Welche Rolle spielt die helle Färbung männlicher Fische? Was bestimmt die Farbe von Fischen

Die Färbung ist für Fische von großer biologischer Bedeutung. Es gibt Schutz- und Warnfarben. Schutzfärbung ist vorgesehen

Chena-Maske der Fisch im Hintergrund Umfeld. Warnende oder sematische Färbung besteht normalerweise aus auffälligen großen, kontrastierenden Flecken oder Bändern mit klaren Grenzen. Es soll beispielsweise bei giftigen und giftigen Fischen verhindern, dass ein Raubtier sie angreift, und in diesem Fall wird es als Abschreckungsmittel bezeichnet.

Die Identifizierungsfärbung wird verwendet, um territoriale Fische vor Rivalen zu warnen oder um Weibchen zu Männchen zu locken und sie zu warnen, dass Männchen zum Laichen bereit sind. Die letzte Art der Warnfärbung wird allgemein als Paarungskleid von Fischen bezeichnet. Oft entlarvt die Erkennungsfärbung den Fisch. Aus diesem Grund befindet sich bei vielen revierschützenden Fischen oder deren Nachwuchs die Erkennungsfärbung in Form eines leuchtend roten Flecks am Bauch, wird dem Gegner bei Bedarf gezeigt und stört die Maskierung des Fisches nicht wenn es sich mit dem Bauch nach unten befindet. Es gibt auch eine pseudosematische Färbung, die die Warnfärbung einer anderen Art nachahmt. Es wird auch Mimikry genannt. Es ermöglicht harmlosen Fischarten, dem Angriff eines Räubers auszuweichen, der sie für eine gefährliche Art hält.

Giftdrüsen.

Einige Fischarten haben Giftdrüsen. Sie befinden sich hauptsächlich an der Basis der Stacheln oder Stachelstrahlen der Flossen (Abb. 6).

Es gibt drei Arten von Giftdrüsen bei Fischen:

1. einzelne Zellen der Epidermis, die Gift enthalten (Stargazer);

2. ein Komplex giftiger Zellen (Stachelrochen-Stachelrochen);

3. unabhängige vielzellige Giftdrüse (Warze).

Die physiologische Wirkung des freigesetzten Giftes ist nicht dieselbe. Beim Stachelrochen verursacht das Gift starke Schmerzen, starke Schwellungen, Schüttelfrost, Übelkeit und Erbrechen, in einigen Fällen tritt der Tod ein. Das Gift der Warze zerstört rote Blutkörperchen, wirkt auf das Nervensystem und führt zu Lähmungen, gelangt das Gift in die Blutbahn, führt es zum Tod.

Manchmal werden giftige Zellen gebildet und funktionieren nur während der Fortpflanzung, in anderen Fällen - ständig. Fische werden unterteilt in:

1) aktiv giftig (oder giftig, mit einem spezialisierten Giftapparat);

2) passiv giftig (mit giftigen Organen und Geweben). Am giftigsten sind Fische aus der Ordnung der Kugelfische, bei denen die inneren Organe (Keimdrüsen, Leber, Darm) und die Haut das Gift Nervengift (Tetrodotoxin) enthalten. Das Gift wirkt auf die Atmungs- und vasomotorischen Zentren, hält 4 Stunden lang dem Kochen stand und kann schnell zum Tod führen.

Giftiger und giftiger Fisch.

Fische mit giftigen Eigenschaften werden in giftig und giftig unterteilt. Giftige Fische haben einen giftigen Apparat - Stacheln und giftige Drüsen, die sich an der Basis der Stacheln befinden (z Meeresskorpion

(eurasischer Kerchak) beim Laichen) oder in den Rillen von Stacheln und Flossenrochen (Scorpaena, Frachinus, Amiurus, Sebastes etc.). Die Wirkungsstärke von Giften ist unterschiedlich - von der Bildung eines Abszesses an der Injektionsstelle bis hin zu Atemwegs- und Herzerkrankungen und Tod (in schweren Fällen einer Trachurus-Infektion). Beim Verzehr sind diese Fische harmlos. Fische, deren Gewebe und Organe giftig sind chemische Zusammensetzung, sind giftig und sollten nicht gegessen werden. Sie sind besonders zahlreich in den Tropen. Die Leber des Hais Carcharinus glaucus ist giftig, während der Kugelfisch Tetrodon giftige Eierstöcke und Eier hat. In unserer Fauna haben der Marinka Schizothorax und der Osmanische Diptychus giftigen Kaviar und Bauchfell, während der Kaviar bei der Barbe Barbus und dem Champul Varicorhynus abführend wirkt. Das Gift giftiger Fische wirkt auf die Atmungs- und vasomotorischen Zentren und wird durch Kochen nicht zerstört. Einige Fische haben giftiges Blut (Aale Muraena, Anguilla, Conger, sowie Neunauge, Schleie, Thunfisch, Karpfen usw.)

Die giftigen Eigenschaften werden bei der Injektion des Blutserums dieser Fische gezeigt; sie verschwinden beim Erhitzen unter Einwirkung von Säuren und Laugen. Die Vergiftung mit abgestandenem Fisch ist mit dem Auftreten giftiger Abfallprodukte von Fäulnisbakterien verbunden. Spezifisches „Fischgift“ wird in gutartigen Fischen (hauptsächlich Störe und weißer Lachs) als Abfallprodukt des anaeroben Bakteriums Bacillus ichthyismi (nahe B. botulinus) gebildet. Die Wirkung des Giftes manifestiert sich durch die Verwendung von rohem (einschließlich gesalzenem) Fisch.

Leuchtende Organe von Fischen.

Die Fähigkeit, kaltes Licht zu emittieren, ist in verschiedenen, nicht verwandten Gruppen von Meeresfischen (in den meisten Tiefseefischen) weit verbreitet. Hierbei handelt es sich um ein Leuchten besonderer Art, bei dem die Lichtemission (im Gegensatz zur üblichen – durch Wärmestrahlung entstehenden – auf der thermischen Anregung von Elektronen beruhenden und daher mit Wärmeabgabe einhergehenden) mit der Erzeugung von kaltem Licht einhergeht ( die notwendige Energie wird dadurch erzeugt chemische Reaktion). Einige Arten erzeugen selbst Licht, andere verdanken ihr Leuchten symbiotischen Leuchtbakterien, die sich auf der Körperoberfläche oder in speziellen Organen befinden.

Die Einrichtung der Lumineszenzorgane und ihre Lage bei verschiedenen Wasserbewohnern sind unterschiedlich und dienen unterschiedlichen Zwecken. Das Leuchten wird normalerweise durch spezielle Drüsen in der Epidermis oder auf bestimmten Schuppen erzeugt. Die Drüsen bestehen aus leuchtenden Zellen. Fische sind in der Lage, ihr Leuchten willkürlich „einzuschalten“ und „auszuschalten“. Die Lage der Leuchtorgane ist unterschiedlich. Bei den meisten Tiefseefischen sind sie in Gruppen und Reihen an Seiten, Bauch und Kopf gesammelt.

Die Leuchtorgane helfen, Individuen der gleichen Art im Dunkeln zu finden (z. B. in Fischschwärmen), dienen als Schutzmittel - sie beleuchten plötzlich den Feind oder werfen einen leuchtenden Vorhang aus und vertreiben so die Angreifer und verstecken sich vor ihnen sie unter den Schutz dieser leuchtenden Wolke. Viele Raubtiere nutzen das Leuchten als leichten Köder und locken sie im Dunkeln zu Fischen und anderen Organismen, von denen sie sich ernähren. So haben zum Beispiel einige Arten von jungen Flachseehaien verschiedene leuchtende Organe, und die Augen des Grönlandhais leuchten wie helle Laternen. Das von diesen Organen abgegebene grünliche Phosphorlicht lockt Fische und andere Meeresbewohner an.

Sinnesorgane von Fischen.

Das Sehorgan - das Auge - ähnelt in seiner Struktur einem fotografischen Apparat, und die Augenlinse ist wie eine Linse, und die Netzhaut ist wie ein Film, auf dem ein Bild erhalten wird. Bei Landtieren hat die Linse eine linsenförmige Form und kann ihre Krümmung ändern, sodass Tiere ihre Sicht an die Entfernung anpassen können. Die Linse von Fischen ist kugelförmig und kann ihre Form nicht ändern. Ihr Sehvermögen wird in unterschiedlichen Entfernungen wieder aufgebaut, wenn sich die Linse der Netzhaut nähert oder sich von ihr entfernt.

Das Gehörorgan - wird nur ext dargestellt. Ohr, bestehend aus einem mit Flüssigkeit gefüllten Labyrinth, in einem geschnittenen Gehörsteinchen (Otolithen) schwimmen. Ihre Schwingungen werden vom Hörnerv wahrgenommen, der Signale an das Gehirn weiterleitet. Die Otolithen dienen den Fischen auch als Gleichgewichtsorgan. Entlang des Körpers der meisten Fische verläuft eine Seitenlinie - ein Organ, das niederfrequente Geräusche und die Bewegung von Wasser wahrnimmt.

Das Riechorgan befindet sich in den Nasenlöchern, die einfache Gruben mit einer Schleimhaut sind, die von einer Verzweigung der vom Geruch kommenden Nerven durchdrungen ist. Teile des Gehirns. Geruchssinn Aquarienfische sehr gut entwickelt und hilft ihnen bei der Nahrungssuche.

Geschmacksorgane - dargestellt durch Geschmacksknospen Mundhöhle, an den Antennen, am Kopf, an den Körperseiten und an den Flossenstrahlen; Helfen Sie den Fischen, die Art und Qualität des Futters zu bestimmen.

Die Tastorgane sind bei bodennah lebenden Fischen besonders gut entwickelt und sind Sinnesgruppen. Zellen auf den Lippen, dem Ende der Schnauze, den Flossen und etwas Besonderem. palpationsorgane (dek. Antennen, fleischige Auswüchse).

Schwimmblase.

Der Auftrieb von Fischen (das Verhältnis von Fischkörperdichte zu Wasserdichte) kann neutral (0), positiv oder negativ sein. Bei den meisten Arten reicht der Auftrieb von +0,03 bis -0,03. Bei positivem Auftrieb schwimmen die Fische auf, bei neutralem Auftrieb schweben sie in der Wassersäule, bei negativem Auftrieb sinken sie.

Neutraler Auftrieb (oder hydrostatisches Gleichgewicht) bei Fischen wird erreicht:

1) mit Hilfe einer Schwimmblase;

2) Tränken der Muskeln und Aufhellen des Skeletts (bei Tiefseefischen)

3) Fettansammlung (Haie, Thunfisch, Makrelen, Flunder, Grundeln, Schmerlen usw.).

Die meisten Fische haben eine Schwimmblase. Sein Vorkommen ist mit dem Auftreten eines Knochenskeletts verbunden, das den Anteil an Knochenfischen erhöht. Bei Knorpelfischen gibt es keine Schwimmblase, bei Knochenfischen fehlt sie bei Grundfischen (Grundeln, Flundern, Seehasen), Tiefsee- und einigen schnellschwimmenden Arten (Thunfisch, Bonito, Makrele). Eine zusätzliche hydrostatische Anpassung bei diesen Fischen ist die Auftriebskraft, die durch Muskelanstrengung entsteht.

Die Schwimmblase entsteht durch Vorwölbung der Rückenwand der Speiseröhre, ihre Hauptfunktion ist hydrostatisch. Die Schwimmblase nimmt auch Druckänderungen wahr, steht in direktem Zusammenhang mit dem Hörorgan, da sie ein Resonator und Reflektor von Schallschwingungen ist. Bei Schmerlen ist die Schwimmblase mit einer Knochenkapsel bedeckt, hat ihre hydrostatische Funktion verloren und die Fähigkeit erworben, Änderungen des atmosphärischen Drucks wahrzunehmen. Bei Lungenfischen und Knochenganoiden übernimmt die Schwimmblase die Funktion der Atmung. Einige Fische können mit Hilfe einer Schwimmblase Geräusche machen (Kabeljau, Seehecht).

Die Schwimmblase ist ein relativ großer elastischer Sack, der sich unter den Nieren befindet. Es passiert:

1) ungepaart (die meisten Fische);

2) gepaart (Lungenfisch und mehrgefiedert).

Viele Geheimnisse und Mysterien der Natur sind noch immer ungelöst, aber jedes Jahr entdecken Wissenschaftler immer mehr neue Arten bisher unbekannter Tiere und Pflanzen.

So wurden kürzlich Schneckenwürmer entdeckt, deren Vorfahren vor über 500 Millionen Jahren auf der Erde lebten; Wissenschaftlern gelang es auch, einen Fisch zu fangen, von dem angenommen wurde, dass er vor 70 Millionen Jahren ausgestorben war.

Dieses Material widmet sich den außergewöhnlichen, mysteriösen und bisher unerklärlichen Phänomenen des Meereslebens. Lernen Sie die komplexen und vielfältigen Beziehungen zwischen den Bewohnern des Ozeans zu verstehen, von denen viele seit Millionen von Jahren in seinen Tiefen leben.

Unterrichtstyp: Verallgemeinerung und Systematisierung von Wissen

Ziel: Entwicklung der Gelehrsamkeit, kognitive und Kreativität Studenten; Bildung der Fähigkeit, nach Informationen zu suchen, um die gestellten Fragen zu beantworten.

Aufgaben:

Lehrreich: Gestaltung kognitive Kultur, gemeistert im Prozess der Bildungstätigkeit, und ästhetische Kultur als die Fähigkeit, eine emotionale und wertvolle Einstellung zu Objekten der Tierwelt zu haben.

Entwicklung: Entwicklung kognitiver Motive, die darauf abzielen, neues Wissen über Wildtiere zu erlangen; kognitive Qualitäten des Individuums verbunden mit der Assimilation der Grundlagen wissenschaftliches Wissen, Beherrschung der Methoden des Naturstudiums, Bildung intellektueller Fähigkeiten;

Lehrreich: Orientierung im System moralischer Normen und Werte: Anerkennung hochwertig Leben in all seinen Erscheinungsformen, Gesundheit der eigenen und anderer Menschen; ökologisches Bewusstsein; Erziehung zur Liebe zur Natur;

persönlich: Verständnis der Verantwortung für die Qualität des erworbenen Wissens; Verständnis für den Wert einer angemessenen Einschätzung der eigenen Leistungen und Fähigkeiten;

kognitiv: die Fähigkeit, die Auswirkungen von Umweltfaktoren, Risikofaktoren auf die Gesundheit, die Folgen menschlicher Aktivitäten in Ökosystemen, die Auswirkungen des eigenen Handelns auf lebende Organismen und Ökosysteme zu analysieren und zu bewerten; Fokus auf kontinuierliche Entwicklung und Selbstentwicklung; die Fähigkeit, mit verschiedenen Informationsquellen zu arbeiten, sie von einer Form in eine andere umzuwandeln, Informationen zu vergleichen und zu analysieren, Schlussfolgerungen zu ziehen, Nachrichten und Präsentationen vorzubereiten.

Regulierung: die Fähigkeit, die Ausführung von Aufgaben selbstständig zu organisieren, die Richtigkeit der Arbeit zu bewerten, ihre Aktivitäten zu reflektieren.

Gesprächig: die Bildung kommunikativer Kompetenz in der Kommunikation und Zusammenarbeit mit Gleichaltrigen, Verständnis der Merkmale der Geschlechtersozialisation in der Jugend, sozial nützliche, pädagogische, forschende, kreative und andere Aktivitäten.

Technologie: Gesundheitserhaltung, problematisch, Entwicklungserziehung, Gruppenaktivitäten

Unterrichtsstruktur:

Konversation - Argumentation über zuvor erworbenes Wissen zu einem bestimmten Thema,

Video ansehen (Film),

Thema «

« Was bestimmt die Farbe von Fischen?

Präsentation "Was bestimmt die Farbe von Fischen"

Die Meeresbewohner gehören zu den farbenprächtigsten Lebewesen der Welt. Solche Organismen, die in allen Farben des Regenbogens schimmern, leben in den sonnendurchfluteten Gewässern warmer tropischer Meere.

Färbung von Fischen, ihre biologische Bedeutung.

Die Färbung ist für Fische von großer biologischer Bedeutung. Es gibt Schutz- und Warnfarben. Die Schutzfärbung soll den Fisch vor dem Hintergrund der Umgebung tarnen. Warnende oder sematische Färbung besteht normalerweise aus auffälligen großen, kontrastierenden Flecken oder Bändern mit klaren Grenzen. Es soll beispielsweise bei giftigen und giftigen Fischen verhindern, dass ein Raubtier sie angreift, und in diesem Fall wird es als Abschreckungsmittel bezeichnet.

Identifikationsfärbung Wird verwendet, um einen Rivalen bei territorialen Fischen zu warnen oder um Weibchen zu Männchen zu locken, indem sie sie warnen, dass die Männchen zum Laichen bereit sind. Die letzte Art der Warnfärbung wird allgemein als Paarungskleid von Fischen bezeichnet. Oft entlarvt die Erkennungsfärbung den Fisch. Aus diesem Grund befindet sich bei vielen revierbewachenden Fischen oder deren Nachwuchs die Erkennungsfärbung in Form eines leuchtend roten Flecks am Bauch, wird dem Gegner ggf. gezeigt und stört die Maskierung des Fisches nicht wenn es sich mit dem Bauch nach unten befindet. Es gibt auch eine pseudosematische Färbung, die die Warnfärbung einer anderen Art nachahmt. Es wird auch Mimikry genannt. Es ermöglicht harmlosen Fischarten, dem Angriff eines Räubers auszuweichen, der sie für eine gefährliche Art hält.

Was bestimmt die Farbe von Fischen?

Die Farbe von Fischen kann überraschend vielfältig sein, aber alle möglichen Farbschattierungen sind auf die Arbeit spezieller Zellen zurückzuführen, die als Chromatophoren bezeichnet werden. Sie befinden sich in einer bestimmten Schicht der Fischhaut und enthalten verschiedene Arten von Pigmenten. Chromatophoren werden in mehrere Typen unterteilt.

Erstens sind dies Melanophoren enthält ein schwarzes Pigment namens Melanin. Ferner Etitrophoren, die rotes Pigment enthalten, und Xanthophoren, bei denen es gelb ist. Der letztere Typ wird manchmal Lipophoren genannt, weil die Carotinoide, die das Pigment in diesen Zellen bilden, in Lipiden gelöst sind. Guanophoren oder Iridozyten enthalten Guanin, das der Farbe von Fischen eine silbrige Farbe und einen metallischen Glanz verleiht. Die in Chromatophoren enthaltenen Pigmente unterscheiden sich chemisch in Bezug auf Stabilität, Wasserlöslichkeit, Luftempfindlichkeit und einige andere Merkmale. Die Chromatophoren selbst haben auch nicht die gleiche Form - sie können entweder sternförmig oder abgerundet sein. Viele Farben in der Färbung von Fischen werden durch Überlagern einiger Chromatophoren mit anderen erhalten, diese Möglichkeit wird durch das Vorkommen von Zellen in der Haut in unterschiedlichen Tiefen bereitgestellt. Zum Beispiel, grüne Farbe wird erhalten, wenn tief liegende Guanophoren mit Xanthophoren und sie bedeckenden Erythrophoren kombiniert werden. Wenn Sie Melanophoren hinzufügen, erhält der Körper des Fisches blaue Farbe.

Chromatophoren haben keine Nervenenden, mit Ausnahme von Melanophoren. Sie sind sogar an zwei Systemen gleichzeitig beteiligt und haben sowohl eine sympathische als auch eine parasympathische Innervation. Andere Arten von Pigmentzellen werden humoral gesteuert.

Die Farbe von Fischen ist sehr wichtig für ihr Leben.. Farbfunktionen werden in herablassende und warnende Funktionen unterteilt. Die erste Option dient dazu, den Körper des Fisches in der Umgebung zu maskieren, daher besteht diese Färbung normalerweise aus beruhigenden Farben. Im Gegensatz dazu enthält die Warnfarbe eine große Anzahl heller Flecken und kontrastierender Farben. Seine Funktionen sind unterschiedlich. Bei giftigen Raubtieren, die meist mit der Helligkeit ihres Körpers sagen: „Komm mir nicht zu nahe!“, spielt es eine abschreckende Rolle. Territoriale Fische, die ihre Heimat bewachen, sind hell gefärbt, um den Rivalen zu warnen, dass der Platz besetzt ist, und um das Weibchen anzulocken. Eine Art Warnfarbe ist auch die Hochzeitskleidung der Fische.

Je nach Lebensraum erhält die Körperfarbe des Fisches Charakterzüge, wodurch pelagische, untere, Dickicht- und Schwarmfarben unterschieden werden können.

Daher hängt die Farbe von Fischen von vielen Faktoren ab, darunter Lebensraum, Lebensweise und Ernährung, Jahreszeit und sogar die Stimmung der Fische.

Identifikationsfärbung

In den von allerlei Lebewesen wimmelnden Gewässern rund um die Korallenriffe hat jede Fischart ihre eigene Erkennungsfarbe, ähnlich den Uniformen der Fußballspieler einer Mannschaft. Dadurch können andere Fische und Individuen derselben Art ihn sofort erkennen.

Die Färbung des Dornhais wird heller, wenn er versucht, ein Weibchen anzulocken.

Dornhai - tödlich gefährliches Raubtier

Hundefische gehören zur Ordnung der Kugelfische oder Kugelfische, und es gibt mehr als neunzig Arten von ihnen. Es unterscheidet sich von anderen Fischen einzigartige Fähigkeit bei Angst anschwellen und eine große Menge Wasser oder Luft schlucken. Gleichzeitig sticht sie mit Stacheln und stößt ein Nervengift namens Tetrodotoxin aus, das 1200-mal wirksamer ist als Kaliumcyanid.

Der Hundsfisch wurde aufgrund der besonderen Struktur der Zähne Kugelfisch genannt. Pufferzähne sind sehr stark, miteinander verwachsen und sehen aus wie vier Platten. Mit ihrer Hilfe spaltet sie die Schalen von Mollusken und Krabbenschalen und bekommt Nahrung. Ein seltener Fall ist bekannt, wann lebender Fisch, die nicht gefressen werden wollte, biss dem Koch den Finger ab. Einige Fischarten können auch beißen, aber die Hauptgefahr ist ihr Fleisch. In Japan heißt dieser exotische Fisch Fugu, gekonnt zubereitet, steht er ganz oben auf der Liste der Delikatessen der lokalen Küche. Der Preis für eine Portion eines solchen Gerichts beträgt 750 US-Dollar. Wenn ein Hobbykoch die Zubereitung übernimmt, endet die Verkostung tödlicher Ausgang, weil die Haut und die inneren Organe dieses Fisches das stärkste Gift enthalten. Zuerst wird die Zungenspitze taub, dann die Gliedmaßen, gefolgt von Krämpfen und sofortigem Tod. Beim Ausnehmen des Fisches verströmt der Hund einen übelriechenden, unheimlichen Geruch.

Am auffälligsten ist die Färbung des maurischen Götzenfisches, wenn er seine Beute jagt.

Die Hauptkörperfarbe ist weiß. Der Rand des Oberkiefers ist schwarz. Der Unterkiefer ist fast vollständig schwarz. Im oberen Teil der Schnauze befindet sich ein leuchtend orangefarbener Fleck mit schwarzem Rand. Zwischen der ersten Rückenflosse und der Bauchflosse befindet sich ein breiter schwarzer Streifen. Zwei dünne, gebogene bläuliche Streifen verlaufen von Anfang an vom ersten schwarzen Streifen Beckenflossen bis zur Vorderseite der Rückenflosse und vom Bauch bis zur Basis der Rückenflosse. Der dritte, weniger auffällige, bläuliche Streifen befindet sich von den Augen nach hinten. Der zweite, sich allmählich erweiternde, breite schwarze Streifen befindet sich von den Rückenstrahlen in Richtung der Bauchstrahlen. Hinter dem zweiten breiten schwarzen Streifen befindet sich eine dünne vertikale weiße Linie. Ein leuchtend gelb-oranger Fleck mit einem dünnen weißen Rand erstreckt sich vom Schwanz bis zur Körpermitte, wo er allmählich mit der weißen Hauptfarbe verschmilzt. Die Schwanzflosse ist schwarz mit weißem Rand.

Tag- und Nachtfärbung

Nachts schläft der Füsilierfisch weiter Meeresboden, wobei sie eine dunkle Färbung annehmen, die der Farbe entspricht Meerestiefen und unten. Beim Aufwachen hellt es sich auf und wird vollständig hell, wenn es sich der Oberfläche nähert. Durch die Änderung der Farbe wird es weniger auffällig.

Wacher Fisch

Fisch aufwachen

schlafender Fisch

Achtung Färbung

Aus der Ferne sehen bunt gefärbter Harlekin-Zahnfisch“, verstehen andere Fische sofort, dass dieses Jagdgebiet bereits besetzt ist.

Achtung Färbung

Die leuchtende Färbung warnt den Räuber: Vorsicht, dieses Geschöpf schmeckt schlecht oder ist giftig! Kugelfisch mit spitzer Nase extrem giftig, und andere Fische berühren es nicht. In Japan gilt dieser Fisch als essbar, doch beim Schneiden muss ein erfahrener Feinschmecker anwesend sein, der das Gift entfernt und das Fleisch unschädlich macht. Und doch fordert dieser fugu genannte Fisch, der als Delikatesse gilt, jedes Jahr das Leben vieler Menschen. So wurden 1963 Viperfische durch Fleisch vergiftet und 82 Menschen starben.

Der Kugelfisch sieht überhaupt nicht unheimlich aus: Er ist nur so groß wie eine Handfläche, schwimmt mit dem Schwanz nach vorne, sehr langsam. Anstelle von Schuppen - dünne elastische Haut, die sich im Gefahrenfall auf eine dreimal größere Größe als das Original aufblasen kann - eine Art glotzäugiger, äußerlich harmloser Ball.

Ihre Leber, Haut, Eingeweide, Kaviar, Milch und sogar ihre Augen enthalten jedoch Tetrodoxin, ein starkes Nervengift, von dem 1 mg eine tödliche Dosis für Menschen ist. Ein wirksames Gegenmittel dagegen gibt es noch nicht, obwohl das Gift selbst in mikroskopischen Dosen zur Vorbeugung altersbedingter Krankheiten sowie zur Behandlung von Erkrankungen der Prostata eingesetzt wird.

Mehrfarbiges Geheimnis

Die meisten Seesterne bewegen sich sehr langsam und leben auf sauberen Böden, ohne sich vor Feinden zu verstecken. Verblasste, gedämpfte Töne würden ihnen helfen, unsichtbar zu werden, und es ist sehr seltsam, dass die Sterne eine so helle Farbe haben.

Je nach Lebensraum erhält die Körperfarbe der Fische charakteristische Merkmale, die eine Unterscheidung ermöglichen pelagische, Boden-, Dickicht- und Schwarmfärbung.

Pelagischer Fisch

Der Begriff "pelagische Fische" kommt von dem Ort, an dem sie leben. Dieses Gebiet ist das Gebiet des Meeres oder Ozeans, die nicht an die Bodenfläche angrenzt. Pelageal – was ist das? Aus dem Griechischen wird „pelagial“ als „offenes Meer“ gedeutet, das als Lebensraum für Nekton, Plankton und Pleuston dient. Herkömmlicherweise ist die pelagische Zone in mehrere Schichten unterteilt: epipelagisch - in einer Tiefe von bis zu 200 Metern gelegen; mesopelagial - in einer Tiefe von bis zu 1000 Metern; bathypelagial - bis zu 4000 Meter; über 4000 Meter - abespelagial.

Beliebte Typen

Der wichtigste kommerzielle Fischfang ist pelagischer Art. Er macht 65-75 % des Gesamtfangs aus. Aufgrund des großen natürlichen Angebots und der Verfügbarkeit sind pelagische Fische die preiswerteste Art von Meeresfrüchten. Dies hat jedoch keine Auswirkung auf Schmackhaftigkeit und Nützlichkeit. Die führende Position des kommerziellen Fangs nehmen pelagische Fische des Schwarzen Meeres, der Nordsee, des Marmarameers, der Ostsee sowie der Meere des Nordatlantiks und des Pazifikbeckens ein. Dazu gehören Stint (Lodde), Sardelle, Hering, Hering, Stöcker, Kabeljau (Blauer Wittling), Makrele.

unterer Fisch- die meisten Lebenszyklus am Boden oder in unmittelbarer Nähe des Bodens durchgeführt werden. Sie kommen sowohl in Küstenregionen des Festlandsockels als auch im offenen Ozean entlang des Kontinentalhangs vor.

Grundfische können in zwei Hauptarten unterteilt werden: reine Grundfische und Benthopelagische, die sich über den Grund erheben und in der Wassersäule schwimmen. Neben der abgeflachten Körperform ist ein anpassungsfähiges Merkmal der Struktur vieler am Boden lebender Fische das untere Maul, das es ihnen ermöglicht, vom Boden aus zu fressen. Mit der Nahrung eingesaugter Sand wird normalerweise durch Kiemenschlitze ausgeworfen.

überwucherte Färbung

Überwucherte Malerei- bräunlicher, grünlicher oder gelblicher Rücken und meist Querstreifen oder Flecken an den Seiten. Diese Färbung ist charakteristisch für Fische in Dickichten oder Korallenriffen. Manchmal können diese Fische, besonders in der tropischen Zone, sehr hell gefärbt sein.

Beispiele für Fische mit überwucherter Färbung sind: Barsch und Hecht - aus Süßwasserformen; Seeskorpionhalskrause, viele Lippfische und Korallenfische stammen aus dem Meer.

Die Vegetation als Landschaftselement ist auch für ausgewachsene Fische wichtig. Viele Fische sind speziell an das Leben im Dickicht angepasst. Sie haben eine entsprechende Schutzfärbung. oder eine spezielle Körperform, die an ts zardeli erinnert, unter der der Fisch lebt. So machen die langen Auswüchse der Flossen des Lumpensammler-Seepferdchens in Kombination mit der entsprechenden Farbe es im Unterwasserdickicht völlig unsichtbar.

Herde Färbung

Eine Reihe von Merkmalen in der Struktur sind auch mit einem Schwarmleben verbunden, insbesondere die Farbe der Fische. Die Schwarmfärbung hilft den Fischen, sich aneinander zu orientieren. Bei solchen Fischen, bei denen eine Schwarmhaltung nur für Jungfische charakteristisch ist, kann dementsprechend auch eine Schwarmfärbung auftreten.

Eine sich bewegende Herde hat eine andere Form als eine stationäre, was mit der Bereitstellung günstiger hydrodynamischer Bedingungen für Bewegung und Orientierung verbunden ist. Die Form eines sich bewegenden und eines stationären Schwarms unterscheidet sich bei verschiedenen Fischarten, und np kann bei derselben Art unterschiedlich sein. Ein sich bewegender Fisch bildet um seinen Körper ein bestimmtes Kraftfeld. Wenn sich Fische in einem Schwarm bewegen, passen sie sich daher auf eine bestimmte Art aneinander an: Schwärme werden aus Fischen gruppiert, die normalerweise ähnliche Größen und einen ähnlichen biologischen Zustand haben. Fische in einer Herde haben im Gegensatz zu vielen Säugetieren und Vögeln anscheinend keinen ständigen Anführer, und sie konzentrieren sich abwechselnd entweder auf den einen oder anderen ihrer Mitglieder oder häufiger auf mehrere Fische gleichzeitig. Fische navigieren in einem Schwarm vor allem mit Hilfe der Sehorgane und der Seitenlinie.

Mimikry

Eine der Anpassungen ist die Farbänderung. Plattfische sind Meister dieses Wunders: Sie können Farbe und Muster entsprechend dem Muster und der Farbe des Meeresbodens ändern.

Präsentationshosting

Fische sind extrem verschiedene Farben mit einem sehr seltsamen Design. Eine besondere Farbvielfalt wird bei Fischen tropischer und warmer Gewässer beobachtet. Es ist bekannt, dass Fische der gleichen Art in verschiedenen Gewässern unterschiedliche Farben haben, obwohl sie meist die für diese Art charakteristische Zeichnung beibehalten. Nehmen Sie mindestens einen Hecht: Seine Farbe ändert sich von dunkelgrün zu hell gelbe Farbe. Der Barsch hat normalerweise leuchtend rote Flossen, eine grünliche Farbe von den Seiten und einen dunklen Rücken, aber es gibt weißliche Barsche (in Flüssen) und umgekehrt dunkle (in Ilmens). Alle diese Beobachtungen deuten darauf hin, dass die Farbe der Fische von ihrer Farbe abhängt systematische Stellung aus dem Lebensraum Umweltfaktoren, Ernährungsbedingungen.

Die Färbung von Fischen ist auf spezielle Zellen zurückzuführen, die sich in hauthaltigen Pigmentkörnern befinden. Solche Zellen werden Chromatophoren genannt.

Unterscheiden: Melanophoren (enthalten schwarze Pigmentkörner), Erythrophoren (rot), Xanthophoren (gelb) u Guanophoren, Iridozyten (silberne Farbe).

Obwohl letztere als Chromatophoren gelten und keine Pigmentkörner haben, enthalten sie eine kristalline Substanz - Guanin, wodurch der Fisch einen metallischen Glanz und eine silbrige Farbe erhält. Von den Chromatophoren haben nur Melanophore Nervenenden. Die Form der Chromatophoren ist sehr unterschiedlich, am häufigsten sind sie jedoch sternförmig und scheibenförmig.

In Bezug auf die chemische Beständigkeit ist das schwarze Pigment (Melanin) am widerstandsfähigsten. Es ist nicht löslich in Säuren, Laugen und verändert sich nicht durch Veränderungen des physiologischen Zustands der Fische (Hunger, Ernährung). Rote und gelbe Pigmente sind mit Fetten verbunden, daher werden die Zellen, die sie enthalten, Lipophoren genannt. Die Pigmente von Erythrophoren und Xanthophoren sind sehr instabil, lösen sich in Alkoholen auf und sind von der Ernährungsqualität abhängig.

Pigmente sind chemisch gesehen komplexe Substanzen, die verschiedenen Klassen angehören:

1) Carotinoide (rot, gelb, orange)

2) Melanine - Indole (schwarz, braun, grau)

3) Flavine und Puringruppen.

Melanophore und Lipophore befinden sich in verschiedenen Hautschichten an der Außen- und Innenseite der Grenzschicht (Cutis). Guanophoren (oder Leukophoren oder Iridozyten) unterscheiden sich von Chromatophoren dadurch, dass sie kein Pigment haben. Ihre Farbe ist auf die Kristallstruktur von Guanin, einem Proteinderivat, zurückzuführen. Guanophoren befinden sich unter dem Chorium. Ganz wichtig ist, dass sich Guanin wie Pigmentkörner im Plasma der Zelle befindet und sich durch intrazelluläre Plasmaströme (Verdickung, Verdünnung) in seiner Konzentration verändern kann. Guanin-Kristalle haben eine sechseckige Form und wechseln je nach Lage in der Zelle die Farbe von silbrig-weißlich bis bläulich-violett.

Guanophoren werden in vielen Fällen zusammen mit Melanophoren und Erythrophoren gefunden. Sie spielen eine sehr wichtige biologische Rolle im Leben der Fische, weil Sie befinden sich auf der Bauchoberfläche und an den Seiten und machen den Fisch von unten und von den Seiten weniger auffällig. die Schutzfunktion der Färbung ist hier besonders ausgeprägt.

Die Funktion von Pigmentstäben besteht hauptsächlich darin, zu expandieren, d.h. mehr Platz einnehmen (Ausdehnung) und reduzieren, d.h. auf kleinstem Raum (Vertrag). Wenn sich das Plasma zusammenzieht und sein Volumen verringert, werden die Pigmentkörner im Plasma konzentriert Großer Teil die oberfläche der zelle wird von diesem pigment befreit, wodurch die helligkeit der farbe abnimmt. Bei der Expansion breitet sich das Zellplasma auf einer größeren Fläche aus und Pigmentkörner werden mit verteilt. Dadurch wird eine große Oberfläche des Fischkörpers mit diesem Pigment bedeckt, was dem Fisch eine für das Pigment charakteristische Farbe verleiht.

Der Grund für die Erhöhung der Konzentration von Pigmentzellen können sowohl interne Faktoren (der physiologische Zustand der Zelle, des Organismus) als auch einige Faktoren sein. Außenumgebung(Temperatur, Sauerstoffgehalt und Kohlendioxydeintritt). Melanophoren haben Innervation. Kanthophoren und Erythrophoren sind nicht innerviert: Daher kann das Nervensystem nur direkt auf Melanophoren einwirken.

Es wurde festgestellt, dass die Pigmentzellen von Knochenfischen eine konstante Form behalten. Koltsov glaubt, dass das Plasma einer Pigmentzelle zwei Schichten hat: Ektoplasma (Oberflächenschicht) und Kinoplasma (innere Schicht), die Pigmentkörner enthalten. Das Ektoplasma ist durch radiale Fibrillen fixiert, während das Kinoplasma sehr beweglich ist. Ektoplasma bestimmt die äußere Form des Chromatophors (die Form der geordneten Bewegung), reguliert den Stoffwechsel und ändert seine Funktion unter dem Einfluss des Nervensystems. Ektoplasma und Kinoplasma mit unterschiedlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften, gegenseitige Benetzbarkeit, wenn sich ihre Eigenschaften unter dem Einfluss der äußeren Umgebung ändern. Während der Expansion (Expansion) benetzt das Kinoplasma das Ektoplasma gut und breitet sich dadurch durch die mit Ektoplasma bedeckten Risse aus. Die Pigmentkörner befinden sich im Kinoplasma, werden damit gut benetzt und folgen dem Fluss des Kinoplasmas. Bei der Konzentration wird das umgekehrte Bild beobachtet. Es gibt eine Trennung von zwei kolloidalen Protoplasmaschichten. Das Kinoplasma benetzt das Ektoplasma und damit das Kinoplasma nicht
nimmt das kleinste Volumen ein. Dieser Vorgang beruht auf einer Änderung der Oberflächenspannung an der Grenze zweier Protoplasmaschichten. Ektoplasma ist von Natur aus eine Proteinlösung, und Kinoplasma ist ein Lipoid vom Lecithin-Typ. Kinoplasma ist in Ektoplasma emulgiert (sehr fein verteilt).

Neben der Nervenregulation haben Chromatophoren auch eine Hormonregulation. Es muss davon ausgegangen werden, dass unter unterschiedlichen Bedingungen die eine oder andere Regelung durchgeführt wird. Eine auffällige Anpassung der Körperfarbe an die Farbe der Umgebung wird bei Meeresnadeln, Grundeln, Flundern beobachtet. Flundern zum Beispiel können das Muster des Bodens und sogar eines Schachbretts mit großer Genauigkeit kopieren. Dieses Phänomen erklärt sich aus der Tatsache, dass das Nervensystem bei dieser Anpassung eine führende Rolle spielt. Der Fisch nimmt Farbe durch das Sehorgan wahr und dann steuert das Nervensystem durch Umwandlung dieser Wahrnehmung die Funktion der Pigmentzellen.

In anderen Fällen zeigt sich deutlich eine hormonelle Regulation (Färbung während der Brutzeit). Im Blut von Fischen befinden sich Hormone der Nebenniere Adrenalin und der hinteren Hypophyse - Pituitrin. Adrenalin bewirkt Konzentration, Pituitrin ist ein Antagonist von Adrenalin und bewirkt Expansion (Diffusion).

Somit steht die Funktion der Pigmentzellen unter der Kontrolle des Nervensystems und hormoneller Faktoren, d.h. interne Faktoren. Aber daneben spielen Umweltfaktoren (Temperatur, Kohlendioxid, Sauerstoff usw.) eine Rolle. Die Zeit, die benötigt wird, um die Farbe der Fische zu ändern, ist unterschiedlich und reicht von wenigen Sekunden bis zu mehreren Tagen. In der Regel ändern Jungfische ihre Farbe schneller als Erwachsene.

Es ist bekannt, dass Fische die Körperfarbe entsprechend der Farbe der Umgebung ändern. Ein solches Kopieren wird nur durchgeführt, wenn der Fisch die Farbe und das Muster des Bodens sehen kann. Dies wird durch das folgende Beispiel belegt. Wenn die Flunder auf einem schwarzen Brett liegt, es aber nicht sieht, dann hat sie nicht die Farbe eines schwarzen Brettes, sondern die für sie sichtbare weiße Erde. Im Gegenteil, wenn eine Flunder auf weißem Grund liegt, aber eine schwarze Tafel sieht, dann nimmt ihr Körper die Farbe einer schwarzen Tafel an.Diese Experimente zeigen überzeugend, dass Fische sich leicht anpassen und ihre Farbe an einen für sie ungewöhnlichen Untergrund ändern.

Die Beleuchtung beeinflusst die Farbe der Fische. "Wie an dunklen Orten mit wenig Licht verlieren die Fische ihre Farbe. Helle Fische, die einige Zeit im Dunkeln gelebt haben, werden blass. Geblendete Fische werden dunkel. Und die Aufhellung des Körpers des Fisches hängt davon ab." nicht nur auf die Ausleuchtung des Grundes, sondern auch auf den Blickwinkel, in dem der Fisch den Grund sehen kann. Wenn also einer Forelle die Augen zugebunden oder entfernt werden, wird der Fisch schwarz. Wenn man nur die unteren abdeckt Hälfte des Auges wird der Fisch dunkel, und wenn Sie nur die obere Hälfte des Auges kleben, behält der Fisch seine Farbe.

Licht hat den stärksten und vielfältigsten Einfluss auf die Farbe von Fischen. Licht
wirkt sich sowohl über die Augen und das Nervensystem als auch direkt auf Melanophoren aus. So erhielt Frisch, der bestimmte Bereiche der Haut des Fisches beleuchtete, eine lokale Farbänderung: Es wurde eine Verdunkelung des beleuchteten Bereichs (Ausdehnung von Melanophoren) beobachtet, die 1-2 Minuten nach dem Ausschalten des Lichts verschwand. In Verbindung mit längerer Beleuchtung bei Fischen ändert sich die Farbe von Rücken und Bauch. Normalerweise lebt der Rücken von Fischen weiter geringe Tiefen und in klarem Wasser hat es einen dunklen Ton und der Bauch ist hell. In Fischen, die in großen Tiefen leben und schlammiges Wasser kein derartiger Farbunterschied wird beobachtet. Es wird angenommen, dass der Unterschied in der Färbung von Rücken und Bauch einen adaptiven Wert hat: Der dunkle Rücken des Fisches ist von oben vor einem dunklen Hintergrund weniger sichtbar und der helle Bauch von unten. In diesem Fall ist die unterschiedliche Färbung von Bauch und Rücken auf die ungleichmäßige Anordnung der Pigmente zurückzuführen. Auf dem Rücken und an den Seiten befinden sich Melanophoren und an den Seiten nur Iridozyten (Tuanophoren), die dem Bauch einen metallischen Glanz verleihen.

Bei lokaler Erwärmung der Haut kommt es zur Ausdehnung von Melanophoren, was zu einer Verdunkelung führt, während sie sich abkühlt - zu einer Aufhellung. Eine Abnahme der Sauerstoffkonzentration und eine Zunahme der Kohlensäurekonzentration verändern auch die Farbe der Fische. Sie haben wahrscheinlich beobachtet, dass bei Fischen nach dem Tod der Körperteil, der im Wasser war, eine hellere Farbe hat (Melanophorenkonzentration), und der Teil, der aus dem Wasser ragt und mit der Luft in Kontakt kommt, dunkel ist (Melanophorenausdehnung). Die Fische sind in einem normalen Zustand, normalerweise ist die Farbe hell und mehrfarbig. Bei starker Sauerstoffabnahme oder Erstickungszustand wird es blasser, dunkle Töne verschwinden fast vollständig. Das Verblassen der Farbe der Haut des Fischnetzes ist das Ergebnis der Konzentration von Chromatophoren und , hauptsächlich Melanophoren. Durch Sauerstoffmangel wird die Hautoberfläche des Fisches nicht mit Sauerstoff versorgt, durch Kreislaufstillstand oder Sauerstoffmangel im Körper (Beginn der Erstickung) bekommt sie immer fahle Töne. Eine Erhöhung des Kohlendioxidgehalts im Wasser beeinflusst die Farbe der Fische genauso wie ein Sauerstoffmangel. Folglich wirken diese Faktoren (Kohlendioxid und Sauerstoff) direkt auf die Chromatophoren, daher befindet sich das Reizzentrum in der Zelle selbst - im Plasma.

Die Wirkung von Hormonen auf die Farbe von Fischen zeigt sich vor allem während Paarungszeit(Brutzeit). Besonders interessante Färbung Haut und Flossen bei Männchen beobachtet. Die Funktion der Chromatophoren wird von hormonellen Wirkstoffen und dem Federsystem gesteuert. Beispiel mit kämpfender Fisch. In diesem Fall erhalten reife Männer unter dem Einfluss von Hormonen die entsprechende Färbung, deren Helligkeit und Brillanz durch den Anblick einer Frau verstärkt wird. Die Augen des Männchens sehen das Weibchen, diese Wahrnehmung wird über das Nervensystem auf die Chromatophoren übertragen und bewirkt, dass sie sich ausdehnen. Die Chromatophoren der männlichen Haut funktionieren in diesem Fall unter der Kontrolle von Hormonen und des Nervensystems.

Experimentelle Arbeiten an der Elritze zeigten, dass die Injektion von Adrenalin eine Aufhellung der Haut des Fisches bewirkt (Melanophorenkontraktion). Eine mikroskopische Untersuchung der Haut einer adrenalingeladenen Elritze zeigte, dass sich Melanophoren in einem Kontraktionszustand befinden und Lipophoren sich ausdehnen.

Fragen zur Selbstprüfung:

1. Die Struktur und funktionelle Bedeutung der Fischhaut.

2. Der Mechanismus der Schleimbildung, seine Zusammensetzung und Bedeutung.

3. Aufbau und Funktionen von Waagen.

4. Physiologische Rolle der Haut- und Schuppenregeneration.

5. Die Rolle der Pigmentierung und Färbung im Leben der Fische.

Abschnitt 2: Materialien von Laborarbeiten.

Warum brauchen Fische helle Farben? Woher kommt die unterschiedliche Pigmentierung von Fischen? Was ist Mimikry? Wer sieht die leuchtenden Farben der Fische in einer Tiefe, in der ewige Dunkelheit herrscht? Wie die Farbe von Fischen mit ihren Verhaltensreaktionen korreliert und welche sozialen Funktionen sie hat - die Biologen Alexander Mikulin und Gerard Chernyaev.

Themenübersicht

Die Färbung ist für Fische von großer ökologischer Bedeutung. Es gibt Schutz- und Warnfarben. Die Schutzfärbung soll den Fisch vor dem Hintergrund der Umgebung tarnen. Warnende oder sematische Färbung besteht normalerweise aus auffälligen großen, kontrastierenden Flecken oder Bändern mit klaren Grenzen. Es soll beispielsweise bei giftigen und giftigen Fischen verhindern, dass ein Raubtier sie angreift, und in diesem Fall wird es als Abschreckungsmittel bezeichnet. Die Identifizierungsfärbung wird verwendet, um territoriale Fische vor Rivalen zu warnen oder um Weibchen zu Männchen zu locken und sie zu warnen, dass Männchen zum Laichen bereit sind. Die letzte Art der Warnfärbung wird allgemein als Paarungskleid von Fischen bezeichnet. Oft entlarvt die Erkennungsfärbung den Fisch. Aus diesem Grund befindet sich bei vielen revierbewachenden Fischen oder deren Nachwuchs die Erkennungsfärbung in Form eines leuchtend roten Flecks am Bauch, wird dem Gegner ggf. gezeigt und stört die Maskierung des Fisches nicht wenn es sich mit dem Bauch nach unten befindet.

Es gibt auch eine pseudosematische Färbung, die die Warnfärbung einer anderen Art nachahmt. Es wird auch Mimikry genannt. Es ermöglicht harmlosen Fischarten, dem Angriff eines Räubers auszuweichen, der sie für eine gefährliche Art hält.

Es gibt andere Farbklassifikationen. Beispielsweise werden Arten der Fischfärbung unterschieden, die die Merkmale der ökologischen Beschränkung dieser Art widerspiegeln. Die pelagische Färbung ist charakteristisch für oberflächennahe Bewohner von Süß- und Meeresgewässern. Es zeichnet sich durch einen schwarzen, blauen oder grünen Rücken und silbrige Seiten und einen silbrigen Bauch aus. Der dunkle Rücken macht den Fisch weniger sichtbar gegen den Boden. Flussfische haben einen schwarzen und dunkelbraunen Rücken, sodass sie vor dem Hintergrund eines dunklen Bodens weniger auffallen. Bei Seefischen ist der Rücken in bläulichen und grünlichen Tönen gefärbt, da diese Rückenfarbe vor dem Hintergrund von grünlichem Wasser weniger auffällt. Der blaue und grüne Rücken ist charakteristisch für die meisten pelagischen Meeresfische, die sie vor dem Hintergrund der blauen Meerestiefen verstecken. Die silbrigen Flanken und der helle Bauch des Fisches sind vor dem Hintergrund einer Spiegelfläche von unten schlecht sichtbar. Das Vorhandensein eines Kiels am Bauch von pelagischen Fischen minimiert den Schatten, der sich von der Bauchseite bildet, und entlarvt den Fisch. Betrachtet man den Fisch von der Seite, verleihen das auf den dunklen Rücken fallende Licht und der durch den Glanz der Schuppen verdeckte Schatten des unteren Teils des Fisches dem Fisch ein graues, unscheinbares Aussehen.

Die Bodenfärbung ist durch einen dunklen Rücken und Seiten, manchmal mit dunkleren Flecken, und einen hellen Bauch gekennzeichnet. Im Boden leben Fische oberhalb des kiesigen Bodens von Flüssen mit klares Wasser, normalerweise an den Seiten des Körpers befinden sich helle, schwarze und andere farbige Flecken, manchmal in dorsal-abdominaler Richtung leicht verlängert, manchmal in Form eines Längsstreifens (die sogenannte Kanalfärbung). Diese Färbung macht den Fisch unauffällig vor dem Hintergrund von Kieselboden in einem transparenten fließendes Wasser. Grundfische aus stehenden Süßwasserreservoirs haben keine hellen dunklen Flecken an den Seiten des Körpers oder sie haben unscharfe Umrisse.

Die überwucherte Färbung von Fischen ist durch einen bräunlichen, grünlichen oder gelblichen Rücken und meist Quer- oder Längsstreifen und Flecken an den Seiten gekennzeichnet. Diese Färbung ist charakteristisch für Fische, die zwischen Unterwasservegetation und Korallenriffen leben. Querstreifen sind charakteristisch für Raubtiere aus dem Hinterhalt, die aus einem Hinterhalt von Küstendickicht (Hecht, Barsch) oder langsam zwischen ihnen schwimmenden Fischen (Widerhaken) jagen. Oberflächennahe Fische zwischen den an der Oberfläche liegenden Algen sind durch Längsstreifen gekennzeichnet (Zebrafische). Die Streifen maskieren nicht nur den Fisch zwischen den Algen, sondern sezieren auch das Aussehen des Fisches. Charakteristisch ist die sezierende Färbung, oft sehr hell vor einem für Fische ungewöhnlichen Hintergrund Korallenfische wo sie vor dem Hintergrund leuchtender Korallen unsichtbar sind.

Schwarmfische zeichnen sich durch eine Schwarmfärbung aus. Diese Färbung erleichtert die Orientierung der Individuen in der Herde zueinander. Es erscheint normalerweise vor dem Hintergrund anderer Färbungsformen und äußert sich entweder in Form eines oder mehrerer Flecken an den Seiten des Körpers oder auf Rückenflosse, oder als dunkler Streifen entlang des Körpers oder an der Basis des Schwanzstiels.

Viele friedliche Fische haben ein "Täuschungsauge" im Körperrücken, das den Räuber in Wurfrichtung der Beute desorientiert.

Die ganze Vielfalt der Fischfarben ist auf spezielle Zellen zurückzuführen - Chromatophoren, die in der Haut von Fischen vorkommen und Pigmente enthalten. Folgende Chromatophoren werden unterschieden: Melanophore mit schwarzen Pigmentkörnern (Melanin); rote Erythrophore und gelbe Xanthophore, Lipophoren genannt, da die darin enthaltenen Pigmente (Carotinoide) in Lipiden gelöst sind; Guanophoren oder Iridozyten, die in ihrer Struktur Guaninkristalle enthalten, die den Fischen einen metallischen Glanz und silbrige Schuppen verleihen. Melanophoren und Erythrophoren sind sternförmig, Xanthophoren sind abgerundet.

Chemisch unterscheiden sich die Pigmente verschiedener Pigmentzellen deutlich. Melanine sind Polymere mit einem relativ hohen Molekulargewicht schwarz, braun, rot oder gelb.

Melanine sind sehr stabile Verbindungen. Sie sind in keinem der polaren oder unpolaren Lösungsmittel und auch nicht in Säuren löslich. Melanine können sich jedoch bei hellem Sonnenlicht, längerer Lufteinwirkung oder, besonders wirksam, längerer Oxidation mit Wasserstoffperoxid verfärben.

Melanophore sind in der Lage, Melanine zu synthetisieren. Die Bildung von Melanin erfolgt in mehreren Stufen aufgrund der sequentiellen Oxidation von Tyrosin zu Dihydroxyphenylalanin (DOPA) und dann bis zur Polymerisation des Melanin-Makromoleküls. Melanine können auch aus Tryptophan und sogar aus Adrenalin synthetisiert werden.

In Xanthophoren und Erythrophoren sind die vorherrschenden Pigmente in Fetten gelöste Carotinoide. Darüber hinaus können diese Zellen Pterine enthalten, entweder ohne Carotinoide oder in Kombination mit diesen. Die Pterine in diesen Zellen sind in spezialisierten kleinen Organellen lokalisiert, die als Pterinosomen bezeichnet werden und sich im gesamten Zytoplasma befinden. Auch bei hauptsächlich durch Carotinoide gefärbten Arten werden Pterine zunächst synthetisiert und in sich entwickelnden Xanthophoren und Erythrophoren sichtbar, während Carotinoide, die aus der Nahrung aufgenommen werden müssen, erst später nachgewiesen werden.

Pterine sorgen bei einer Reihe von Fischgruppen sowie bei Amphibien und Reptilien für eine gelbe, orange oder rote Färbung. Pterine sind amphotere Moleküle mit schwach sauren und basischen Eigenschaften. Sie sind schlecht wasserlöslich. Die Synthese von Pterinen erfolgt über Purin (Guanin)-Zwischenprodukte.

Guanophoren (Iridophoren) sind in Form und Größe sehr unterschiedlich. Guanophoren bestehen aus Guaninkristallen. Guanin ist eine Purinbase. Hexagonale Guaninkristalle befinden sich im Plasma von Guanophoren und können aufgrund von Plasmaströmen in der Zelle konzentriert oder verteilt werden. Dieser Umstand führt unter Berücksichtigung des Lichteinfallswinkels zu einer Veränderung der Farbe der Haut von Fischen von silberweiß zu bläulichviolett und blaugrün oder sogar gelbrot. Also ein leuchtend blaugrüner Streifen eines Neonfisches unter dem Einfluss von elektrischer Strom erhält einen roten Glanz, wie Erythrosonus. Guanophoren, die sich in der Haut unter den übrigen Pigmentzellen befinden, ergeben in Kombination mit Xanthophoren und Erythrophoren Grün und mit diesen Zellen und Melanophoren Blau.

Eine andere Methode, um die bläulich-grüne Farbe ihrer Haut durch Fische zu erhalten, wurde entdeckt. Es wurde festgestellt, dass nicht alle Eizellen während des Laichens von weiblichen Seehasen gelaicht werden. Einige von ihnen verbleiben in den Keimdrüsen und nehmen bei der Resorption eine bläulich-grüne Farbe an. In der Zeit nach dem Laichen nimmt das Blutplasma von Seehasenweibchen eine hellgrüne Farbe an. Ein ähnliches blaugrünes Pigment wurde in den Flossen und der Haut von Weibchen gefunden, das offenbar einen adaptiven Wert während ihrer Mast nach dem Laichen in der Küstenzone des Meeres unter Algen hat.

Einigen Forschern zufolge sind nur Melanophoren für Nervenenden geeignet, und Melanophoren haben eine doppelte Innervation: sympathisch und parasympathisch, während Xanthophoren, Erythrophoren und Guanophoren keine Innervation haben. Auch die experimentellen Daten anderer Autoren weisen auf eine nervöse Regulation der Erythrophoren hin. Alle Arten von Pigmentzellen unterliegen der humoralen Regulation.

Farbänderungen von Fischen treten auf zwei Arten auf: aufgrund der Ansammlung, Synthese oder Zerstörung des Pigments in der Zelle und aufgrund einer Änderung des physiologischen Zustands des Chromatophors selbst, ohne den darin enthaltenen Pigmentgehalt zu ändern. Ein Beispiel für die erste Methode der Farbänderung ist ihre Verstärkung während der Zeit vor dem Laichen bei vielen Fischen aufgrund der Ansammlung von Carotinoidpigmenten in Xanthophoren und Erythrophoren, wenn sie von anderen Organen und Geweben in diese Zellen eindringen. Ein weiteres Beispiel: Die Besiedlung von Fischen auf hellem Untergrund bewirkt eine verstärkte Bildung von Guanin in Guanophoren und gleichzeitig den Abbau von Melanin in Melanophoren und umgekehrt die auf dunklem Untergrund erfolgende Bildung von Melanin mit dem Verschwinden von Guanin.

Bei einer physiologischen Zustandsänderung des Melanophors unter Einwirkung eines Nervenimpulses werden die im beweglichen Teil des Plasmas befindlichen Pigmentkörner - im Kinoplasma - zusammen mit ihm im zentralen Teil der Zelle gesammelt. Dieser Vorgang wird Kontraktion (Aggregation) des Melanophors genannt. Durch die Kontraktion wird der überwiegende Teil der Pigmentzelle von Pigmentkörnern befreit, was zu einer Abnahme der Farbbrillanz führt. Gleichzeitig bleibt die Form des Melanophors, gestützt durch die Zelloberflächenmembran und die Skelettfibrillen, unverändert. Der Prozess der Verteilung von Pigmentkörnern in der Zelle wird Expansion genannt.

Melanophore, die sich in der Epidermis von Lungenfischen und you and me befinden, sind aufgrund der Bewegung von Pigmentkörnern in ihnen nicht in der Lage, ihre Farbe zu ändern. Beim Menschen tritt eine Verdunkelung der Haut in der Sonne aufgrund der Synthese von Pigmenten in Melanophoren und eine Erleuchtung aufgrund einer Abschuppung der Epidermis zusammen mit Pigmentzellen auf.

Unter dem Einfluss der hormonellen Regulierung ändert sich die Farbe von Xanthophoren, Erythrophoren und Guanophoren aufgrund einer Veränderung der Form der Zelle selbst, von Xanthophoren und Erythrophoren und aufgrund einer Veränderung der Konzentration von Pigmenten in der Zelle selbst.

Die Prozesse der Kontraktion und Expansion von Pigmentkörnern von Melanophoren sind mit Änderungen der Benetzbarkeitsprozesse des Kinoplasmas und des Ektoplasmas der Zelle verbunden, was zu einer Änderung der Oberflächenspannung an der Grenze dieser beiden Plasmaschichten führt. Dies ist ein rein physikalischer Vorgang und kann auch bei toten Fischen künstlich durchgeführt werden.

Unter hormoneller Regulierung verursachen Melatonin und Adrenalin die Kontraktion von Melanophoren, die Hormone der hinteren Hypophyse wiederum bewirken eine Expansion: Pituitrin verursacht Melanophoren und Prolaktin verursacht eine Expansion von Xanthophoren und Erythrophoren. Guanophoren unterliegen auch hormonellen Einflüssen. So erhöht Adrenalin die Dispersion von Blutplättchen in Guanophoren, während eine Erhöhung des intrazellulären cAMP-Spiegels die Blutplättchenaggregation verstärkt. Melanophoren regulieren die Bewegung des Pigments durch Veränderung des intrazellulären Gehalts an cAMP und Ca ++, während bei Erythrophoren die Regulierung nur auf der Basis von Calcium erfolgt. Ein starker Anstieg des Gehalts an extrazellulärem Calcium oder dessen Mikroinjektion in die Zelle wird von einer Aggregation von Pigmentkörnern in Erythrophoren begleitet, jedoch nicht in Melanophoren.

Die obigen Daten zeigen, dass sowohl intrazelluläres als auch extrazelluläres Calcium eine wichtige Rolle bei der Regulation der Expansion und Kontraktion sowohl von Melanophoren als auch von Erythrophoren spielen.

Die Färbung von Fischen in ihrer Evolution kann nicht spezifisch für Verhaltensreaktionen entstanden sein und muss eine vorherige physiologische Funktion haben. Mit anderen Worten, der Satz von Hautpigmenten, die Struktur von Pigmentzellen und ihre Lage in der Haut von Fischen sind offensichtlich nicht zufällig und sollten den evolutionären Weg von Änderungen in den Funktionen dieser Strukturen widerspiegeln, während denen moderne Organisation Pigmentkomplex der Haut lebender Fische.

Vermutlich war das Pigmentsystem zunächst als Teil des Ausscheidungssystems der Haut an den physiologischen Prozessen des Körpers beteiligt. Anschließend begann der Pigmentkomplex der Fischhaut an der Regulation photochemischer Prozesse in der Lederhaut teilzunehmen und in späteren Stadien der evolutionären Entwicklung die Funktion der eigentlichen Färbung von Fischen bei Verhaltensreaktionen zu übernehmen.

Für primitive Organismen spielt das Ausscheidungssystem der Haut eine wichtige Rolle in ihrem Leben. Eine der Aufgaben zur Reduzierung schädlicher Wirkungen von Stoffwechselendprodukten besteht natürlich darin, deren Löslichkeit in Wasser durch Polymerisation zu verringern. Dadurch ist es einerseits möglich, ihre toxische Wirkung zu neutralisieren und gleichzeitig Stoffwechselprodukte ohne sie in spezialisierten Zellen anzureichern. erhebliche Kosten mit weiterer Entfernung dieser Polymerstrukturen aus dem Körper. Andererseits ist der Polymerisationsprozess selbst oft mit einer Dehnung lichtabsorbierender Strukturen verbunden, was zum Auftreten farbiger Verbindungen führen kann.

Offenbar gelangten Purine in Form von Guaninkristallen und Pterine als Produkte des Stickstoffstoffwechsels in die Haut und wurden beispielsweise bei den alten Sumpfbewohnern in Dürreperioden, wenn sie in den Winterschlaf fielen, ausgeschieden oder angereichert. Es ist interessant festzustellen, dass Purine und insbesondere Pterine in der Körperhaut nicht nur von Fischen, sondern auch von Amphibien und Reptilien sowie Arthropoden, insbesondere Insekten, weit verbreitet sind, was auf die Schwierigkeit ihrer Entfernung zurückzuführen sein kann aufgrund der Entstehung dieser Tiergruppen an Land. .

Schwieriger ist die Anreicherung von Melanin und Carotinoiden in der Fischhaut zu erklären. Wie oben erwähnt, wird die Melaninbiosynthese aufgrund der Polymerisation von Indolmolekülen durchgeführt, die Produkte der enzymatischen Oxidation von Tyrosin sind. Indol ist für den Körper giftig. Melanin erweist sich als ideale Option zur Konservierung schädlicher Indolderivate.

Carotinoid-Pigmente sind im Gegensatz zu den oben diskutierten keine Endprodukte des Metabolismus und hochreaktiv. Sie sind Lebensmittelursprungs und daher ist es zur Klärung ihrer Rolle zweckmäßiger, ihre Beteiligung am Stoffwechsel in Betracht zu ziehen geschlossenes System, zum Beispiel in Fischrogen.

Im vergangenen Jahrhundert wurden mehr als zwei Dutzend Meinungen über die funktionelle Bedeutung von Carotinoiden im Körper von Tieren, einschließlich Fischen und ihrem Kaviar, geäußert. Besonders hitzig diskutiert wurde die Rolle der Carotinoide bei der Atmung und anderen Redoxprozessen. Daher wurde angenommen, dass Carotinoide in der Lage sind, Sauerstoff transmembranös zu transportieren bzw. entlang der zentralen Doppelbindung des Pigments zu speichern. In den siebziger Jahren des letzten Jahrhunderts schlug Viktor Vladimirovich Petrunyaka die mögliche Beteiligung von Carotinoiden am Calciumstoffwechsel vor. Er entdeckte die Konzentration von Carotinoiden in bestimmten Bereichen der Mitochondrien, den so genannten Calcospherules. Es wurde eine Wechselwirkung von Carotinoiden mit Calcium während der Embryonalentwicklung von Fischen festgestellt, aufgrund derer es zu einer Farbänderung dieser Pigmente kommt.

Es wurde festgestellt, dass die Hauptfunktionen von Carotinoiden in Fischrogen sind: ihre antioxidative Rolle in Bezug auf Lipide sowie ihre Beteiligung an der Regulierung des Calciumstoffwechsels. Sie sind nicht direkt an Atmungsprozessen beteiligt, sondern tragen rein physikalisch zur Auflösung und damit Speicherung von Sauerstoff in Fetteinschlüssen bei.

Die Ansichten über die Funktionen von Carotinoiden haben sich im Zusammenhang mit grundlegend geändert strukturelle Organisation ihre Moleküle. Carotinoide bestehen aus ionischen Ringen, einschließlich sauerstoffhaltiger Gruppen - Xanthophylle oder ohne sie - Carotine und einer Kohlenstoffkette, einschließlich eines Systems konjugierter Doppelbindungen. Früher wurde den Änderungen in den Gruppen in den Iononringen ihrer Moleküle, dh der Umwandlung einiger Carotinoide in andere, große Bedeutung bei den Funktionen von Carotinoiden beigemessen. Wir haben gezeigt, dass die qualitative Zusammensetzung in der Arbeit von Carotinoiden von großer Wichtigkeit nicht, und die Funktionalität von Carotinoiden ist mit dem Vorhandensein einer Konjugationskette verbunden. Es bestimmt die spektralen Eigenschaften dieser Pigmente sowie die räumliche Struktur ihrer Moleküle. Diese Struktur löscht die Energie von Radikalen in den Prozessen der Lipidperoxidation und erfüllt die Funktion von Antioxidantien. Es sorgt für oder stört den Transmembrantransfer von Calcium.

Es gibt andere Pigmente in Fischkaviar. So bestimmen ein Pigment, das im Lichtabsorptionsspektrum den Gallenpigmenten und seinem Proteinkomplex in Skorpionfischen nahe kommt, die Vielfalt der Farbe der Eier dieser Fische und gewährleisten die Erkennung des einheimischen Geleges. Ein einzigartiges Hämoprotein im Eigelb von Weißfischeiern trägt zu seinem Überleben während der Entwicklung im Pagon-Zustand bei, das heißt, wenn es zu Eis gefriert. Es trägt zum Leerlaufverbrennen eines Teils des Eigelbs bei. Es wurde festgestellt, dass der Gehalt an Kaviar bei jenen Weißfischarten höher ist, deren Entwicklung unter strengeren Bedingungen erfolgt. Temperaturbedingungen Winter.

Carotinoide und ihre Derivate – Retinoide, wie Vitamin A, sind in der Lage, Salze zweiwertiger Metalle anzureichern oder transmembranös zu übertragen. Diese Eigenschaft ist offenbar sehr wichtig für wirbellose Meerestiere, die Kalzium aus dem Körper entfernen, das später beim Aufbau des äußeren Skeletts verwendet wird. Vielleicht ist dies der Grund dafür, dass bei der überwiegenden Mehrheit der Wirbellosen eher ein äußeres als ein inneres Skelett vorhanden ist. Es ist allgemein bekannt, dass externe kalziumhaltige Strukturen in Schwämmen, Hydroiden, Korallen und Würmern weit verbreitet sind. Sie enthalten erhebliche Konzentrationen an Carotinoiden. Bei Weichtieren ist die Hauptmasse der Carotinoide in beweglichen Mantelzellen konzentriert - Amöbozyten, die CaCO 3 transportieren und in die Schale absondern. Bei Krebstieren und Stachelhäutern sind Carotinoide in Kombination mit Kalzium und Eiweiß Bestandteil ihrer Schale.

Es bleibt unklar, wie diese Pigmente an die Haut abgegeben werden. Es ist möglich, dass Fresszellen die ursprünglichen Zellen waren, die Pigmente an die Haut lieferten. In Fischen wurden Makrophagen gefunden, die Melanin phagozytieren. Die Ähnlichkeit von Melanophoren mit Phagozyten wird durch das Vorhandensein von Fortsätzen in ihren Zellen und die amöboide Bewegung sowohl von Phagozyten als auch von Melanophorenvorläufern zu ihren dauerhaften Orten in der Haut angezeigt. Wenn die Epidermis zerstört wird, erscheinen darin auch Makrophagen, die Melanin, Lipofuszin und Guanin verbrauchen.

Der Ort der Bildung von Chromatophoren in allen Klassen von Wirbeltieren ist die Ansammlung von Zellen der sogenannten Neuralleiste, die oberhalb des Neuralrohrs an der Stelle der Trennung des Neuralrohrs vom Ektoderm während der Neurulation entsteht. Diese Ablösung wird von Fresszellen durchgeführt. Chromatophoren in Form von unpigmentierten Chromatoblasten in den Embryonalstadien der Fischentwicklung können sich in genetisch vorbestimmte Bereiche des Körpers bewegen. Reifere Chromatophoren sind nicht zu amöboiden Bewegungen fähig und ändern ihre Form nicht. Außerdem wird in ihnen ein diesem Chromatophor entsprechendes Pigment gebildet. BEI embryonale Entwicklung Chromatophoren von Knochenfischen verschiedene Typen erscheinen in einer bestimmten Reihenfolge. Dermale Melanophoren differenzieren zuerst, gefolgt von Xanthophoren und Guanophoren. Im Prozess der Ontogenese entstehen Erythrophoren aus Xanthophoren. Somit fallen die frühen Prozesse der Phagozytose in der Embryogenese zeitlich und räumlich mit dem Auftreten von unpigmentierten Chromatoblasten, Vorläufern von Melanophoren, zusammen.

So gibt eine vergleichende Analyse der Struktur und Funktionen von Melanophoren und Melanomakrophagen Anlass zu der Annahme, dass das Pigmentsystem in den frühen Stadien der tierischen Phylogenese offenbar Teil des Ausscheidungssystems der Haut war.

In den Oberflächenschichten des Körpers erschienen, begannen Pigmentzellen, eine andere Funktion zu erfüllen, die nicht mit Ausscheidungsprozessen zusammenhängt. In der Hautschicht der Haut von Knochenfischen sind Chromatophoren in besonderer Weise lokalisiert. Xanthophore und Erythrophore befinden sich normalerweise in der mittleren Schicht der Dermis. Darunter liegen Guanophoren. Melanophoren befinden sich in der unteren Dermis unterhalb der Guanophoren und in der oberen Dermis direkt unterhalb der Epidermis. Eine solche Anordnung von Pigmentzellen ist nicht zufällig und möglicherweise darauf zurückzuführen, dass photoinduzierte Syntheseprozesse einer Reihe von für Stoffwechselprozesse wichtigen Substanzen, insbesondere Vitaminen der Gruppe D, in der Haut konzentriert sind.Um diese Funktion zu erfüllen , Melanophoren regulieren die Intensität des Lichteinfalls in die Haut, und Guanophoren erfüllen die Funktion eines Reflektors, indem sie Licht zweimal durch die Dermis leiten, wenn es fehlt. Interessanterweise führt eine direkte Lichteinwirkung auf Hautpartien zu einer veränderten Reaktion der Melanophoren.

Es gibt zwei Arten von Melanophoren, die sich unterscheiden Aussehen, Lokalisation in der Haut, Reaktionen auf nervöse und humorale Einflüsse.

In höheren Wirbeltieren, einschließlich Säugetieren und Vögeln, werden hauptsächlich epidermale Melanophore, häufiger als Melanozyten bezeichnet, gefunden. Bei Amphibien und Reptilien sind es dünne längliche Zellen, die für den schnellen Farbwechsel eine untergeordnete Rolle spielen. Es gibt epidermale Melanophoren in primitiven Fischen, insbesondere Lungenfischen. Sie haben keine Innervation, enthalten keine Mikrotubuli und können sich weder zusammenziehen noch ausdehnen. Die Farbänderung dieser Zellen ist in größerem Maße mit ihrer Fähigkeit verbunden, ihr eigenes Melaninpigment zu synthetisieren, insbesondere wenn sie Licht ausgesetzt werden, und die Schwächung der Farbe tritt im Prozess der Abschuppung der Epidermis auf. Epidermale Melanophoren sind charakteristisch für Organismen, die entweder in austrocknenden Gewässern leben und in Anabiose geraten (Lungenfische) oder außerhalb des Wassers leben (Landwirbeltiere).

Fast alle poikilothermischen Tiere, einschließlich Fische, haben dendroförmige Hautmelanophoren, die schnell auf nervöse und humorale Einflüsse reagieren. Da Melanin nicht reaktiv ist, kann es außer der Abschirmung oder dosierten Übertragung von Licht in die Haut keine anderen physiologischen Funktionen erfüllen. Es ist interessant festzustellen, dass der Prozess der Tyrosinoxidation ab einem bestimmten Moment in zwei Richtungen geht: in Richtung der Bildung von Melanin und in Richtung der Bildung von Adrenalin. Aus evolutionärer Sicht konnte in alten Chordaten eine solche Oxidation von Tyrosin nur in der Haut stattfinden, wo Sauerstoff verfügbar war. Gleichzeitig Adrenalin selbst moderner Fisch wirkt über das Nervensystem auf Melanophoren und führte in der Vergangenheit, möglicherweise in der Haut produziert, direkt zu deren Kontraktion. Da die Ausscheidungsfunktion ursprünglich von der Haut übernommen wurde und sich später die intensiv mit Blutsauerstoff versorgte Niere darauf spezialisierte, befinden sich in den Nebennieren chromaffine Zellen moderner Fische, die Adrenalin produzieren.

Betrachten wir die Bildung des Pigmentsystems in der Haut während der phylogenetischen Entwicklung primitiver Chordaten, Pisciformes und Fische.

Die Lanzette hat keine Pigmentzellen in der Haut. Die Lanzette hat jedoch einen unpaarigen lichtempfindlichen Pigmentfleck an der Vorderwand des Neuralrohrs. Entlang des gesamten Neuralrohrs, an den Rändern des Neurocoels, befinden sich lichtempfindliche Formationen - Hesses Augen. Jede von ihnen ist eine Kombination aus zwei Zellen: lichtempfindlich und pigmentiert.

Bei Manteltieren ist der Körper mit einer einschichtigen zellulären Epidermis bekleidet, die auf ihrer Oberfläche eine spezielle dicke Gallertmembran hervorhebt - eine Tunika. Gefäße gehen durch die Dicke der Tunika, durch die Blut zirkuliert. Es gibt keine spezialisierten Pigmentzellen in der Haut. Es gibt keine Manteltiere und spezialisierte Ausscheidungsorgane. Sie haben jedoch spezielle Zellen - Nephrozyten, in denen sich Stoffwechselprodukte ansammeln, die ihnen und dem Körper eine rotbraune Farbe verleihen.

Primitive Cyclostome haben zwei Schichten von Melanophoren in ihrer Haut. In der oberen Hautschicht - der Lederhaut - unter der Epidermis befinden sich seltene Zellen, und im unteren Teil der Lederhaut befindet sich eine starke Zellschicht, die Melanin oder Guanin enthält, die das Licht vor dem Eindringen in die darunter liegenden Organe und Gewebe schützt . Wie oben erwähnt, haben Lungenfische nicht innervierte sternförmige epidermale und dermale Melanophoren. Bei phylogenetisch fortgeschritteneren Fischen befinden sich Melanophoren, die ihre Lichtübertragung aufgrund nervöser und humoraler Regulation ändern können, in den oberen Schichten unter der Epidermis und Guanophoren in den unteren Schichten der Dermis. Bei knöchernen Ganoiden und Knochenfischen treten Xanthophoren und Erythrophoren in der Dermis zwischen den Schichten von Melanophoren und Guanophoren auf.

Im Verlauf der phylogenetischen Entwicklung niederer Wirbeltiere verbesserten sich parallel zur Komplikation des Pigmentsystems der Haut die Sehorgane. Die Lichtempfindlichkeit von Nervenzellen in Kombination mit der Regulation der Lichtübertragung durch Melanophoren bildete die Grundlage für die Entstehung von Sehorganen bei Wirbeltieren.

Daher reagieren die Neuronen vieler Tiere auf die Beleuchtung mit einer Änderung der elektrischen Aktivität sowie einer Erhöhung der Neurotransmitterfreisetzungsrate aus den Nervenenden. Es wurde eine unspezifische Lichtempfindlichkeit von Carotinoiden enthaltendem Nervengewebe festgestellt.

Alle Teile des Gehirns sind lichtempfindlich, aber der mittlere Teil des Gehirns, der sich zwischen den Augen befindet, und die Zirbeldrüse sind am lichtempfindlichsten. In den Zellen der Zirbeldrüse befindet sich ein Enzym, dessen Funktion die Umwandlung von Serotonin in Melatonin ist. Letzteres verursacht eine Kontraktion der Hautmelanophoren und eine Verzögerung des Wachstums der Keimdrüsen der Produzenten. Wenn die Zirbeldrüse beleuchtet wird, nimmt die Konzentration von Melatonin darin ab.

Es ist bekannt, dass gesichtete Fische auf dunklem Hintergrund dunkler und auf hellem Hintergrund heller werden. Helles Licht verursacht jedoch eine Verdunkelung des Fisches aufgrund einer Abnahme der Produktion von Melatonin durch die Zirbeldrüse, und geringes oder kein Licht verursacht eine Aufhellung. In ähnlicher Weise reagieren Fische auf Licht, nachdem sie ihre Augen entfernt haben, dh sie werden im Dunkeln heller und im Licht dunkler. Es wurde festgestellt, dass bei einem blinden Höhlenfisch verbleibende Melanophoren der Kopfhaut und des mittleren Teils des Körpers auf Licht reagieren. Bei vielen Fischen intensiviert sich die Farbe der Haut, wenn sie ausgewachsen sind, aufgrund der Hormone der Zirbeldrüse.

Eine lichtinduzierte Farbänderung bei der Reflexion durch Guanophoren wurde in Fundulus, rotem Neon und blauem Neon gefunden. Dies weist darauf hin, dass die Farbveränderung des Glanzes, der die Tages- und Nachtfärbung bestimmt, nicht nur von der visuellen Lichtwahrnehmung der Fische abhängt, sondern auch von der direkten Lichteinwirkung auf die Haut.

In Embryonen, Larven und Fischbrut, die sich in den oberen, gut beleuchteten Wasserschichten entwickeln, bedecken Melanophoren auf der Rückenseite das zentrale Nervensystem vor Lichteinfall, und es scheint, dass alle fünf Teile des Gehirns sichtbar sind. Diejenigen, die sich ganz unten entwickeln, haben keine solche Anpassung. Lichteinwirkung auf Eier und Larven der Sevan-Felchen verursacht eine erhöhte Synthese von Melanin in der Haut von Embryonen während der Embryonalentwicklung dieser Art.

Das Melanophor-Guanophor-System der Lichtregulation in der Fischhaut hat jedoch einen Nachteil. Um photochemische Prozesse durchzuführen, wird ein Lichtsensor benötigt, der bestimmt, wie viel Licht tatsächlich in die Haut gelangt ist, und diese Information an Melanophore weitergibt, die den Lichtfluss entweder verstärken oder abschwächen sollen. Folglich müssen die Strukturen eines solchen Sensors einerseits Licht absorbieren, also Pigmente enthalten, und andererseits Informationen über die Größe des auf sie fallenden Lichtstroms melden. Dazu müssen sie hochreaktiv sein, fettlöslich sein und außerdem unter Lichteinwirkung die Struktur von Membranen verändern und ihre Durchlässigkeit für verschiedene Substanzen verändern. Solche Pigmentsensoren sollten sich in der Haut unterhalb der Melanophoren, aber oberhalb der Guanophoren befinden. An dieser Stelle befinden sich Erythrophore und Xanthophore, die Carotinoide enthalten.

Carotinoide sind bekanntlich an der Lichtwahrnehmung in primitiven Organismen beteiligt. Carotinoide kommen in den Augen einzelliger Organismen vor, die zur Phototaxis befähigt sind, in den Strukturen von Pilzen, deren Hyphen auf Licht reagieren, in den Augen einer Reihe von wirbellosen Tieren und Fischen.

Später werden in höher entwickelten Organismen Carotinoide in den Sehorganen durch Vitamin A ersetzt, das kein Licht im sichtbaren Teil des Spektrums absorbiert, aber als Bestandteil von Rhodopsin auch ein Pigment ist. Der Vorteil eines solchen Systems liegt auf der Hand, da farbiges Rhodopsin, nachdem es Licht absorbiert hat, in Opsin und Vitamin A zerfällt, die im Gegensatz zu Carotinoiden kein sichtbares Licht absorbieren.

Die Aufteilung der Lipophore selbst in Erythrophore, die die Lichtübertragung unter Einwirkung von Hormonen verändern können, und Xanthophore, die anscheinend tatsächlich Lichtdetektoren sind, ermöglichte es diesem System, photosynthetische Prozesse in der Haut zu regulieren, nicht nur wenn Licht wird dem Körper gleichzeitig von außen ausgesetzt, aber auch, um es mit dem physiologischen Zustand und dem Bedarf des Körpers an diesen Substanzen zu korrelieren, wobei die Lichtübertragung sowohl durch Melanophore als auch durch Erythrophore hormonell reguliert wird.

Somit war die Färbung selbst offensichtlich eine transformierte Folge der Leistung von Pigmenten anderer physiologischer Funktionen, die mit der Körperoberfläche verbunden sind, und erlangte, durch evolutionäre Selektion aufgenommen, eine unabhängige Funktion in der Mimikry und zu Signalisierungszwecken.

Entstehung verschiedene Arten Die Färbung hatte zunächst physiologische Ursachen. Für die Bewohner von Oberflächengewässern gilt also: beeinflusst Bei starker Sonneneinstrahlung ist eine starke Melaninpigmentierung auf dem Rücken des Körpers in Form von Melanophoren der oberen Dermis (zur Regulierung der Lichtübertragung in die Haut) und in der unteren Schicht der Dermis (um den Körper vor Überschuss zu schützen) erforderlich hell). An den Seiten und insbesondere am Bauch, wo die Intensität des Lichteinfalls in die Haut geringer ist, ist es notwendig, die Konzentration von Melanophoren in der Haut mit einer Erhöhung der Anzahl von Guanophoren zu verringern. Das Auftreten einer solchen Färbung bei pelagischen Fischen trug gleichzeitig zu einer Abnahme der Sichtbarkeit dieser Fische in der Wassersäule bei.

Jungfische reagieren stärker auf die Beleuchtungsstärke als auf eine Veränderung des Hintergrunds, d. h. sie werden bei völliger Dunkelheit heller und im Licht dunkler. Dies weist auf die schützende Rolle der Melanophoren gegen übermäßige Lichteinwirkung auf den Körper hin. In diesem Fall sind Jungfische aufgrund ihrer geringeren Größe als Erwachsene anfälliger für die schädlichen Auswirkungen von Licht. Dies wird durch den signifikant größeren Tod von Jungfischen bestätigt, die weniger mit Melanophoren pigmentiert sind, wenn sie direkten Sonnenstrahlen ausgesetzt werden. Andererseits werden dunklere Jungfische von Raubtieren intensiver gefressen. Der Einfluss dieser beiden Faktoren: Licht und Räuber führt bei den meisten Fischen zum Auftreten von täglichen vertikalen Wanderungen.

Um den Körper vor übermäßiger Lichteinwirkung zu schützen, bildet sich bei Jungfischen vieler Fischarten, die an der Wasseroberfläche einen Schwarm leben, unter den Melanophoren eine mächtige Schicht aus Guanophoren auf dem Rücken, die den Rücken bläulich erscheinen lässt oder grünliche Tönung, und bei den Jungfischen einiger Fische, wie z. B. Meeräschen, leuchtet der Rücken hinter Guanin buchstäblich im reflektierten Licht, schützt vor übermäßiger Sonneneinstrahlung, macht aber auch die Jungfische für fischfressende Vögel sichtbar.

Bei vielen tropischen Fischen, die in kleinen Bächen leben, die durch das Blätterdach des Waldes vor Sonnenlicht geschützt sind, wird eine Schicht von Guanophoren in der Haut unter den Melanophoren verstärkt, um das Licht durch die Haut sekundär zu übertragen. Bei solchen Fischen findet man häufig Arten, die zusätzlich Guaninglanz in Form von „leuchtenden“ Streifen, wie Neons, oder Flecken als Orientierungshilfe bei der Herdenbildung oder im Laichverhalten nutzen, um Artgenossen des anderen Geschlechts in der Dämmerung zu erkennen .

Meeresbodenfische, die oft dorsoventral abgeflacht sind und eine sitzende Lebensweise führen, müssen zur Regulierung photochemischer Prozesse in der Haut schnelle Veränderungen einzelner Gruppen von Pigmentzellen auf ihrer Oberfläche entsprechend der lokalen Lichtbündelung aufweisen auf ihrer Hautoberfläche, die während des Prozesses entsteht, ihre Brechung durch die Wasseroberfläche bei Wellen und Wellen. Dieses Phänomen könnte durch Selektion aufgegriffen werden und zur Entstehung von Mimikry führen, die sich in einer schnellen Änderung des Tons oder Musters des Körpers ausdrückt, um sich der Farbe des Hinterns anzupassen. Es ist interessant festzustellen, dass Meeresbodenbewohner oder Fische, deren Vorfahren am Boden lebten, normalerweise eine hohe Fähigkeit haben, ihre Farbe zu ändern. In Süßwasser tritt das Phänomen der "Sonnenstrahlen" am Boden in der Regel nicht auf, und es gibt keine Fische mit schnellem Farbwechsel.

Mit zunehmender Tiefe nimmt die Lichtintensität ab, was unserer Meinung nach dazu führt, dass die Lichtdurchlässigkeit durch das Integument erhöht werden muss und folglich die Anzahl der Melanophoren bei gleichzeitiger Erhöhung der Regulierung der Lichtdurchdringung mit der verringert wird Hilfe von Lipophoren. Dadurch wird es anscheinend bei vielen Halbtiefwasserfischen rot. Rote Pigmente in einer Tiefe, die die roten Sonnenstrahlen nicht erreichen, erscheinen schwarz. In großen Tiefen sind Fische entweder farblos oder haben bei leuchtenden Fischen eine schwarze Farbe. Darin unterscheiden sie sich von Höhlenfisch, wo in Abwesenheit von Licht überhaupt kein Lichtregulierungssystem in der Haut benötigt wird, in Verbindung mit dem in ihr Melanophoren und Guanophoren und zuletzt in vielen Lipophoren verschwinden.

Die Entwicklung von Schutz- und Warnfarben in verschiedenen systematischen Fischgruppen konnte unseres Erachtens nur auf der Grundlage des bereits im Prozess entstandenen Organisationsgrades des Pigmentkomplexes der Haut einer bestimmten Fischgruppe erfolgen Evolutionäre entwicklung.

So hatte eine solch komplexe Organisation des Hautpigmentsystems, die es vielen Fischen ermöglicht, ihre Farbe zu ändern und sich an unterschiedliche Lebensbedingungen anzupassen, eine eigene Vorgeschichte mit einer Änderung der Funktionen, wie der Teilnahme an Ausscheidungsprozessen, an Hautfotoprozessen und schließlich , in der tatsächlichen Farbe des Fischkörpers.

Literaturverzeichnis

Britton G. Biochemie natürlicher Pigmente. M., 1986

Karnauchow V. N. biologische Funktionen Carotinoide. M., 1988

Kott K. Adaptive Färbung von Tieren. M, 1950

Mikulin A. E., Soin S. G. Zur funktionellen Bedeutung von Carotinoiden in der Embryonalentwicklung von Knochenfischen//Vopr. Fischkunde. 1975. Vol. 15. Ausgabe. 5 (94)

Mikulin A. E., Kotik L. V., Dubrovin V. N. Regularities in the dynamics of changes in carotinoid pigments during the embryonal development of bony fish//Biol. Wissenschaft. 1978. Nr. 9

Mikulin AE Ursachen für Änderungen der spektralen Eigenschaften von Carotinoiden in der Embryonalentwicklung von Knochenfischen / Biologisch aktive Substanzen und Faktoren in der Aquakultur. M., 1993

Mikulin A.E. Funktionelle Bedeutung von Pigmenten und Pigmentierung in der Ontogenese von Fischen. M., 2000

Petrunyaka VV Vergleichende Verteilung und Rolle von Carotinoiden und Vitamin A in tierischen Geweben//Journal. Evolution biochem. und physiol. 1979. V.15. Nr. 1

Chernyaev Zh. A., Artsatbanov V. Yu., Mikulin A. E., Valyushok D. S. Cytochrom "O" in Weißfischkaviar // Vopr. Fischkunde. 1987. T. 27. Auflage. 5

Chernyaev Zh. A., Artsatbanov V. Yu., Mikulin A. E., Valyushok D. S. Besonderheiten der Pigmentierung von Felchenkaviar//Biologie von Felchen: Sat. wissenschaftlich tr. M., 1988

Die Farbe der Fische ist sehr vielfältig. BEI Fernöstliche Gewässer bewohnt von kleinen (8-10 Zentimeter*), stinkartigen Nudelfischen mit farblosem, völlig durchsichtigem Körper: Durch die dünne Haut ist das Innere sichtbar. In der Nähe der Küste, wo das Wasser so oft schäumt, sind die Herden dieses Fisches unsichtbar. Möwen schaffen es nur, "Nudeln" zu essen, wenn die Fische herausspringen und über dem Wasser erscheinen. Aber die gleichen weißlichen Küstenwellen, die die Fische vor Vögeln schützen, zerstören sie oft: An den Ufern sieht man manchmal ganze Wellen von Fischnudeln, die vom Meer ausgeworfen werden. Es wird angenommen, dass dieser Fisch nach dem ersten Laichen stirbt. Dieses Phänomen ist charakteristisch für einige Fische. So grausame Natur! Das Meer wirft sowohl lebendige als auch natürliche Todesnudeln aus.

* (Im Text und unter den Abbildungen sind die größten Fischgrößen angegeben.)

Da Fischnudeln normalerweise in großen Herden zu finden sind, sollten sie verwendet worden sein; teilweise wird es noch abgebaut.

Es gibt andere Fische mit einem durchsichtigen Körper, zum Beispiel die Tiefsee-Baikal-Golomyanka, auf die wir weiter unten näher eingehen werden.

An der äußersten östlichen Spitze Asiens, in den Seen der Tschuktschen-Halbinsel, lebt ein schwarzer Dallium-Fisch.

Seine Länge beträgt bis zu 20 Zentimeter. Die schwarze Färbung macht den Fisch unauffällig. Dallium lebt in torfigen Flüssen, Seen und Sümpfen mit dunklem Wasser und vergräbt sich für den Winter in nassem Moos und Gras. Äußerlich ähnelt Dallium gewöhnlichem Fisch, unterscheidet sich jedoch von ihnen dadurch, dass seine Knochen zart und dünn sind und einige vollständig fehlen (es gibt keine Infraorbitalknochen). Aber dieser Fisch ist hoch entwickelt Brustflossen. Helfen Flossen wie Schulterblätter den Fischen nicht, sich in den weichen Grund des Stausees einzugraben, um in der Winterkälte zu überleben?

Bachforellen sind mit schwarzen, blauen und roten Flecken unterschiedlicher Größe gefärbt. Wenn Sie genau hinsehen, können Sie sehen, dass die Forelle ihre Kleidung wechselt: Während der Laichzeit trägt sie ein besonders blumiges "Kleid", zu anderen Zeiten - in schlichtere Kleidung.

Ein kleiner Elritzenfisch, der in fast jedem kühlen Bach und See zu finden ist, hat eine ungewöhnlich bunte Farbe: Der Rücken ist grünlich, die Seiten sind gelb mit goldenen und silbernen Reflexen, der Bauch ist rot, gelbliche Flossen sind mit einem dunklen Rand . Mit einem Wort, der Elritze ist klein, aber er hat viel Kraft. Anscheinend erhielt er dafür den Spitznamen "Buffoon", und dieser Name ist vielleicht gerechter als "Elritze", da die Elritze überhaupt nicht nackt ist, sondern Schuppen hat.

Vor allem die buntesten Meeresfische tropische Gewässer. Viele von ihnen können erfolgreich mithalten Paradiesvögel. Schauen Sie sich Tisch 1 an. Hier gibt es keine Blumen! Rot, Rubin, Türkis, schwarzer Samt ... Sie sind überraschend harmonisch miteinander kombiniert. Lockig, wie von erfahrenen Handwerkern geschliffen, sind die Flossen und der Körper einiger Fische mit geometrisch regelmäßigen Streifen verziert.

In der Natur, zwischen Korallen und Seelilien, geben diese bunten Fische ein fabelhaftes Bild ab. Folgendes schreibt der berühmte Schweizer Wissenschaftler Keller in seinem Buch Life of the Sea über tropische Fische: „Die Korallenrifffische stellen den elegantesten Anblick dar. Ihre Farben stehen an Helligkeit und Brillanz der Farbe in nichts nach tropische Schmetterlinge und Vögel. Azurblaue, gelbgrüne, samtschwarze und gestreifte Fische flackern und kräuseln sich in Scharen. Du nimmst unwillkürlich das Netz, um sie zu fangen, aber ... ein Wimpernschlag - und sie verschwinden alle. Mit einem seitlich komprimierten Körper können sie leicht in die Risse und Spalten von Korallenriffen eindringen.

Die bekannten Hechte und Barsche haben grünliche Streifen am Körper, die diese Räuber im Grasdickicht von Flüssen und Seen maskieren und ihnen helfen, sich ihrer Beute unbemerkt zu nähern. Aber auch die verfolgten Fische (Ukelei, Plötze etc.) haben es bevormundende Färbung: der weiße Bauch macht sie von unten betrachtet fast unsichtbar, der dunkle Rücken fällt von oben nicht auf.

Fische, die in den oberen Wasserschichten leben, haben eine eher silbrige Farbe. Tiefer als 100-500 Meter gibt es rote Fische ( Wolfsbarsch), rosa (liparis) und dunkelbraune (pinagore) Blüten. In Tiefen über 1000 Metern sind die Fische überwiegend dunkel gefärbt (Seeteufel). Im Bereich der Meerestiefen, mehr als 1700 Meter, ist die Farbe der Fische schwarz, blau, lila.

Die Farbe des Fisches hängt weitgehend von der Farbe des Wassers und des Bodens ab.

In transparenten Gewässern zeichnet sich der normalerweise graue Bersh durch Weißheit aus. Vor diesem Hintergrund heben sich dunkle Querstreifen besonders deutlich ab. In flachen sumpfigen Seen ist Barsch schwarz, und in Flüssen, die aus Torfmooren fließen, findet man blaue und gelbe Barsche.

Volkhov Felchen, das war einmal in großen Zahlen lebte in der Volkhov-Bucht und dem Volkhov-Fluss, der durch Kalkstein fließt, unterscheidet sich von allen Ladoga-Felchen durch helle Schuppen. Demnach ist diese Felchen im Gesamtfang der Ladoga-Felchen leicht zu finden. Unter den Weißfischen der nördlichen Hälfte des Ladogasees werden Schwarzweißfische unterschieden (auf Finnisch heißt es "musta siyka", was in der Übersetzung Schwarzweißfisch bedeutet).

Die schwarze Farbe der Nord-Ladoga-Felchen bleibt wie bei der leichten Volkhov-Felche ziemlich stabil: Die schwarze Felchen, die sich in Süd-Ladoga befindet, verliert nicht ihre Farbe. Aber im Laufe der Zeit, nach vielen Generationen, werden die Nachkommen dieser Weißfische, die im Süden von Ladoga leben blieben, ihre schwarze Farbe verlieren. Daher kann diese Funktion je nach Farbe des Wassers variieren.

Nach Ebbe ist die im Küstengrauschlamm verbleibende Flunder fast vollständig unsichtbar: graue Farbe ihr Rücken verschmilzt mit der Farbe von Schlick. Die Flunder hat in dem Moment, in dem sie sich an einem schmutzigen Ufer befand, eine solche Schutzfärbung nicht erworben, sondern durch Erbschaft von ihren Nachbarn erhalten; und entfernte Vorfahren. Aber Fische sind in der Lage, ihre Farbe sehr schnell zu ändern. Setzen Sie eine Elritze oder einen anderen bunten Fisch in ein Becken mit schwarzem Boden und nach einer Weile werden Sie sehen, dass die Farbe des Fisches verblasst ist.

Es gibt viele überraschende Dinge bei der Färbung von Fischen. Unter den Fischen, die in Tiefen leben, wo selbst ein schwacher Sonnenstrahl nicht durchdringt, gibt es bunte.

Es passiert auch so: In einem Fischschwarm mit einer Farbe, die einer bestimmten Art gemeinsam ist, stoßen Individuen mit weißer oder schwarzer Farbe vor; im ersten Fall wird der sogenannte Albinismus beobachtet, im zweiten - Melanismus.