《软骨鱼纲硬骨鱼纲》PPT课件.ppt
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1、适应水生生活的鱼类 软骨鱼纲(Chondrichthyes)硬骨鱼纲(Osteichthyes),在志留纪由原始有头类发展出一支具有上下颌的脊椎动物,即鱼类的祖先,进而产生出现生的适应水生的形形色色的鱼类。,主要特征 鱼类是最低等的有颌、变温脊椎动物,并适应水生生活而发展出许多特有的结构。表现在:出现了能咬合的上下颌。出现了成对的附肢(偶鳍)。骨骼为软骨或硬骨。脊柱代替了脊索,成为身体的主要支持结构。头骨更加完整,脑和感觉器官更发达。,由于局限于水生环境,鱼类在进化上也有局限性,适应水栖生活的特征主要表现为:身体分为头、躯干和尾,缺少颈部,因此头不能灵活转动。体形多为流线型,体被骨质鳞片或盾鳞
2、;体表富黏液;具侧线。以鳃为呼吸器官。血液循环为单循环。以鳔或脂肪调节身体比重获得水的浮力;靠躯干分节的肌节的波浪式收缩传递和尾部的摆动获得向前的推进力;有良好的调节体内渗透压的机制。鱼类是成功地适应了水生生活的低等有颌脊椎动物,地球的70以上的咸水和淡水江河湖海中生活着22000多种鱼类,超过了其他所有脊椎动物数量的总和。,第一节 鱼类结构和功能的适应1.体形 绝大多数鱼类为流线型或纺锤型,以减少水中运动的阻力,可快速而持久地游泳。由于水环境和生活方式的不同,大致可分为四种体形:纺锤形、侧扁形、平扁形、鳗形。此外,还有一些特殊体形如箱鲀、比目鱼、海马、海龙等。2.外形分部 身体分为头、躯干、
3、尾3部分。头:吻端至鳃盖后缘(硬骨鱼,不包括鳃盖膜)或最后一对鳃裂(软骨鱼)。躯干:最后1对鳃裂或鳃盖骨后方为躯干的开始,肛门或泄腔孔为躯干和尾的分界。尾:肛门到尾鳍基部长度或尾柄与尾鳍交界处。也可说到最后一块脊椎骨。,3.水中运动器官鳍3.1分类按结构:可分为骨质鳍条也叫鳞质鳍条(1epidotrichia)和角质鳍条两类。软骨鱼的鳍,外面都覆盖有皮肤,内面由角质鳍条支持。角质鳍条为一种纤维状的角质物,细长而不分节。硬骨鱼的鳍由骨质鳍条支持,鳍条间以薄的鳍膜相联。骨质鳍条也叫鳞质鳍条(1epidotrichia),系由鳞片衍生而成。骨质鳍条分鳍棘和软条两种类型。鳍棘:是一种由鳍条变形来的既不
4、分支也不分节的硬棘,为高等鱼类所具有。软条:柔软而有节,其远端分支(叫分支鳍条)或不分支(叫不分支鳍条),均由左右两半合并而成。不分支鳍条常是最前面的几根。在鲤形目中有些种类,例如鲤鱼,其背鳍与臀鳍前方的硬棘,仍保留有分节和左右两列合并的痕迹,称为假棘,系软条钙化后的变形物,不是真正的棘,因为真正的棘始终为单一的结构而无法分开。,按着生位置及功能 奇鳍(unparied fin),为不成对的鳍:包括背鳍(dorsal fin)、臀鳍(anal fin)、尾鳍(caudal fin)。偶鳍(paired fin),为成对的鳍:包括胸鳍(pectoral fin)、腹鳍(pelvic fin)。硬
5、骨鱼的偶鳍呈垂直位,而软骨鱼的偶鳍呈水平位。,3.2偶鳍的位置和作用胸鳍:,相当于陆生脊椎动物的前肢,着生于鳃盖后缘的胸部除有高低变化外,位置一般比较恒定。基本功能为运动、平衡和掌握运动方向。软骨鱼类中的鲨鱼,其胸鳍与体轴成水平排列,起着重要的平衡作用。虹与鳐类的胸鳍特别扩大并与躯体结合形成体盘,因而成为主要的运动工具。硬骨鱼类的胸鳍较小,且与体轴成垂直排列。当鱼类停止前进时,胸鳍用于控制鱼体的平衡;缓慢地游动时,主要由胸鳍起着船桨的拨水作用;高速行进时,胸鳍紧贴鱼体,胸鳍举起则可减速和制动;当胸鳍一侧紧贴鱼体,一侧举起,则鱼体朝举起的一侧拐弯。,腹鳍:相当于陆生脊椎动物的后肢,其作用不及胸鳍
6、大,主要协助背鳍、臀鳍维持鱼体的平衡,并有辅助鱼体升降和拐弯功能。腹鳍着生的位置,各种鱼类并不相同,一般软骨鱼类的腹鳍位于泄殖孔的两侧,形状与胸鳍相似而稍小。硬骨鱼的腹鳍位置变化很大,有以下三种:腹鳍腹位:位于躯干腹侧的腹部的,如鲤、鲇、鲱、鲑等一些较原始的种类。腹鳍胸位:位于胸鳍前方鳃盖之后的胸部的,如鲈、鲷、鲽和黄鱼等。腹鳍喉位:位于两鳃盖之间的喉部,如鲥科、腾科的鱼类。腹鳍胸位和喉位都是鱼类的高级特征,因此这种位置上的不同,在鱼类分类和演化上都有很重要的意义。,3.3尾鳍 作用 有平衡、推进和转向的作用,尾的扭曲和伸直使鱼体产生前进运动。分类 根据鱼类的尾鳍外形和尾椎骨末端的位置,一般将
7、尾部分为三种类型:原形尾(protocercal tail):尾椎的末端平直伸展至尾的末端,尾鳍的上、下叶大致相等,这是一种原始的尾型。见于圆口纲,鱼纲仅见于胚胎期和仔鱼期。歪形尾(heterocercal tail):尾椎的末端曲而伸展入较发达的尾鳍上叶内,下叶小而略为突出,这种尾型内外均不对称。见于古代的甲胄类、盾皮鱼类,现代的软骨鱼类和少数硬骨鱼类,如鲨、鲟等种类。正形尾(homocercal tail):在骨骼构造上仍保留有歪形尾的痕迹,尾椎的末端仍翘向尾鳍上叶,但仅达尾鳍上叶基部,其较发达的。,下叶由增宽的尾下骨片(hypural bone)支持着,因而尾鳍在外形上完全对称。正形尾为
8、高等鱼类的尾形。根据鳍形的变化,正形尾还可归纳成多种鳍形(新月型、叉型、内凹型、平截型、圆形、双凹型等)。一般快速游泳的鱼类,尾鳍呈新月形或叉形,尾柄也较细,如鲐、鲅等;游泳速度慢的鱼类,尾鳍后端呈方形或圆形,尾柄相应粗大,如纯类、虾虎鱼类。软骨鱼为歪尾型,而硬骨鱼为正尾型。,3.4鳍的其它功能 呼吸、生殖、爬行、滑翔、防御、发声、摄食、吸附等。3.5鱼类的运动 波浪式运动,或称游泳。借助于连续的肌节收缩与舒张,从头部开始的收缩在身体两侧交替进行,形成波浪式的传递,使收缩波传向尾部,身体则向收缩的一侧弯曲使成S型。收缩在尾部结束,尾部将收缩的力传给水,这个力被水以同等大小、但方向相反的反作用力
9、作用于尾部。这个力向前的分力是鱼体向前运动的主要推进力。金枪鱼(Thunnus thynnus)的游泳速度可达75kmh。跳跃或飞翔 是鱼类另一种很突出的运动方式。如水温的突变,受到某种刺激,追捕食物,越过障碍等,常能引起跳跃运动。此外,鱼类还可靠鳍拨水、以鳃孔喷水作为辅助运动方式。表皮内具有大量单细胞粘液腺,分泌粘液使体表粘滑。这些特点均为减少水中游泳的阻力。爬行也是鱼类运动方式之一,不过比较罕见。,4.鳔和浮力 为减少密度使身体不下沉,鱼类产生了一些结构以减少自身的比重。一个有效的方法是增加脂肪在身体中的比例,如软骨鱼类,具有巨大的肝脏,占体重的2025,其中含有大量的密度小于水(0.95
10、g/mL)的鲨烯。另一个方法是以鳔的方式在体内增加气体,如大部分硬骨鱼类具有鳔。淡水鱼类鳔的容量达鱼体积的710,海鱼鳔容量达46。鳔调节鳔内气体的方法有2种,一是鳔有鳔管通入食管背面,动物以吞咽或吐出空气来调节,这类动物称开鳔类。另一种鳔不具鳔管,为闭鳔类,它们依靠鳔的红腺和卵圆区来调节气体容量。,5.皮肤及衍生物 5.1 皮肤表皮和真皮均为多层细胞,且皮肤与肌肉紧密相接,皮下组织极少。表皮内具有大量单细胞粘液腺,分泌粘液使体表粘滑。5.2皮肤衍生物真皮鳞(dermal scale)是鱼类特有的皮肤衍生物,根据形状的不同,分为三种:1.楯鳞(placoid scale)软骨鱼类所特有的鳞片,
11、斜向排列。是由真皮(derinis)和表皮(epidermis)联合形成。真皮演化为基板和板上的齿质部分(dentine),齿质表面有由表皮演化而来的珐琅质(enamel 即釉质)被覆着。齿质部分的中央为髓腔(Pulp cavity),有血管和神经通入腔内。楯鳞不但全身分布,还延伸至口中的上下颌,执行着牙齿的功能。从脊椎动物牙齿的发生和构造来看,楯鳞和牙齿应该是同源器官。,2.硬鳞(ganoid scale)硬骨鱼中最原始的鳞片,见于鲟鱼和雀鳝等,由真皮演化而成,典型鳞片呈斜方形,含有硬鳞质(ganoin),发特殊亮光。3.骨鳞(bony scale)绝大多数硬骨鱼类所具有,由真皮演化而成,彼
12、此作覆瓦状排列。游离一端光滑的,称为圆鳞(cycloid scale),多见于鲤科鱼类,游离的一端生有许多细小锯状突起的,称为栉鳞(ctenoid scale),在鲈科鱼类中常可见到。骨鳞由许多同心圆的环片(sclerite)组成。环片因季节不同而表现出生长速度的差异。在形态上出现了年轮。根据年轮的情况,可以推算鱼类的年龄、生长速度以及生殖季节等等,在养殖业和捕捞业上都有极大的实践意义。,侧线及侧线鳞 侧线是低等水生脊椎动物(包括水生两栖类)特有的感觉器官,由感受机械刺激的神经丘器官和感受电刺激的壶腹器官组成。它们分布在头和躯干的表面,由侧线神经支配。神经丘器官感觉水流的方向、速度和压力,而壶
13、腹器官(鲨鱼的壶腹器官又称罗伦氏壶腹(Ampulla of lorenzini))则感觉水中动物因肌肉收缩而形成的微弱电场。侧线对于鱼类的取食、避敌和求偶具有重要的生物学意义。侧线鳞:有侧线器官穿孔的鳞片,叫做侧线鳞。侧线鳞的数目以及侧线上鳞(由背鳍起点的基部至侧线这一段距离上的鳞片)和侧线下鳞(由臀鳍起点的基部至侧线这一段距离上的鳞片)的数目,通常都用鳞式来表示,是鱼类分类方面需要记载的数据之一。鳞式的写法是:侧线鳞数目(侧线上鳞数目/侧线下鳞数目)例如鲤鱼的鳞式为3438(5/8)。这就是说:鲤鱼的侧线鳞为3438片,侧线上鳞为5片,侧线下鳞为8片。,鱼类其它几种重要的皮肤衍生物 色素细胞
14、(chromatophore):来源于真皮,是许多鱼类的体色得以丰富多采的物质基础。毒腺:有些鱼类的皮肤中有由表皮转化而来的,是它们攻击和防卫的武器,例见于玫瑰毒蚰、灰刺虹等。发光器官:有些鱼类、特别是生活在海洋深处的鱼类,还具有另一种皮肤衍生物发光器官。鱼类发光可能是招引趋光的食物便于摄食,或作同种间和雌雄间的联系信号。,6.骨骼系统鱼类具有由典型的椎骨组成的脊柱、完整的头骨、带骨、附肢骨。软骨鱼类全部骨骼为软骨(cartilage),但有钙盐沉着而变得坚硬。头骨保护脑和嗅、视、听感觉器官,围绕和保护消化道前端,并支持鳃的活动。出现了支持上下颌的骨骼一颌弓,加强了咬合功能。脊柱由双凹型的椎骨
15、组成,分为尾椎和躯干椎,躯干椎具有肋骨。连接偶鳍的带骨为软骨棒。偶鳍由软骨和真皮鳍条支持。雄性软骨鱼腹鳍内侧骨延伸形成鳍脚(clasper),为交配器官。硬骨鱼类的骨骼骨化程度加强,骨片增加并更加复杂。肩带与头骨愈合并加固,使头、肩带、躯干形成一个稳定支架,增加了运动的力度。腰带不直接与脊柱相连。,6.1脊柱 鱼类脊柱的分化程度很低,只有两种,即体椎(trunk vertebra)与尾椎(caudal vertebra)。体椎附有肋骨(rib),尾椎特具血管弧,以此容易把二者区别开来。每一脊椎的椎体(centrum),前后两面都是凹型,称为双凹型椎体(amphicoelous centrum)
16、,为鱼类所特有。在相邻的两个椎体之间的空隙以及贯穿椎体中心的小管内,还有脊索的残余存留。,6.2头骨 鱼类的头骨由比较容易区分的脑颅和咽颅两部分组成。脑颅软骨鱼的脑颅,只是一个软骨脑箱保护着脑部。硬骨鱼的脑颅则由许多骨片所合成。这些骨片中,一部分是软骨性硬骨(cartilage bone),如几块枕骨、几块耳骨、几块蝶骨,几块筛骨等;另一部分是膜性硬骨(membrane bone),如鼻骨、额骨、顶骨、犁骨等。,咽颅(visceral skeleton)鱼类的咽颅(visceral skeleton)由一对颌弓(mandibular arch)、一对舌弓(hyoid arch)、五对鳃弓(br
17、anchialarch)共同组成。颌弓的上段,称为腭方软骨(palatoquadrate),构成软骨鱼类的上颌。到了硬骨鱼类,这种软骨上颌为膜性硬骨前颌骨和上颌骨所代替。颌弓的下段,称为麦氏软骨(Meckels cartilag),构成软骨鱼的下颌,到了硬骨鱼类,这种下颌只残留最后端一小块变为软骨性硬骨关节骨,其余大部分为齿骨和隅骨所代替。舌弓主要为舌的支持物,鳃弓支持鳃,但最后一对鳃弓不发达,不具鳃,可长咽喉齿。咽喉齿的数目与排列方式可用咽喉齿表示,是鱼类分类的依据之一。,6.3 附肢骨骼 可分为奇鳍骨骼与偶鳍骨骼两部分。奇鳍中的背鳍和臀鳍,在基部有鳍担骨。尾鳍无鳍担骨。偶鳍骨骼包括带骨(肩
18、带和腰带)及支持鳍的骨骼(鳍担骨、鳍条)。但在某些鱼类,其腰带竟向前推移,位于胸鳍的腹面,形成腹鳍胸位。例如鲈鱼;有的还推移到胸鳍之前,形成腹鳍喉位,例如鳕鱼;甚至有推移到下颌部的情况,这叫做腹鳍颏位,例如鼬鲥(Ophidium barbatum)。鱼类成对的附肢骨骼没有和脊柱发生联系,这也是它的特点之一。,7.肌肉系统 鱼类主要的肌肉是躯干部分节的肌节,由水平生骨隔分为轴上肌和轴下肌。作为附肢的偶鳍背腹两面均有肌肉附着在鳍骨上,背面为伸肌,腹面为屈肌,其收缩可使鳍依附躯体做整体运动,即上提、外展和下降、内收。鱼类中有些种类具有发电器官,能放电以进行防御或攻击。8呼吸系统鱼类的呼吸器官是外胚层
19、形成的鳃。软骨鱼类的鳃比较原始:鳃裂直接开口于体外,鳃隔(gill septum)发达。硬骨鱼类的鳃裂,不直接开口于体表而在外侧另有鳃盖(operculum)保护,鳃隔已退化。软骨鱼类的鳃瓣是由上皮折叠形成栅板状附着在鳃间隔上,硬骨鱼类的鳃丝直接着生在鳃弓上。,鳃具有以下几个特点:气体交换面积大。鳃的总面积为体表面积的1060倍。壁薄,使氧气进入血液的距离缩短。鳃中有丰富的毛细血管分布。鳃中的逆流循环,即血流方向与水流方向相反,使得缺氧血中低含氧量与水中高含氧量产生经常性的不平衡,促使气体的充分交换。入鳃的血液为缺氧血,出鳃的血液为多氧血,与一般器官的情况相反。鱼类的鳃使鱼类将水中80的氧摄人
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