Анатомо-морфологические, физтологоческие, этологические адаптации надотряда акул к условиям внешней среды

  У многих (если не у всех) видов желудок обладает способностью растягиваться и даже выворачиваться наизнанку. Пищеварительный тракт акулы состоит из желудка и кишечника со спиральным клапаном. Считается, что в желудке склад, а единственное место, где переваривается пища, это спиральный клапан. Спиральный клапан представляет собой вырост слизистой оболочки пищеварительного тракта. Он образует от 4 до 50 оборотов и сильно увеличивает всасывающую поверхность кишечника. Он напоминает штопор. Пища идет вниз из спирали винтообразным движением. В желудке тигровой акулы более четырех метров в длину, умершей в неволе, обнаружили двух прекрасно сохранившихся дельфинов, примерно по метру каждый. Акула эта, пойманная за месяц до того, получала в пищу только конину и все это время, если не больше, держала дельфинов у себя в желудке "про запас". У другой тигровой акулы, также пойманной в Австралии, желудок был набит прекрасно сохранившейся рыбой - 32 pыбины до сорока сантиметров длиной. Акулы очень живучи и, очевидно, не обладают такой болевой чувствительностью, как другие позвоночные животные. Известны случаи, когда пойманная, выпотрошенная и снова выброшенная в воду акула хватала крючок, наживленный ее собственными внутренностями. 

     2.2.3. Кровеносная система

     Большинство акул являются пойкилотермными (холоднокровными) животными. Температура тела акул соответствует температуре окружающей среды. Однако исключениями из этого правила являются некоторые виды пелагических акул — например мако, большая белая и голубая акулы (всего около 8 видов). Они частично теплокровны и могут иметь температуру тела на 8-11°С больше, чем температура окружающей среды, за счёт интенсивной работы мышечной системы. Множество мелких вен оплетает крупные мышцы, которые отдают в кровь вырабатываемое тепло

     Сердце  акулы имеет две камеры — предсердие и желудочек и располагается  в грудном отделе животного, около  головы. Оно двигает кровь по жаберной артерии в сосуды, расположенные  в жабрах, а оттуда, уже обогащённая, она поступает в другие органы. Кровяное давление, поддерживаемое акульим сердцем недостаточно для полноценного снабжения кислородом её тела. Из-за этого акула должна постоянно помогать своему сердцу мышечными сокращениями (движением), которые стимулируют ток крови.

     Для более эффективной охоты за подвижной  добычей, такой как морской лев, хладнокровные белые акулы наделены специальным биологическим механизмом, который позволяет им поддерживать температуру тела выше, чем температура  окружающей воды. Это возможно благодаря своеобразной форме ветвления сосудов, расположенных вдоль каждой боковой стороны. Тепло сохраняется в результате постоянного подогрева холодной артериальной крови теплой венозной кровью, которая, в свою очередь, получает тепло, выделяющееся при роботе мышц. Это поддерживает температуру некоторых частей тела и органов (особенно головного мозга) на 14 ° C выше окружающей воды, в то время как сердце и жабры остаются при температуре воды. Большая белая акула способна запасаться энергией и плыть неделями между приемами пищи. При этом температура ее тела может упасть до температуры окружающей среды. В связи с этим, большую белую акулу считают пойкилотермным существом, у которых температура тела непостоянная и регулируется внутренними процессами. 
 

    Глава III. Физиологические адаптации

     3.1. Органы чувств

     Акулы – активные охотники и имеют хорошо развитые органы чувств.

     Органы  чувств представлены органами обоняния, зрения, осязания (боковая линия); у  некоторых видов имеются электрические органы.

     Зрение. Долгое время считалось, что акулы плохо видят. Как показали опыты, роль зрения у них возрастает по мере приближения к добыче, начиная с расстояния 30 метров (оно может меняться в зависимости от прозрачности воды). Но акулы воспринимают только черно-белую гамму, поэтому их внимание привлекают блестящие и контрастно окрашенные объекты. Большинство акул имеет неподвижные глаза, у некоторых из них они прикрыты мигательной перепонкой, которая не опускается, как обычное веко, а поднимается. Размеры глаз у акул также различны: огромные - у глубоководных видов, сравнительно мелкие - у донных видов и большой белой акулы. Интересно, что последняя умеет закатывать глаза в момент хватания жертвы.

                              Рис. 12 Мигательная перепонка

  В сетчатке находится много палочек т. е. клеток, отвечающих за восприятие слабого света, но нет колбочек. Из этого можно сделать вывод о том, что акулы не различают цвета. Глаза имеют слабую разрешающую способность, но у некоторых видов акул позади сетчатки расположено находится зеркальце (tapetum lucidum) отражающее свет, прошедший мимо светочувствительных клеток, обратно на них и таким образом повышающее количество улавливаемой энергии. Аналогичное зеркальце есть у кошек.

     Зрение  у этих рыб играет основную роль в ориентации на расстоянии до 5 м и вспомогательную – на расстоянии до 10–15 м. Хорошо развиты у акул (особенно у глубоководных и ведущих придонный образ жизни) и органы боковой линии, а также органы слуха и вкуса.

     Органы  слуха. У акул нет внешних ушей, они обычно располагаются внутри черепной коробки. Но нет никакого сомнения, что акулы хорошо слышат. Высокие частоты они могут воспринимать благодаря сенсорными клетками внутреннего уха, а низкие — сходными клетками, расположенными в отдельных ямках и системе замкнутых каналов т. н. боковой линии на поверхности головы и туловища. Наиболее хорошо они улавливают звуки частотой 20-300 Гц. Кроме того, они способны чувствовать очень тонкие вибрации окружающей среды, воспринимаемые целой сетью специальных рецепторов, расположенных вдоль боковой линии, и особенно часто - на голове. По характеру этих вибраций акулы способны составить полное представление о движущихся поблизости живых или неживых объектах, даже если они находятся вне пределов видимости и не обладают запахом. Улавливают акулы и электрические импульсы, испускаемые мозгом жертвы, находящейся в тревожном состоянии. Так же хорошо они (особенно акула-молот) способны чувствовать магнитное поле Земли и ориентироваться с его помощью в пространстве.

     По  мнению ученых, акулы, пожалуй, единственные сложно организованные существа, не способные  воспроизводить звуки. Другими словами, они абсолютно немы. В отличии  от рыб, которые без умолку болтают  в диапазоне, не воспринимаемом человеческим ухом, акулы предпочитают безмолвную жизнь.

     Обоняние. Но лучше всего у них развито обоняние. Недаром некоторые исследователи называют акул «плавающими носами» – обонятельная рецепция играет важнейшую роль в поисках добычи и пространственной ориентации этих рыб.

     По  окружности акульего рыла расположены  многочисленные, наполненные желеобразным веществом ямки, называемые ампулами Лоренцини - электрорецепторы, и внешне похожие на булавочное отверстие (рис.), позволяющие акуле улавливать электрические поля, излучаемые всеми живыми организмами. Эти рецепторы расположены группами на поверхности головы.

     Рис. 13 Ампулы Лоренцини

     Эти поры очень чувствительны к мгновенным электрическим токам воды. От них  идут нервные окончания к мозгу. Когда животное совершает какое либо движение, то его мозг испускает электрические сигналы, контролирующие эти движения, именно их и улавливает акула. Эти чувствительные ямки помогают акулам разыскивать добычу на морском дне в почти полной темноте. Значит, неистовое движение повреждённого животного неизбежно ведут к электрической активности мозга, которая побуждает акул к убийству. Владельцев лодок и водолазов удивляет интерес больших белых акул к лодочным моторам или к металлическим водолазным клеткам; эти предметы из металла часто продуцируют слабые электрические токи, которые, вероятно, напоминают токи, исходящие от нервной системы живого существа. На руководство обонянием у акулы выделено почти две третьих мозга. Акула пропускает небольшие объемы воды через ноздри, расположенные по обеим сторонам рыла. Вода, попавшая в ноздри, проходит через чувствительные клетки, которые обладают способностью распознавать химический стимул. Эти обонятельные клетки связаны посредством нервов с обонятельными долями мозга, которые дифференцируют полученные сигналы. Акула может обнаруживать минимальные концентрации химических веществ и находить выделения живого тела и кровь. Способность чувствовать запахи на большом расстоянии обостряется у акул, когда они голодны. Каплю крови в океане акула чует на пространстве шириной в сотни метров и длинной в 3 - 4 км. Акулы не способны воспроизводить звуки, но прекрасно пользуются ими для обнаружения добычи. Их больше всего привлекают звуки, которые находятся в низком диапазоне для человека.

     Но  не все виды обладают такой особенностью. Например, у колючих акул рода Squalus, обитающих в толще воды, ноздри устроены так, что при подъеме над поверхностью воды попадания воздушного пузыря в камеру органа обоняния не происходит.

     Передняя  часть мозга, отвечающая за обоняние, развита у акул намного больше, чем у других рыб. Ослеплённые акулы безошибочно приближаются к тому месту, где в воду опускали куски рыбы, кальмаров или другой корм. В результате опытов, проведенных над чернопёрой (Carcharhinus melanopterus) и индо-тихоокеанской серой (Carcharhinus menisorrah) акулами, было установлено, что они реагируют на экстракт из рыбы разведённый в воде в пропорции 1:10 млрд.

     Любопытно, что строение головного мозга, органов  обоняния и боковой линии указывают  на то, что ведущим органом чувств у полярной акулы является обоняние, свойственное придонно-пелагическим акулам. Это косвенно подтверждает и тот факт, что большинство атлантических полярных акул с возрастом просто слепнут; это происходит из-за того, что на их глазах поселяется специфический паразитический рачок, часто разрушающий со временем глаза животного. Эти паразиты в наших водах отмечаются у 85 % взрослых акул, а в североамериканских водах Атлантики и у берегов Гренландии - у 98 % особей.

     3.2. Размножение

       Выделяют три основных способа размножения акул: живорождение, яйцеживорождение (зародыш развивается в яйце, находящемся в теле матери) и яйцекладка (зародыш развивается в яйце, отложенном в воду). Не смотря на разные способы для всех акул характерно внутреннее оплодотворение. Чтобы обеспечить его, внутренний край каждого брюшного плавника самцов превращен в трубчатый придаток - птеригоподий. Во время размножения один из птеригоподиев изгибается вперед и вводится в клоаку самки.

     У яйцекладущих видов оплодотворенное яйцо, спускаясь по яйцеводу, проходит через белковую и скорлуповую железы благодаря которым обретает твердую скорлупу. Затем яйцо откладывается на дно. Единственным исключением являются яйца полярной акулы, не имеющие твердой оболочки. С ее отсутствием связывают такую большую плодовитость этого вида акул. Дело в том, что незащищенные яйца являются большим лакомством для многих донный хищников, поэтому для сохранения вида акула должна откладывать значительно больше яиц. При вскрытии полярной акулы было обнаружено несколько тысяч яиц, общим весом 134 килограмма. Все остальные яйцекладущие акулы откладывают не более 10 штук. Большая часть современных акулообразных принадлежит к яйцеживородящим и характеризуются тем, что оплодотворенное яйцо остается в заднем отделе яйцеводов (в «матке») вплоть до рождения молоди. В дополнение к этому у ряда акул наблюдаются личинки-яйцееды и каннибалы. Личинки-яйцееды после вылупления некоторое время остаются в матке и питаются неоплодотворенными яйцами, постоянно образуемыми самкой. Каннибалы — это обычно первые и наиболее крупные из вылупившихся там личинок, которые пожирают как неоплодотворенные яйца, так и своих собратьев. У яйцеживородящих акул молодь рождается вполне сформированной. К этой группе относится, например, гигантская акула, которая раз в два года приносит 1–2 потомка 1,5–2 метра каждый.

     У живородящих акул развитие эмбриона также происходит в «матке», в которой имеется даже подобие детского места (плаценты), служащее для питания зародыша за счет материнской крови. Число новорожденных акулят у живородящих акул сравнительно невелико: от 2–4 у морской лисицы до 4–5 у голубой акулы. Новорожденные акулы уже имеют в длину 1–1,5 метра и полностью готовы к самостоятельному существованию.

     3.3.Осморегуляция

     Концентрация солей во внутренних жидкостях большинства морских рыб ниже, чем в море. Следовательно, под действием осмотического давления вода из организма стремится перейти в окружающую среду. Однако у акул жидкости тела более концентрированны, чем морская вода, и проблема обезвоживания перед ними не встает. Это достигается путем накопления в тканях азотистых продуктов метаболизма (в первую очередь мочевины) и повышения осмотического давления.

     Осмотическое  давление внутренней среды у пластиножаберных рыб обеспечивается главным образом за счет мочевины, растворенной в крови.

     3.4. Питание акул

     Среди современных акул следует, прежде всего, отметить эпипелагических планктофагов, являющихся наиболее крупными представителями надотряда, класса, да и всей ныне живущей группы первичповодных животных. Эти гиганты питаются аналогично усатым китам, процеживая тысячи кубометров воды сквозь «ловчую сеть», в которую превратились роговые жаберные тычинки этих акул. Оставшийся в ротовой полости мазо- и манро- планктон (кроме особенно крупных объектов) и служит пищей акул-планктофагов. Всего сегодня известны три такие акулы: гигантская и китовая, являющиеся обитателями эпипелагиали, и большеротая, тяготеющая к мезопелагиали, к глубинам более 150 м.

     Эти акулы отличаются от особей других видов целым рядом  морфологических черт, связанных  со спецификой добычи корма. Прежде всего  здесь следует остановиться на морфологии жаберного аппарата акул-планктофагов, Кроме своеобразных жаберных тычинок, они характеризуются очень большой пастью, у китовой и большеротой акул - почти конечной. Эпипелагические акулы-планктофаги фильтруют огромное количество воды и таким образом получают необходимое количество корма в местах массовых скоплений планктонных организмов, поэтому у китовой и особенно у гигантской акул четко выражены кормовые миграции.

     Большеротой акуле, живущей на больших глубинах, где  концентрации планктона более разреженные, приходится гораздо труднее. Это  вынудило ее пойти по интенсивному пути кормления. Рот большеротой  акулы раскрывается очень широко, а ротовая полость выстлана топкой серебристой пленкой, которая, по всей видимости, светится в темноте. Так как многие интерзональные рыбы и беспозвоночные (основные объекты питания акулы) характеризуются положительным фототропизмом, они концентрируются перед пастью хищницы, которой только и остается время от времени закрывать рот и проглатывать добычу.