Нервова система риб та органи почуттів

Ціль заняття. Вивчити нервову систему риб та органи почуттів. Матеріали та обладнання. Плакати, таблиці. Нервова система риб, проти нервової системою вищих хребетних, характеризується рядом примітивних характеристик. Нервова система у риб представлена центральної нервовою системою та пов'язаною з нею периферичної і вегетативною (Симпатичною) нервовою системою. Центральна нервова система складається з головного і спинного мозку і має вигляд нервової трубки, що тягнеться вздовж тулуба. Частина її, що лежить над хребтом і захищена верхніми дугами хребців, утворює спинний мозок; а розширена передня частина, оточена хрящовим або кістковим черепом, становить головний мозок. Трубка має всередині порожнину (невроцель), що представлена ​​в головному мозку шлуночками мозку. У товщі мозку розрізняють сіру речовину, що складається з тіл нервових клітин та коротких відростків (дендритів), і біла речовина, утворена довгими відростками нервових клітин – нейритами або аксонами.

Загальна маса мозку у риб мала: вона становить у середньому у сучасних хрящових риб 0,06 - 0,44%, у костистих - 0,02 - 0,94% маси тіла, у тому числі у миня 1/700 маси тіла, щуки - 1/1300, акули - 1/37000, у той час як у літаючих птахів і ссавців 0,2 – 8 та 0,3 – 3 %. У будові мозку зберігаються примітивні риси: відділи мозку розташовуються лінійно. Головний мозок риб складається з наступних відділів: проміжний мозок, довгастий мозок (перехідний у спинний), передній мозок, середній мозок та мозок.Порожнини переднього, проміжного та довгастого мозку називаються шлуночками; порожнина середнього мозку – сильвієвим водопроводом (вона з'єднує порожнини проміжного та довгастого мозку, тобто третій та четвертий шлуночки). У таблиці 28 представлені відділи мозку, їх коротка характеристика. Таблиця 28 - Відділи головного мозку

нюховий центр) або безпосередньо (у більшості видів), або через нюховий тракт (корпові, сомові, тріскові).

У даху переднього мозку немає нервових клітин. Сіра речовина у вигляді смугастих тіл зосереджена головним чином у підставі та нюхових частках, вистилає порожнину шлуночків і становить головну масу переднього мозку. Волокна нюхового нерва пов'язують цибулину із клітинами нюхової капсули. Передній мозок є центром обробки інформації, що надходить від органів нюху. Завдяки своєму зв'язку з проміжним та середнім мозком він бере участь у регуляції руху та поведінки. Зокрема, передній мозок бере участь у формуванні здатності до таких актів, як ікрометання, охорона ікри, утворення зграї, агресія та ін. Передній мозок та нюхові частки краще розвинені у хрящових риб (акули та скати) та гірше у костистих. У малорухливих, наприклад, донних риб (камбали), сильніше розвинений передній та довгастий відділи мозку, відповідно до великої ролі нюху та дотику в їхньому житті.

Функції проміжного мозку:

сприймає роздратування від сітківки ока, бере участь у координації рухів, переробці інформації з інших органів чуття. Гіпофіз та епіфіз здійснюють гормональну регуляцію обмінних

центрами, що сприймають збудження. З них беруть початок волокна зорового нерва.

У середньому мозку обробляються сигнали, що йдуть від органів зору та рівноваги; тут містяться центри зв'язку з мозочком, довгастим і спинним мозком, регуляції забарвлення, смаку.

У добре плаваючих риб (пелагічних, що харчуються планктоном, або

хижаків) більшого розвитку отримують середній мозок (зорові частки) і мозок (у зв'язку з необхідністю швидкої координації руху). Слабко розвинені зорові частки у глибоководних риб.

діяльність, пов'язана з рецепторами органів бічної лінії, спрямовує та координує діяльність інших відділів мозку. При пошкодженні мозочка, наприклад, у коропа та срібного карася настає атонія м'язів, порушується рівновага, не виробляються або пропадають умовні рефлекси на світло та звук.

травної, видільної систем, органів слуху та рівноваги, смаку, бічної лінії та електричних органів. Тому при руйнуванні довгастого мозку настає швидка смерть риби.

Функція спинного мозку - рефлекторна та провідна. У ньому знаходяться центри судиннорухові, тулубної

м'язів, хроматофорів, електричних органів. Від спинного мозку метамерно, тобто відповідно до кожного хребця, відходять спиномозкові нерви,

інервують поверхню тіла,

тулубові м'язи, а завдяки з'єднанню спинномозкових нервів з гангліями симпатичної нервової системи – і внутрішні органи. У спинному мозку костистих риб є секреторний орган -урогіпофіз, клітини якого виробляють гормон, що бере участь у водному обміні.

Електрична активність різних відділів мозку різна, наприклад, у срібного карася електричні хвилі в мозочку йдуть із частотою 25 - 35 разів на секунду, у передньому мозку - 4 - 8. Периферична нервова система. До периферичної нервової системи відносяться нерви, що відходять від головного та спинного мозку до органів.

довгастого мозку і дає численні розгалуження до

м'язи під'язикової дуги,

порожнини, шкіри голови (у тому числі бічної лінії голови).

серцем, плавальною бульбашкою, бічний

Вегетативна нервова система. У своїй основі вона має численні ганглії та нерви, іннервують м'язи внутрішніх органів та кровоносних судин серця. Вегетативна нервова система у хрящових риб представлена ​​роз'єднаними гангліями, що лежать уздовж хребта. Клітини гангліїв своїми відростками контактують зі спинномозковими нервами та внутрішніми органами.

У костистих риб ганглії вегетативної нервової системи поєднуються двома поздовжніми нервовими стовбурами. Сполучні гілки гангліїв пов'язують вегетативну нервову систему із центральною. Взаємозв'язки центральної та вегетативної нервової систем створюють можливість деякої взаємозамінності нервових центрів. Вегетативна нервова система діє незалежно від центральної нервової системи та визначає мимовільну автоматичну діяльність внутрішніх органів навіть у тому випадку, якщо її зв'язок із центральною нервовою системою порушено. Рефлекси риб. Реакцію організму риби на зовнішні та внутрішні подразнення визначає рефлекс. У риб можна виробити умовний рефлекс на світло, форму, запах, смак, звук, температуру води та солоність (наприклад, акваріумні та ставкові риби незабаром після початку регулярного годування скупчуються у певний час у годівниць; звикають вони і до звуків під час годування (постукування по стінках акваріума, дзвін) , свист, удари) і якийсь час підпливають на ці подразники і при відсутність їжі. Рефлекси на отримання. корми утворюються у риб швидше, а пропадають повільніше, ніж у курей, кроликів, собак, мавп. У карасів рефлекс з'являється через 8 поєднань умовного подразника з безумовним, а згасає через 28-78 непідкріплених сигналів. Поведінкові реакції виробляються у риб швидше в групі (наслідування, рух за лідером у зграї, реакція на хижака та ін.). що випускається з рибальських заводів, швидко гине в природних умовах. Органи почуттів. Органи сприйняття навколишнього середовища (органи почуттів) риб мають ряд особливостей, що відображають їхню пристосованість до умов життя. Їхні рецептори можуть вловлювати різні подразнення як фізичної, так і хімічної природи: тиск, звук, колір, температуру, електричні та магнітні поля, запах, смак. Органи, що сприймають хімічні, тактильні (дотик), електромагнітні, температурні та інші роздратування мають просту будову.Роздратування вловлюються вільними нервовими закінченнями нервів, що відчувають, на поверхні шкіри. У деяких груп риб вони представлені спеціальними органами або входять до складу бічної лінії. У зв'язку з особливостями життєвого середовища риб велике значення мають системи хімічного почуття. Хімічні роздратування сприймаються за допомогою нюху (відчуття запаху) або органів нюхової рецепції, що забезпечують сприйняття смаку, зміну активності середовища і т.д. Хімічне почуття називається хеморецепцією, а органи - хеморецепторами. Хеморецепція допомагає рибам відшукувати та оцінювати їжу, особин свого виду та іншої статі, уникати ворогів, орієнтуватися в потоці, захищати територію.

Органи нюху. Органи нюху у риб, як і в інших хребетних, знаходяться в передній частині голови та представлені парними нюховими (носовими) мішками (капсулами), що відкриваються назовні отворами - ніздрями. Дно носової капсули вистелене складками епітелію, що складається з опорних і чутливих клітин (рецепторів). Зовнішня поверхня клітини, що відчуває, забезпечена віями, а основа пов'язана з закінченнями нюхового нерва. Рецепторна поверхня органа велика: на 1 мм 2 нюхового епітелію припадає 95 000 рецепторних клітин. У нюховому епітелії численні клітини, що секретують слиз. Ніздрі розташовані у хрящових риб на нижній стороні рила попереду рота, у костистих - на дорсальній стороні між ротом та очима. Круглороті мають по одній ніздрі, справжні риби – по дві. Кожна ніздря розділяється шкірястою перегородкою на частини, звані отворами.Вода проникає в переднє, омиває порожнину і виходить через задній отвір, омиваючи та дратуючи при цьому волоски рецепторів. Під впливом пахучих речовин в нюховому епітелії відбуваються складні процеси: переміщення ліпідів, білковому кополісахаридних комплексів та кислої фосфатази. Електрична активність нюхового епітелію у відповідь різні пахучі речовини різна. Величина ніздрів пов'язана з способом життя риб: у рухомих риб вони невеликі, оскільки при швидкому плаванні вода у нюхової порожнини оновлюється швидко; у риб малорухливі ніздрі великі. Вони пропускають через носову порожнину більший об'єм води, що особливо важливо для поганих плавців, зокрема, що мешкають біля дна. Риби мають тонкий нюх, тобто пороги нюхової чутливості у них дуже низькі. Це особливо відноситься до нічних і сутінкових риб, а також до тих, хто живе в каламутних водах, яким зір мало допомагає у відшуканні їжі та спілкуванні з родичами. Найбільш чутливий нюх у прохідних риб. Далекосхідні лососі точно знаходять шлях від місць нагулу в море до нерестовищ у верхів'ях річок, де вони вивелися кілька років тому. При цьому вони долають величезні відстані та перешкоди – течії, пороги, перекати. Проте, риби правильно знаходять шлях лише тому випадку, якщо ніздрі відкриті, і якщо вони заповнені ватою чи вазеліном, то риби йдуть безладно. Припускають, що лососі на початку міграції орієнтуються по сонцю та зіркам і приблизно за 800 км від рідної річки безпомилково визначають шлях завдяки хеморецепції. У дослідах при омиванні носової порожнини цих риб водою з рідного нерестовища в нюхової цибулини мозку виникала сильна електрична реакція.На воду з нижчих приток реакція була слабкою. А на воду з чужих нерестовищ рецептори взагалі не реагували. Молодь нерки може розрізняти за допомогою клітин нюхової цибулини воду різних озер, розчини різних амінокислот у розведенні 10'4, а також концентрацію кальцію у воді. Не менш вражаюча аналогічна здатність європейського вугра, який мігрує з Європи до нерестовищ, розташованих у Саргасовому морі. Підраховано, що вугор може розпізнавати концентрацію, створювану розведенням 1 г феніл етилового спирту у співвідношенні 1 : 3 х 10' 18 . Риби вловлюють феромон страху при концентрації 101() г/л. Висока вибіркова чутливість до гістаміну, а також до вуглекислоти (0,00132...0,0264 г/л) виявлена ​​у коропа.

• 1 - отвір бічної лінії в лусці; 2 - поздовжній канал бічної лінії; 3 – чутливі клітини;
• 4 - нерв

Запитання

• 1. Які функції спинного мозку риб?
• 2. У чому особливості будови та функціонування головного мозку риб?
• 3. Які морфофункціональні особливості довгастого мозку, середнього мозку та мозочка у риб?

• 4. Які особливості будови ока риб?
• 5. Описати особливості зору пелагічних, донних та глибоководних риб.
• 6. У чому полягає біологічна роль хеморецепції у риб?
• 7. Яке біологічне значення нюху у риб, що займають різні екологічні ніші (пелагічні мирні та хижі, донні риби)?
• 8. Яка топографія смакових рецепторів різних видів риб?
• 9. Описати будову та функції лабіринту риб.

Ю.Описати будову та функції Веберова апарату.

• 11. Яка електрочутливість риб?
• 12. Якими є термочутливість риб і механізм термічної реакції?
• 13. Яка фізіологічна роль механічних подразників та тиску води на тіло риби?
• 14. Описати рецепторний апарат механосенсорики та барорецепції.