Миф 9. Акулы — одиночки
Карибские рифовые акулы прогуливаются вместе с лимонной акулой. Изображение: Albert kok / Wikimedia Commons
Это не всегда так: некоторые из них довольно социальные животные. К примеру, лимонные акулы постоянно собираются в стаи, потому что так легче добывать пищу, да и вместе безопаснее.
Они умеют каким‑то образом общаться и даже обучать D. M. P. Jacoby. Social behaviour in sharks and rays: analysis, patterns and implications for conservation / Wiley Online Library друг друга. Серьёзно, рыба, понявшая, как легче всего можно добывать еду, может показать это своим собратьям. Маленькие лимонные акулы сопровождают взрослых и учатся у них охотиться, а также избегать других хищников.
Даже самые суровые и пугающие акулы, большие белые, способны кормиться сообща, не мешая друг другу.
Эти хищники могут даже играть Is the White Shark Intelligent? / ReefQuest Centre for Shark Research друг с другом и социализироваться, а также устанавливать сложные иерархические порядки в своих группах.
Пищеварительная система акулы
Пищеварительная система акулы похожа на пищеварительную систему других рыб. Она начинается в ротовой полости, снабженной большим количеством зубов.
На дне ротовой полости имеется небольшая складка слизистой – язык, который не имеет мускулов. Дальше пища поступает в глотку.
Чтобы еда не вываливалась из жабр, у акул на жаберных дугах имеются хрящевые выросты – жаберные тычинки.
Глотка переходит в пищевод, по которому еда попадает в желудок. Желудок у некоторых акул имеет способность «выворачиваться наизнанку», освобождаясь от непереваренных и несъедобных остатков пищи.
К желудку присоединяется тонкий кишечник, переходящий в толстую, а затем в прямую кишку. Толстая кишка имеет спиральный клапан, который представляет собой вырост слизистой, увеличивающий поверхность всасывания.
Подробнее читайте в статье Анатомия пищеварения — Как устроен желудок акулы?
От толстой кишки отходит вырост – ректальная железа, выделяющая пахучий секрет для привлечения особей другого пола.
Акулы также имеют печень очень больших размеров (которая частично выполняет функцию отсутствующего плавательного пузыря), желчный пузырь и поджелудочную железу.
Остатки пищи поступают в клоаку, куда открываются и протоки мочеполовой системы.
Миф 5. Акулы не болеют раком
Опухоль на нижней челюсти большой белой акулы, снято недалеко от островов Нептуна в Южной Австралии. Изображение: Andrew Fox / Sam Cahir / Fox Shark Research Foundation
В подборках «невероятных фактов о природе» довольно часто встречается утверждение, что эти морские хищники никогда не страдают от онкологических заболеваний.
Но это, к сожалению этих рыб и всех, кто им сочувствует, неправда. Учёные зафиксировали Sharks Do Get Cancer: Tumor Found in Great White / Live Science наличие раковых опухолей по крайней мере у 23 видов этих хищников, в том числе — у большой белой акулы.
Миф о том, что эти хрящевые рыбы неуязвимы для рака, скорее всего, появился из‑за одного исследования 1983 года.
В нём учёные обнаружили A. Lee. Shark Cartilage Contains Inhibitors of Tumor Angiogenesis / Science в акульем хряще вещество, которое ограничивает развитие кровеносных сосудов, а вследствие — и рост опухолей. Журналисты, как это нередко бывает, немного преувеличили и решили, что раз хрящи тормозят рак, а акулы только ими и располагают вместо нормальных костей, значит, опухолей у них не бывает. Но это не так.
Миф 10. Акулы — главная опасность в море
Акула‑молот в океанариуме Джорджии. Изображение: Josh Hallett / Georgia Aquarium / Wikimedia Commons
Благодаря фильмам ужасов акул считают самыми страшными морскими людоедами. Но статистика показывает, что эти рыбины не оправдывают возлагаемых на них надежд.
По данным Shark myths and facts / The Australian Museum , приводимым Австралийским музеем естественной истории, акулы в среднем кусают людей 100 раз в год. И примерно 10 случаев оканчиваются смертельно. Комары, переносящие различные болезни, убивают The deadliest animal in the world / Gates Notes в день больше людей, чем акулы уничтожили за последние 100 лет в мире.
Фактически у вас есть больше шансов быть убитым молнией, чем этим морским хищником.
Акулы не охотятся на людей и не используют их в качестве источника пищи, поэтому их атаки очень редки и случайны. Если уж на то пошло, нападения Shark myths and facts / The Australian Museum бродячих собак заканчиваются смертельным исходом вдвое чаще. Да и встретиться с ними не в пример проще.
А вот люди убивают примерно B. Worm. Global catches, exploitation rates, and rebuilding options for sharks / ScienceDirect 100 миллионов акул в год — ради еды и лекарств (которые всё равно не работают). Так что это не мы их должны бояться, а они нас.
Истоки убеждения
Если не брать в расчёт байки моряков, рассказываемые в портовых забегаловках со времён парусного мореплавания, никаких подтверждений этому факту нет. В современном массовом сознании этот миф закрепился благодаря роману, а затем и фильму, «Челюсти»[1].
Обложка романа Питера Бенчли «Челюсти»
– Людоед. Другие акулы тоже иногда нападают на людей, причем по самым разным причинам – когда голодны, напуганы или когда почуют кровь в воде. Кстати, у этой Уоткинс не было месячных прошлой ночью? – Мне-то откуда знать?! – Да я так, просто из любопытства. Хупер сказал, что в этом случае нападение акулы почти гарантировано, если та рыщет где-то поблизости.[2]
Роман и фильм имели огромный успех, и озвученные в них «факты» прочно засели в умах. Позже их закрепили другие многочисленные, хоть и менее успешные, романы и фильмы. В обложке этой статьи как раз использован фрагмент постера одного из таких фильмов[3].
Какая рыба откладывает спиралевидные яйца?
Японские бычьи акулы размножаются, откладывая яйца, заключенные в капсулу, обвитую спиралевидным гребнем. На одном конце имеется пара коротких усиков.
Интересные материалы:
Почему существует несколько формулировок второго закона термодинамики? Почему существуют неправильные глаголы? Почему свёкла сладкая? Почему Светлана это Фотиния? Почему светодиодный прожектор горит в полнакала? Почему свежая штукатурка трескается? Почему Свиристели падают в обморок? Почему Свиристели зимой падают в обморок? Почему свистят колодки на велосипеде? Почему сыр чеддер желтого цвета?
Мышцы [ править ]
Красная и белая мышцы — это две мышцы, которые есть у акул для движения. Красные мышцы используются для «круиз-контроля» или устойчивого движения, в то время как белые мышцы используются для быстрых и резких движений. [12] Акулы, такие как Большой Белый, редко используют свои мышцы, они используют как можно меньше энергии и вместо этого полагаются на голову и хвост, чтобы направлять свои движения. Большие белые акулы используют свои головы, чтобы двигаться, выполняя движения головы вперед и назад, чтобы создать области высокого и низкого давления по всему остальному телу. [13]
Камуфляж [ править ]
Эта серая рифовая акула демонстрирует обратное затенение с более темной спинной поверхностью и более светлой брюшной поверхностью.
У акул может быть комбинация цветов на поверхности их тела, что приводит к технике маскировки, называемой контршейдингом . Более темный цвет на верхней стороне и более светлый цвет на нижней части тела помогает предотвратить визуальное обнаружение хищников. (Например, белый цвет на дне акулы сливается с солнечным светом с поверхности, если смотреть снизу.) [17] [18] Противозатенение также может быть достигнуто за счет биолюминесценции у нескольких видов акул, которые производят и излучают свет, например как кайтфиновая акула , разновидность морской акулы. Вид мигрирует вертикально, и расположение световых органов, называемых фотофорами.обеспечивает вентральное затенение. [19] [20]
Некоторые виды имеют более сложную физическую маскировку, которая помогает им сливаться с окружающей средой. Воббегонги и акулы-ангелы используют камуфляж, чтобы устроить хищничество из засады . [21]
Миф 11. Акулы нападают, потому что принимают людей за тюленей
Акулы не считают этих милашек людьми. Изображение: «Mike» Michael L. Baird / Wikimedia Commons
Существует миф, что акулы убивают купальщиков по одной простой причине: они их путают с крупными ластоногими. А когда хищник понимает, что ошибся, то просто выплёвывает добычу.
Однако это неправда, хотя звучит довольно логично. Акулы часто охотятся на тюленей и других морских млекопитающих, но не путают с ними людей. Они пользуются разными тактиками: при нападении решительно рвут и пожирают животное сразу, а людей исследуют осторожно. Вот что по этому поводу говорят Great White Shark Attacks: Defanging the Myths / National Geographic специалисты.
Я наблюдал больше тысячи нападений белых акул на морских львов. Если бы они атаковали людей так же, как ластоногих, то взлетали бы на поверхность, как торпеды, и просто разрывали жертву на части. Но они приближаются к ним неторопливо и непринуждённо.
Р. Эйдан Мартин
Директор Центра исследования акул ReefQuest.
Акулы кусают Great White Shark Attacks: Defanging the Myths / National Geographic людей не потому, что те кажутся им тюленями. Просто у них такой способ исследовать мир. Вместо того, чтобы трогать незнакомые предметы, как это делают люди и обезьяны, эти хищники их кусают. Хотя, если большая белая акула цапнет дайвера не со злости, а из любопытства, жертве легче не станет.
Есть даже такое выражение — «исследовательский укус». Акулы постоянно пробуют на зуб даже несъедобные вещи, чтобы понять, что это такое, потому что не могут их ощупать. Ручек‑то нет.
Анатомия акулы: внутреннее строение хищника
Темой нашей статьи являются акулы, внутреннее строение которых мы будем рассматривать в следующем порядке:
- Скелет и мышцы;
- Нервная система: мозг и органы чувств;
- Кровеносная система;
- Дыхание;
- Пищеварение;
- Мочеполовая система.
А проверял ли кто утверждение, что акулы чуют каплю крови?
Разумеется проверял. Приведу два примера таких исследований: научный и научно-популярный.
Исследование Атлантического университета Флориды
В июле 2010 года издание «Журнал экспериментальной биологии»[4] опубликовало исследование «Обонятельная морфология и физиология эласмобранхий» [5]. Эласмобранхии — это подкласс хрящевых рыб, к которым относятся акулы.
Исследователи протестировали несколько видов скатов и акул. Рыб помещали в резервуар с проточной морской водой. При помощи высокоточного управляемого дозатора прямо к носу акул подавали различные аминокислоты. Одновременно с этим измеряли электрическую активность клеток их носовой полости.
Слайд со схемой эксперимента из упомянутой работы учёных (русификация «Энциклопедии Заблуждений»)
Выяснилось, что обонятельная чувствительность акул находится на том же уровне, что и у более мирных скатов. Они способны различать запах разведённой в воде аминокислоты в пропорции 1 к миллиарду. Это фактически соответствует естественному содержанию аминокислот в прибрежных водах. А чтобы почувствовать запах нескольких капель крови на расстоянии в километр требуется чувствительность на много порядков выше.
Фото эксперимента с портала INSIDE SCIENCE с подписью «Миф о нюхе акул найден несостоятельным. Акулы не лучше других рыб чувствовали кровь в воде».
Эксперименты блогера
Похожий эксперимент, только в естественных условиях и более наглядной форме, провёл американский блогер Марк Робер [6]. Он получил степень инженерамеханика в Университете Бригама Янга, степень магистра в Университете Южной Калифорнии, 9 лет работал в НАСА. Марк ведёт научно-популярный канал на YouTube.
Марк Робер провёл два эксперимента в открытом море в местах обитания акул. В первом он установил на четырёх досках для сёрфинга ёмкости с человеческой кровью, мочой, рыбьим жиром и морской водой. Морская вода была нужна в качестве контрольной жидкости, чтобы соблюсти чистоту эксперимента.
Видео с YouTube канала Марка Робера (https://www.youtube.com/watch?v=ugRc5jx80yg)
Жидкости из всех ёмкостей равномерно поступали в море в одинаковом количестве. За час человеческая кровь привлекла 41 акулу, а рыбий жир — 4. Морская вода и моча акул не заинтересовали.
Во втором эксперименте Марк установил две доски с человеческой кровью и одну с морской водой. Из первой ёмкости кровь подавалась по капле раз в минуту, а из второй — раз в 4 секунды. Ни одна их досок акул не заинтересовала.
По итогам эксперимента Марк Робер сделал вывод:
«Никого не заинтересовало устройство, выпускающее 15 капель человеческой крови в минуту посреди наполненных акулами вод. Пожалуй, с вами всё будет хорошо в случае небольшой царапины»
