Секреты биологии акул — строение акулы

Акулы — удивительные существа. Например, их скелет полностью состоит их хрящевых тканей, кости же, как считается, были утрачены в ходе эволюции. Как все хрящевые рыбы (Chondrichthyes

), акулы не имеют плавательного пузыря, а потому все время вынуждены двигаться, чтобы не утонуть. Впрочем, некоторые из них для поддержания плавучести научились передвигаться на боку. Многим кажется, что акул не интересует ничего, кроме охоты и размножения, но, оказалось, что акулы способны вести социальный образ жизни и даже различаются индивидуальными особенностями.

В эти дни на Discovery Channel Russia выходит «Неделя акул», и N + 1

в сотрудничестве с телеканалом предлагает вам полюбоваться на наиболее крупных представителей этого надотряда. Смотрите программы цикла «Неделя акул» каждый день по 29 июля в 23:00 и 30 июля с 22:00 на Discovery Channel.

Тупорылая акула

Discovery Channel

Тупорылая акула

Carcharhinus leucas

Ее еще называют серой бычьей акулой, или просто — акула-бык. Это самый известный и распространенный вид акул, адаптировавшийся к жизни как в соленой, так и в пресной воде. Например, тупорылые акулы постоянно обитают в озерах Мичиган и Никарагуа, а также встречаются в таких реках, как Ганг, Амазонка и Миссисипи.

В океане тупорылые акулы предпочитают тропические и субтропические воды. В Атлантическом океане они встречаются от Массачусетса до юга Бразилии и от Марокко до Анголы, в Индийском океане — от ЮАР до Кении, Индии, Вьетнама и Австралии, а в Тихом — от Нижней Калифорнии до Эквадора и севера Боливии.

Тупорылая акула

Discovery Channel

Поделиться

Максимально зарегистрированная длина тупорылой акулы — 3,5 метра, но предполагается, что встречаются и более крупные особи, до четырех метров в длину. У этой акулы самки обычно крупнее самцов — средняя самка достигает 2,4 метра в длину и весит около 130 килограммов, а самец — 2,25 метра и 90 килограмм соответственно.

Гигантская акула

Discovery Channel

Гигантская акула

Cetorhinus maximus

Гигантская, или исполинская, акула названа так за свои размеры. Самый крупный самец этого вида достигает в длину 9 метров, а самка — 9,8 метра. Самая маленькая известная особь тоже на самом деле совсем не маленькая — 1,7 метра.

Правда, это все равно не самый крупный вид акул — в длину она уступает рекордсмену, китовой акуле. Гигантские акулы, как и китовые, питаются планктоном, но среди акул-фильтровальщиков это единственный вид, который не втягивает воду, а просто пропускает поток через глотку.

Гигантские акулы водятся в теплых и умеренных водах Тихого, Индийского и Атлантического океана.

Обыкновенная морская лисица

Discovery Channel

Содержание в неволе

В настоящее время относительно небольшое количество видов содержится в неволе. И тому есть свои причины. Одна из основных состоит в том, что самые известные (следовательно, и самые интересные публике) виды довольно непросто выловить и транспортировать, не причинив при этом вреда рыбе.

Ведь в большинстве своем это большие и агрессивные рыбы, которые во время ловли на приманку находятся в состоянии охоты за добычей ? то есть в повышенной возбужденности.

Кроме того, при извлечении из воды некоторые виды могут просто раздавить свои внутренние органы своим же весом, и это необходимо учитывать во время перемещения акулы из океана в искусственный резервуар.

Очередные сложности возникают и по прибытии акул в аквариум, который должен обладать необходимой вместимостью для нормальной жизнедеятельности этих рыб, а также учитывать их повышенную чувствительность к электромагнитным волнам.

Обыкновенная морская лисица

Alopias vulpinus

Эта акула, которую еще называют просто «лисьей», отличается любопытным методом охоты: она глушит добычу верхней лопастью плавника. Предпочитает умеренные и тропические воды по всему миру, причем существует гипотеза, согласно которой лисьи акулы из разных мест обитания не скрещиваются между собой.

Средняя длина лисьих акул составляет 5 метров, рекордная подтвержденная длина — 5,7, а неподтвержденная — 7,6 метра.

Акула-домовой

Discovery Channel

Акула-домовой

Mitsukurina owstoni

Эта акула отличается причудливым наростом на морде. Самый крупный известный экземпляр насчитывает 3,8 метра в длину, а в среднем акулы-домовые достигают от 2,5 до 3 метров.

Встречаются по всему миру, обычно в Атлантике, Индийском и Тихом океанах. Акула-домовой ловит добычу, выдвигая челюсть и втягивая в пасть воду вместе с жертвой. Печень этой акулы достигает четверти всей массы ее тела.

Большая белая акула

Discovery Channel

Скелет и мышцы акулы

Начнем изучение внутреннего строения акул с опорно-двигательного аппарата, который включает в себя скелет и мышцы. Скелет хищных рыб состоит из черепа, осевого скелета, скелета парных плавников и их поясов, а также скелета непарных плавников.

Череп представлен мозговой коробкой и висцеральным отделом, включающим челюсти и жабры.

Мозговая коробка состоит из хрящевой ткани, защищающей со всех сторон мозг. Только в верхней части остается отверстие (фонтанель), которое не зарастает хрящом в процессе формирования черепа, а остается затянутой соединительнотканной пленкой.

В передней части формируется хрящ, который служит основанием рыла акулы (рострума).

За этим хрящом последовательно идут впадины обонятельных капсул, глазницы и слуховые впадины. В затылочной части имеется затылочное отверстие для соединения спинного и головного мозга.

Череп соединен с первым позвонком неподвижно.

Скелет челюстей представлен дуговидными хрящами. Более подробное описание челюстей акулы читайте в отдельной статье: Строение челюстей акулы.

За челюстями находятся парные хрящевые дуги жабр, соединяющиеся непарными хрящами – копулами.

Скелет плечевого пояса представлен полукольцевидным хрящом, по бокам которого имеются выросты для соединения с тремя базальными хрящами грудных плавников. От базальных хрящей идут три ряда более тонких радиальных хрящей и от последних – тонкие нити эластина.

Тазовый пояс устроен проще и имеет лежащую перед щелью клоаки хрящевую пластину, к которой присоединяется один ряд радиальных хрящей плавника. От радиальных хрящей также тянутся эластиновые нити.

Смотреть видео: Анатомия акулы — вскрытие и изучение внутреннего строения

Непарные плавники (хвостовой, анальный и спинной) имеют скелет, состоящий только из радиальных хрящей и эластиновых нитей. В спинной плавник, в верхний его отдел заходит позвоночник.

У колючих акул нет анального плавника, а в спинном плавнике есть колючие выросты, которые и дали название семейству.

Мышечная система внутреннего строения акулы очень развита и состоит из миомеров (мышечных сегментов), окруженных соединительнотканной оболочкой.

Мускульная система обильно кровоснабжается, поскольку движение для акулы – жизнь. Ведь для того, чтобы кровь вернулась обратно в сердце, только давления, создаваемого сердцем, недостаточно. И на помощь приходят мышечные сокращения.

Смотреть видео — Строение мышечной системы белой акулы:

Большая белая акула

Carcharodon carcharias

Считается, что из всех видов акул именно большая белая представляет наибольшую опасность для человека. Максимальная зарегистрированная длина этого вида — 6,4 метра, но обычно они не такие крупные: самки в среднем достигают 4,6–4,8 метра, самцы меньше — 3,5–4 метра.

Большая белая акула

Discovery Channel

Поделиться

Максимальная концентрация акул этого вида отмечена у берегов Калифорнии (США), Нижней Калифорнии (Мексика), Австралии, Новой Зеландии, ЮАР. Одна из самых многочисленных популяций обитает у берегов острова Дайер-Айленд (ЮАР), но вообще вид находится на грани уничтожения — в настоящее время их осталось около 3500 особей.

Гренландская полярная акула

Discovery Channel

Обоняние, зрение и слух

Обоняние у акул ? одна из основных сенсорных систем. Эксперименты показали высокую чувствительность акул к запахам. Органы обоняния представлены ноздрями ? небольшими мешочками на морде, пропускающими воду к обонятельным рецепторам. Обоняние задействовано при поиске добычи и партнеров для размножения.

У белой акулы для обоняния используется 14 % мозга. Особенно хорошо развито обоняние у молотоголовых акул ? разнесенные на приличное расстояние друг от друга на голове своеобразной формы ноздри позволяют четче определить направление источника запаха. Исследования показали, что акулы лучше реагируют на запахи раненой или встревоженной добычи.

Акулы способны улавливать запах крови, разведенной в пропорции 1:1 000 000, что грубо можно сравнить с одной чайной ложкой на плавательный бассейн средних размеров.

Строение глаза акулы по большей части такое же, как и у всех позвоночных, но с некоторыми особенностями. Глаз акулы имеет особый отражающий слой ? тапетум ? расположенный позади сетчатки. Тапетум направляет прошедший сквозь сетчатку свет назад, чтобы он ещё раз воздействовал на рецепторы, таким образом усиливая чувствительность глаза. Это существенно повышает остроту зрения, особенно в условиях недостаточной освещенности.

Ещё одной особенностью у некоторых видов является наличие моргающего века, которое закрывает глаз непосредственно во время атаки на жертву, защищая его от повреждений. Акулы, не имеющие моргающего века, при атаке жертвы закатывают глаза.

Ранее полагали, что глаз акулы содержит слишком мало колбочек и не способен различать цвета и мелкие детали. Однако современные технологии позволили доказать обратное. Острота зрения некоторых видов акул острее человеческого до 10 раз.

Орган слуха у акул ? это внутреннее ухо, заключенное в хрящевую капсулу. Акулы воспринимают преимущественно низкие звуки 100–2500 Гц. Большинство акул способны различать инфразвук с частотой ниже 20 Гц. Внутреннее ухо также является органом равновесия.

Гренландская полярная акула

Somniosus microcephalus

Эта акула — рекордсмен сразу по нескольким показателям. Во-первых, она самая холодолюбивая из всех акул и самая «северная» — обитает в северной Атлантике, у берегов Гренландии, Исландии и Канады, но также встречается у берегов Дании, Германии, России и США. Во-вторых, это самая медлительная из представителей своего вида — она не способна развивать скорость выше 1,6 километра в час.

В-третьих, ей некуда спешить: это долгожитель-рекордсмен среди акул, продолжительность жизни которой, по некоторым данным, составляет 500 лет. В частности, половой зрелости самки гренландских полярных акул достигают лишь в 150 (!) лет.

Максимальная зарегистрированная длина такой акулы — 6,4 метра, а в среднем встречаются особи длиной от 2,5 до четырех метров.

Гигантская акула-молот

Discovery Channel

Внешнее строение акулы

Форма и покровы тела

Совершенная, обтекаемая форма тела в виде торпеды обеспечивает акулу высокими гидродинамическими характеристиками. У большинства акул тело округлое, не сплющенное в направлении спины и брюшины, с узкой передней частью, которое позволяет развивать в воде высокую скорость, что очень важно при хищническом способе жизни.

Удлиненная передняя часть головы помогает при движении снижать сопротивляемость воды. А при совершении волнообразных боковых движений телом и хвостом рыба продвигается вперед, «отбрасывая» воду по бокам туловища.

Но есть и исключения. Например, Акула-молот, названная так из-за своеобразной формы головы, несколько отличается по внешнему виду от основной массы своих сородичей.

Ее Т-образная голова немного сжата, а глаза и ноздри расположены на боковых концах.

Но своеобразная форма головы не только не мешает акуле, но и является эффективным приспособлением к жизни и охоте в рифах и придонных слоях.

С помощью широкой головы акула лучше улавливает электромагнитные импульсы, исходящие от жертвы, а размещенные на отдаленных краях молота глаза предоставляют хищнику возможности бинокулярного зрения.

Некоторые отличия во внешнем виде имеют и ковровые акулы, ведущие донный пассивный образ жизни. Эти акулы имеют по бокам головы многочисленные выросты в виде бахромы, что помогает лучшей маскировке в зарослях водорослей.

Плоскотелые акулы-ангелы, похожие на скатов, также приспособлены для обитания на дне.

Смотреть видео — Охота ковровой акулы:

Покровы акулы довольно плотные и жесткие на ощупь из-за специфической чешуи плакоидного типа. Каждая пластинка несет выступающий назад пик.

Плотно прилегающая чешуя формирует единый покров, который служит защитой и снижает сопротивляемость воды при передвижении. Как и для большинства организмов, обитающих в водной среде, кожа акул имеет значительное количество слизистых желез.

Выделяемая ими слизь помогает акуле развивать повышенную скорость в водной толще, уменьшая сопротивление.

Кроме этого кожа акул содержит пигментные клетки, которые обеспечивают каждому отдельному виду свою окраску.

Чаще всего верхняя часть тела акулы окрашена в темные тона, что является маскировкой при взгляде на рыбу сверху. А брюшная сторона имеет более светлый оттенок, делающей акулу менее заметной на фоне верхней толщи воды и неба.

Также кожа акул может быть украшена полосами или пятнами, что делает их «невидимыми» в зарослях и на фоне каменистого дна.

Плавники акулы

Основная движущая сила акул – это производимые туловищем колебательные движения. Помогают при этом и делают движения точными плавники. Мощный хвостовой плавник гетероцеркального типа имеет две лопасти.

В верхнюю лопасть, которая намного длиннее нижней, заходит позвоночник. Хвост служит и локомоторным движителем, и рулем одновременно.

А у лисьих акул удлиненная верхняя лопасть хвостового плавника играет роль своеобразного хлыста, с помощью которого во время охоты акула глушит рыбу, а также помогает развивать большую скорость, позволяя выпрыгивать из воды.

Смотреть видео — Акула-лиса:

У большинства видов акул есть парные грудные, брюшные плавники и два спинных плавника – всем известный «зловещий» первый, расположенный практически посредине спины и небольшой второй ближе к хвостовому концу.

Анальные плавники, например у колючих акул, могут отсутствовать.

Отличный от других акул внешний вид имеет плащеносная акула, которая по форме тела напоминает, скорее всего, угря. А плавники этой акулы сдвинуты к хвосту, который имеет только нижнюю лопасть.

Парные конечности акул способствуют увеличению скорости и маневренности, при этом боковые плавники служат рулями при совершении поворотов, погружений и подъемов. Также парные плавники необходимы для уравновешивания тела при движении и остановке.

Спинной плавник, который у многих видов весьма развит, помогает сохранять равновесие при сложных маневрах, и не дает рыбе опрокинуться на бок.

Но при всех разнообразных движениях из-за несовершенства опорно-двигательного аппарата акула не может совершать ход назад.

Одним из специфических способов передвижения в толще воды можно выделить у акул и «реактивное движение», которое позволяет акулам передвигаться во время отдыха или на больших глубинах.

Заключается оно в том, что при выталкивании с силой воды из жаберных щелей, акула может продвигаться вперед на некоторое расстояние. Такой вид перемещений энергетически экономный.

Гигантская акула-молот

Sphyrna mokarran

Эта акула — обитатель тропических и теплых умеренных вод Индийского, Тихого и Атлантического океана. Максимум ее длины был зарегистрирован на отметке 6,1 метра, а средняя длина составляет 3,5 метра.

Гигантская акула-молот

Discovery Channel

Поделиться

Ее излюбленную добычу составляют скаты-хвостоколы, которых акулы этого вида оглушают ударом «молота».

Пелагическая большеротая акула

MEGAMOUTH-SHARK

Discovery Channel

Пелагическая большеротая акула

Megachasma pelagios

Акул этого вида исследователям попадалось на так много — было обнаружено всего около 50 особей, причем лишь треть из них — живыми. Поэтому уверенно говорить о средней длине их тела (как и о численности вида в целом) ученые пока не могут.

Впрочем, в 2006 году у берегов Японии выловили пелагическую большеротую акулу длиной 5,7 метра. Большеротыми эти акулы прозвали не зря — у них огромная пасть (более одного метра при длине туловища пять метров), их голова по размерам сопоставима с туловищем.

Пелагическая большеротая акула

Discovery Channel

Поделиться

Эти акулы водятся в Атлантическом, Индийском, Тихом океане, но чаще всего встречаются у берегов Японии, Тайваня и Филиппин и являются третьим, наряду с китовыми и гигантскими, известным науке видом акул, которые питаются планктоном.

Китовая акула

Discovery Channel

Образ жизни и питание

В традиционном представлении акула выглядит одиноким охотником, бороздящим просторы океана в поисках добычи. Однако такое описание применимо лишь к нескольким видам. Очень многие акулы ведут оседлую малоактивную жизнь.

Вопреки распространенному мнению о том, что акула всего лишь «машина для охоты», ведомая одними только инстинктами, последние исследования показали способность некоторых видов к решению задач, социальному поведению и любопытству. В 1987 году в районе ЮАР группа из семи белых акул совместными усилиями стаскивала наполовину выброшенного на берег мертвого кита в более глубокое место для трапезы.

Соотношение массы мозга и тела у акул примерно эквивалентно тому же показателю у птиц и млекопитающих.

В основном акулы передвигаются с крейсерской скоростью примерно 8 км/ч, но при охоте или нападении среднестатистическая акула ускоряется до 19 км/ч. Акула-мако способна разгоняться до скорости 50 км/ч. Белая акула также способна к подобным рывкам. Такие исключения возможны благодаря теплокровности этих видов.

Предпочтения в пище у акул очень разнообразны, и зависят они от особенностей каждого вида, а также от мест обитания. Основной пищей для акул являются рыба, млекопитающие, планктон и ракообразные.

К примеру, ламна, мако и голубая акулы питаются преимущественно морской рыбой пелагических видов, и форма их тонких острых зубов приспособлена для того, чтобы хватать добычу в движении.

Белая акула предпочитает тюленей и морских львов, но при возможности охотится и на китовых млекопитающих, так как особенности её зубов позволяют отхватывать большие куски плоти.

В рацион придонных видов акул входят в основном крабы и другие ракообразные, а их зубы имеют короткую длину и приспособлены к разламыванию панциря.

Гигантская, большеротая и китовая акулы питаются планктоном и мелкими морскими организмами. Большинство видов являются плотоядными.

Некоторые виды, например тигровая акула, почти всеядны и проглатывают практически все, что попадается им на пути.

Китовая акула

Rhincodon typus

Это крупнейшая из современных рыб — хотя максимальная зафиксированная ее длина составляет 12,65 метра, предполагается, что можно встретить и особи побольше — до 18 метров в длину.

Поскольку китовая акула в основном питается планктоном, процеживая воду через жаберные дуги, ей приходится совершать далекие миграции — на расстояния до 13 тысяч километров.

Регион обитания этих акул ограничен 30 градусом северной и 35 градусом южной широты, но отдельные особи видели и в более высоких широтах. Больше всего китовых акул встречается у берегов Тайваня и Сейшельских островов.

Тигровая акула

Discovery Channel

Распространенные заблуждения об акулах

• Акула постоянно должна плыть, чтобы оставаться живой. На самом деле многие виды способны отдыхать, лежа на дне и прокачивая воду через жабры.
• Большинство акул нападают на человека и убивают его. Всего несколько видов акул регулярно совершают неспровоцированные нападения на людей, и в основном это происходит из-за ошибки в идентификации добычи.
• Акулы плавают с большой скоростью. На самом деле крейсерская скорость акул довольно невелика, так как им необходимо сохранять энергию. Однако это не мешает им развивать высокую, так называемую «бросковую» скорость непосредственно перед атакой жертвы.
• Акулы обожают человеческую кровь. Акулы не отдают предпочтение какой-либо крови. Напротив, отхватив от человека кусок плоти, они обычно выплевывают его обратно, потому что это мясо не является той высокожирной пищей, которая необходима им для пополнения запасов энергии.
• Акулы всеядны. Большинство видов предпочитает дождаться возможности добыть свою обычную пищу вместо того, чтобы есть все подряд.
• Акулы не подвержены раковым заболеваниям. Это убеждение, существовавшее долгое время, стало причиной гибели огромного количества акул, вылавливаемых человеком ради «противоракового» хряща. Однако наблюдение за акулами в неволе, так же как и в естественной среде обитания, показали наличие особей с органами, пораженными раковыми опухолями. Количество случаев раковых заболеваний оказалось больше там, где вода больше загрязнена (в том числе, и от деятельности человека)