Акулы: общая характеристика

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Акулы (Selachimorpha) -- надотряд хрящевых рыб (Chondrichthyes), относящийся к подклассу пластиножаберных (Elasmobranchii) и обладающий следующими отличительными особенностями: удлиненное тело более или менее торпедообразной формы, большой гетероцеркальный хвостовой плавник, обычно большое количество острых зубов на каждой челюсти.

Слово «акумла» происходит от древнеисландского «hбkall».Самые древние представители существовали уже около 420--450 млн лет назад. К настоящему времени известно более 450 видов акул: от глубоководной мелкой Etmopterus perryi (англ.), длиной лишь 17 сантиметров, до китовой акулы (Rhincodon typus) ? самой большой рыбы (её длина достигает 12 метров). Представители надотряда широко распространены во всех морях и океанах, от поверхности до глубины более 2000 метров. В основном обитают в морской воде, но некоторые виды способны жить также и в пресной. Большинство акул относятся к так называемым настоящим хищникам, но отдельные виды, в частности китовая, гигантская и большеротая акулы -- фильтраторы, они питаются планктоном, кальмарами и мелкими рыбами.

1.Анатомия

1.1 Скелет

Скелет акулы заметно отличается от скелета костистых рыб ? в нём нет костей и он полностью образован из хрящевых тканей. В скелете выделяют следующие отделы:

Осевой скелет -- позвоночный столб, образованный многочисленными хрящевыми амфицельными позвонками.

Череп с двумя отделами -- мозговая коробка и скелет ротового и жаберного аппаратов.

Парные конечности с поясами -- грудные и брюшные плавники.

Непарные плавники -- это, как правило, хвостовой, анальный и два спинных плавника.

По каналам позвонка проходит хорда, пронизывая весь позвоночный столб. Череп акул представляет собой сплошную хрящевую коробку, передний конец его вытянут в рострум, поддерживающий рыло. На боковых поверхностях расположены глазницы, защищающие глаз, между стенок глазниц лежит головной мозг. Пояс передних конечностей образован в виде хрящевой дуги, лежащей в толще мускульной стенки позади жаберного отдела, и никак не связан с осевым скелетом. На боковой поверхности пояса есть вырост, являющийся местом причленения скелета плавника. Пояс брюшных плавников имеет вид хрящевой пластины, которая лежит в мускулатуре брюшной клетки перед клоакой. К боковой поверхности причленяется скелет брюшного плавника, который состоит из одного удлинённого базального элемента с прикрепленным к нему рядом радиальных хрящей. У самцов базальный элемент служит скелетной основой птеригоподия ? копулятивного выроста. Скелет непарных плавников состоит из радиалий, погруженных в мускулатуру и проникающих в основание плавника. Хвостовой плавник гетероцеркальный, и в верхнюю его лопасть заходит конец позвоночного столба. Лопасти плавников поддерживаются эластострихиями.

1.2 Кожа

Кожа акулы ? прекрасный абразивный материал для приготовления васаби.

Плакоидная чешуя, свойственная акулам, среди рыб является самой древней в филогенетическом плане. Чешуйки представляют собой ромбические пластинки, которые заканчиваются шипом, выступающим из кожи наружу. По строению и прочности чешуя близка к костям, что даёт повод называть её кожными зубчиками. Зубчики эти имеют широкое основание, приплюснутую форму и очень рельефно очерченную коронку. В большинстве своем коронки очень остры и плотно прилегают друг к другу, поэтому кожа может показаться относительно гладкой если провести рукой от головы к хвосту и наоборот -- грубой, как наждачная бумага -- если вести в обратном направлении. Минеральная часть представлена дентином, образованным клетками кориума, который пропитывает соединительнотканную основу чешуи. По составу дентин близок к кости, но более плотный. Дентиновый слой зубчиков состоит из твердого минерала апатита, облаченного в коллаген. Благодаря своей микроструктуре, зубчики обладают твердостью и устойчивостью, предоставляющими акуле неплохую защитную оболочку (как от крупных животных, включая других акул, так и от мелких паразитов), и в то же время не создают помех для высокой подвижности -- подобно кольчуге. Шип плакоидной чешуи отличается ещё более высокой прочностью, так как снаружи покрыт особой эмалью ? витродентином, образуемым клетками базального слоя эпидермиса. Плакоидная чешуйка имеет полость, заполненную рыхлой соединительной тканью с кровеносными сосудами и нервными окончаниями.

Сочетание формы, расположения и состава кожных зубчиков играет немалую роль в обтекаемости тела акулы. К примеру, ярко выраженные рельефные выступы на этих зубчиках у белой акулы дают коже гидродинамический эффект, который можно сравнить с аэродинамическим эффектом мячика для гольфа. Наличие мельчайших выступов и впадинок в результате заметно уменьшает появление турбуленций, тем самым предотвращая появление завихрений. Форма, структура и размеры зубчиков различаются у разных видов акул. По расчётам учёных, кожа самых быстрых видов снижает сопротивление воды на величину до 8 %.[8] Кроме того, гидродинамические свойства зубчиков дают ещё один весьма полезный охотнику эффект -- бесшумность. В отличие от костистых рыб, плавники которых порождают при движении турбулентность, производящую звуковые волны, движения белой акулы при преследовании добычи остаются практически неслышными для её жертвы почти до самого момента нападения.

1.3 Мускулатура

Мускулатура акул делится на 3 группы:[9]

Сердечные мышцы, непрерывно работающие в сердце.

Висцеральная мускулатура, функционирующая во внутренних органах и артериях.

Соматическая мускулатура, приводящая в движение тело, которая делится, в свою очередь, на:

Красные мышцы

Белые мышцы

По функциональному назначению её можно разделить на мускулатуру плавников, мускулатуру головы с жаберным и челюстным аппаратами и мускулатуру пищеварительной системы и внутренних органов. У акул вся мускулатура туловища (соматическая) состоит из ряда мышечных сегментов ? миомеров, которые разделяются друг от друга миосептами. Мускулатура плавников образована отдельными пучками мышц. Особенностью мускулатуры является её относительная автономность, то есть она сохраняет способность к сокращениям даже при нарушении связи с центральной нервной системой.[1][10]

1.4 Зубы и челюсти

Зубы большинства акул имеют форму острых дентиновых конусов, и сидят на хрящах верхней и нижней челюстей. Зубы регулярно сменяются по мере выпадения или снашивания по принципу конвейера ? их замена постоянно подрастает с внутренней стороны. По своему строению и происхождению это видоизмененные плакоидные чешуи.[1] В зависимости от рациона и образа жизни, зубы и челюсти очень различаются у разных видов акул. Донные акулы, пища которых обычно защищена твердой оболочкой, имеют сотни маленьких гладких зубов. Пелагическим видам свойственно наличие очень острых зубов, приспособленных для легкого проникновения в плоть добычи. У таких акул как тигровая зубы ножеобразной формы, предназначенные для разрывания мяса крупной жертвы. У питающихся планктоном акул рудиментарные мелкие зубы.[9]

1.5 Хвост

Хвостовой плавник акул разнолопастный, гетероцеркальной формы. Форма хвоста у разных видов развивалась в соответствии с определенными условиями обитания, и у каждого вида имеет свои явные отличительные особенности. У скоростных пловцов, таких как акула-мако и белая акула, нижняя и верхняя лопасти почти одинаковы, а у большинства остальных видов верхняя лопасть заметно больше нижней.[11]

2. Физиология

2.1 Дыхание и кровообращение

Как и другие рыбы, акулы получают необходимое количество кислорода из воды, пропуская её через жабры. Органы дыхания представляют собой жаберные мешки, которые внутренними жаберными отверстиями открываются в глотку, а наружными ? по бокам головы на поверхность тела. Для акул характерно наличие пяти--семи (до десяти) пар жаберных щелей (в зависимости от вида), расположенных перед грудными плавниками. Жаберные отверстия отграничены друг от друга широкими межжаберными перегородками, в толще которых залегают хрящевые жаберные дуги. Жаберные лепестки сидят на передней и задней стенках жаберных щелей, где они образуют полужабры. Для дыхания характерно противоточное движение крови и водной массы.

При вдохе у акул расширяется глоточная область, и через ротовое отверстие и брызгальце в неё насасывается вода, которая омывает жаберные лепестки и проходит в наружные жаберные полости; давление воды снаружи прижимает края межжаберных перепонок, и они закрывают наружные жаберные щели. При выдохе жаберные дуги правой и левой сторон сближаются и тем самым уменьшают объём глотки, почти сомкнутые жаберные лепестки соседних полужабр затрудняют отток воды в глотку; давление в наружных жаберных полостях возрастает, клапаны отгибаются и вода вытекает наружу. Как и у всех хрящевых рыб, жаберные лепестки не способны выделять продукты азотистого обмена и соли, так что функция жабр ограничена только газообменом. Сердце имеет две камеры -- предсердие и желудочек, и располагается в грудном отделе рыбы, около головы. Оно двигает кровь по жаберной артерии в сосуды, расположенные в жабрах, а оттуда, уже обогащённая кислородом, она поступает в другие органы. У акул один круг кровообращения, и в сердце только венозная кровь. Количество крови составляет 3,7--6,8 % от массы тела, содержание гемоглобина 3,4--6,5 %, а кислородная емкость составляет 4,58,7 об.%.[10] Максимальные показатели содержания гемоглобина и кислородной емкости у акул меньше аналогичных средних показателей костистых рыб, что говорит о более низкой энергетике их организма. Кровяное давление, поддерживаемое акульим сердцем, недостаточно для полноценного снабжения кислородом её тела. Из-за этого акула должна постоянно помогать своему сердцу мышечными сокращениями (движением), которые стимулируют ток крови.

2.2 Плавучесть

В отличие от костистых рыб, у акул нет плавательного пузыря. Вместо этого компенсировать отрицательную плавучесть им помогает огромная печень, хрящевой скелет и плавники. Уменьшение удельного веса тела достигается за счет накопления в печени гидрокарбоната сквалена (англ.) с удельным весом 0,86 г/смі, а также плотностью хряща примерно вдвое меньше плотности кости. Для многих акул также характерна нейтральная плавучесть за счет обводнения скелета. Остальное компенсируется подъемной силой, возникающей при движении. В то же время песчаные акулы (англ.) (Odontaspididae) решают вопрос отсутствия плавательного пузыря проще ? они создают его подобие, набирая воздух в желудок. Большинство видов акул вынуждены постоянно двигаться и для того, чтобы поддерживать дыхание, поэтому не могут долго спать. Однако, некоторые виды, такие как усатая акула-нянька, способны прокачивать воду через жабры, что позволяет им отдыхать на дне.

2.3 Осморегуляция

В отличие от костистых рыб, механизм осморегуляции акул довольно прост и примитивен. По электролитному составу кровь и тканевые жидкости организма почти не отличаются от морской воды, то есть почти полностью изотоничны внешней среде.

За счет содержания солей обеспечивается около 50 % осмотического давления крови и тканей. Из-за особенностей азотистого обмена в крови акул в значительном количестве накапливаются мочевина (довольно токсичное вещество) и триметиламиноксид, плохо диффундирующие через мембраны клеток почек и жабр, за счет чего достигается оставшееся повышение осмотического давления. Результатом всего является повышенное осмотическое давление внутренней среды (26 атм против 24 атм в морской воде), то есть создаются условия для свободного проникновения воды из внешней среды в межклеточную жидкость и кровь, что в итоге приводит к диффузии натрия и калия. Но так как организм акулы обладает гомеостазом, то у него есть и специальный механизм для поддержания электролитного состава ? для этого существует ректальная железа, выводящая избыток солей в клоаку.

2.4 Терморегуляция

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

2.5 Пищеварительная система

На коже, покрывающей подвижные хрящевые челюсти, в несколько рядов располагаются зубы, которые являются преобразованными плакоидными чешуями.

Ротовая полость переходит в глотку, за которой начинается пищевод, без заметных границ переходящий в легко растяжимый U-образный желудок. Концентрация соляной кислоты в желудочном соке достигает 3 %. От желудка отходит тонкая кишка, переходящая в толстую, которая в свою очередь переходит в прямую кишку, открывающуюся клоакой. Внутри толстой кишки находится спиральный клапан, значительно увеличивающий всасывающую поверхность. От прямой кишки отходит ректальная железа, которая является органом солевого обмена; она удаляет избыток солей, которые попадают в организм вместе с пищей и морской водой. В период размножения железа выделяет пахучую слизь, облегчающую встречу особей разного пола.

Особое место в организме акул занимает массивная трехлопастная печень, масса которой может составлять до 30 % от массы всего тела.[12] Печень накапливает запасы жира (до 70 % от массы печени у гигантской акулы), животный крахмал гликоген и некоторые витамины, выполняя функции хранилища энергетических резервов и гидростатического органа для увеличения плавучести.

Достоверно известно, что у хищных акул большую роль в пищеварении играет фермент коллагеназа.

После сытной трапезы акулы способны долгое время голодать, медленно и экономно расходуя накопленные ресурсы, и вообще их потребность в пище относительно невелика. К примеру, содержавшаяся в неволе трехметровая австралийская песчаная акула (англ.) (Carcharias taurus) весом 150 кг за год съедала всего 80--90 кг рыбы.[10]

Акулы периодически производят эверсию желудка -- выворачивают его через рот наружу в водную среду с целью очищения. Любопытно, что при этом никогда не повреждают желудок своими многочисленными зубами.[13]

3. Нервная система и органы чувств

Органы чувств разных видов акул развиты в разной мере в зависимости от их среды обитания. Спинной мозг акул имеет большую функциональную самостоятельность. У акул особо хорошо развиты сенсоры фото- и химической рецепции, а также акустико-латеральная система.

3.1 Обоняние

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, они позволяют четче определить направление источника запаха. Исследования показали, что акулы лучше реагируют на запахи раненой или встревоженной добычи. Некоторыми учеными высказываются предположения о том, что акулы способны улавливать запахи, распространяемые по воздуху, так же хорошо, как и в воде. Белую акулу часто наблюдали с мордой, высунутой над поверхностью воды. 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.[15]

3.2 Зрение

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.[16] Акулы, не имеющие моргающего века, при атаке жертвы закатывают глаза.[17] 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 [17]

3.3 Слух

Орган слуха у акул ? это внутреннее ухо, заключенное в хрящевую капсулу. Акулы воспринимают преимущественно низкие звуки 100--2500 Гц.[10] Большинство акул способны различать инфразвук с частотой ниже 20 Гц. Внутреннее ухо также является органом равновесия.[17]

3.4 Боковая линия

Канал боковой линии проходит по боковой поверхности тела в толще кожи и является сейсмосенсорным органом. Он имеет вид узкой и глубокой кожной борозды, местами ветвящейся. Боковая линия воспринимает механические перемещения частиц воды, а возможно, и инфразвуковые колебания. Она играет важную роль при охоте, видовом общении и ближней ориентации.

3.5 Электро- и магниторецепция

Электрорецепторный аппарат акул представлен ампулами Лоренцини (англ.) ? это погруженные в кожу маленькие соединительнотканные капсулы с исходящими от них трубочками, которые открываются на поверхность кожи. Акулы реагируют на электрические поля напряженностью всего 0,01 мкВ/см. Поэтому они способны обнаруживать жертву по электрическим полям, создаваемым работой дыхательных мышц и сердца.[7] Есть предположения, что они используются акулой и в качестве термодатчиков, определяющих температуру среды с точностью до 0,05 °С.[10]

Наблюдаемая у некоторых видов траектория миграции по прямой линии на довольно большие расстояния натолкнула ученых на мысль о возможности акул ориентироваться по магнитному полю земли. Исследования, проведенные с содержащимися в неволе серо-голубыми акулами (англ.) (Carcharhinus plumbeus), подтвердили эти догадки -- продемонстрированное ими поведение позволяет уверенно говорить о магнитной сенсорике. В восприятии магнитного поля у акулы могут быть задействованы: магниточувствительные рецепторы, влияние магнитного поля на химические процессы, электрорецепторный аппарат или всё перечисленное в комплексе.

4. Продолжительность жизни

Каждый вид имеет свою определенную продолжительность жизни, и непросто оценить её для всех акул. В целом акулы растут относительно медленно, и в общем случае можно сказать, что большинство видов живёт 20-30 лет. Однако, рекордной продолжительностью жизни отличается пятнистая колючая акула, живущая более 100 лет. Известны и китовые акулы с подобным возрастом.[19][20]

5. Размножение

У акул свойственное хрящевым рыбам внутреннее оплодотворение, примитивная матка и довольно совершенная плацентарная связь. Плод развивается в матке и появляется на свет хорошо приспособленным к самостоятельной жизни ? у новорожденных акул хорошо развиты опорно-двигательный аппарат, пищеварительная система и органы чувств, что позволяет самостоятельно питаться и быстро наращивать массу. Акулы производят на свет разное количество детенышей ? некоторые виды до 100, другие же всего двух--трех. Белая акула рожает примерно 3--14 акулят за один раз.[7] В отличие от большинства костистых рыб, производящих миллионы икринок, принцип продолжения рода у акул нацелен скорее на качество, чем на количество. Забота некоторых видов о потомстве (акуленок некоторое время находится под опекой матери) позволяет обеспечить акулам высокий коэффициент выживаемости, а значит и более низкую плодовитость.

Акулы разделяются на яйцекладущих, яйцеживородящих и живородящих. Копулятивный орган самцов -- пара птеригоподиев, каждый из которых является видоизменённой задней частью брюшного плавника. Во время размножения один из птеригоподиев изгибается вперёд и вводится в клоаку самки.

После оплодотворения яйцо покрывается студенистой белковой оболочкой, а поверх неё у большинства яйцекладущих видов ? рогоподобной оболочкой, часто с выростами и жгутами. Это защищает эмбриона от обезвоживания, многих хищников, механических повреждений и позволяет подвешиваться на водорослях. Яйца крупные и содержат много желтка. Обычно одновременно откладываются от 1--2 до 10--12 яиц, и только полярная акула (Somniosus microcephalus) откладывает за раз до 500 яиц длиной около 8 см.[10] Эмбриональное развитие акул идет медленно, но вылупившийся детеныш отличается от взрослой особи только размерами и способен к самостоятельной жизни. Яйцекладущими являются около 30 % видов. При яйцеживорождении оплодотворенные яйца задерживаются в маточных частях яйцеводов. При этом детеныши вылупляются и некоторое время находятся внутри матери, рождаясь в итоге хорошо развитыми и приспособленными к самостоятельному существованию. У сельдевых акул (Lamnidae) детеныши после использования своего желточного мешка поедают скопившиеся в матке неоплодотворенные яйца. У живородящих видов желточный мешок после использования желтка прирастает к стенке матки, образуя своеобразную плаценту, а кислород и питательные вещества зародыш получает из кровотока матери путем осмоса и диффузии. У куньих акул (Triakidae) одновременно может развиваться до 20, а у молот-рыбы (Sphyrnidae) ? до 30--40 зародышей. Срок вынашивания у яйцеживородящих видов точно не известен, однако примерно составляет от нескольких месяцев до двух лет (у пятнистой колючей акулы), что является одним из самых продолжительных сроков среди всех позвоночных.

Внутреннее оплодотворение, крупные яйца со значительными запасами питательных веществ, прочная наружная оболочка и широко распространенные яйцеживорождение и живорождение резко снижают эмбриональную и постэмбриональную смертность. Известны также отдельные случаи партеногенеза ? то есть женская особь производила потомство без всякого участия самца. Все эти явления имели место у акул, содержащихся в неволе. Случаи бесполого размножения акул в естественной среде не известны, и предполагается, что это крайняя мера репродукции в отсутствие особей мужского пола.

6. Распространение

Акулы распространены по всем океанам и климатическим поясам. В большинстве своем они обитают в морской воде, тупорылая акула способна жить и в пресной, довольно далеко заплывая в реки. По глубине распространены преимущественно до 2000 метров, иногда спускаясь до 3000 метров, и чрезвычайно редко их наблюдали ниже. Самая большая задокументированная глубина принадлежит португальской акуле (англ.) ? 3700 м.[22]

7. Образ жизни

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. Но даже одинокие охотники встречаются для размножения или в богатых пищей местах, что может заставить их преодолевать тысячи миль за год. Возможно, миграция акул сложнее, чем даже миграция птиц.

Акулы могут демонстрировать и социальное поведение. Иногда более ста бронзовых молотоголовых акул (Sphyrna lewini) собираются вокруг подводных гор и островов, к примеру, в Калифорнийском заливе.[24] У акул также имеет место межвидовая социальная иерархия. К примеру, длиннокрылая акула доминирует перед шелковой тех же размеров, когда вопрос касается питания.

При слишком близком приближении некоторые акулы подают сигналы угрозы. Как правило, они заключаются в увеличении амплитуды плавательных движений, а их интенсивность может говорить об уровне опасности.[

7.1 Скорость

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.[27] Белая акула также способна к подобным рывкам. Такие исключения возможны благодаря теплокровности этих видов.

7.2 Интеллект

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. Соотношение массы мозга и тела у акул примерно эквивалентно тому же показателю у птиц и млекопитающих. 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.[29] Акулы могут демонстрировать и игривое поведение. К примеру, атлантическую сельдевую акулу неоднократно наблюдали преследующей другую особь с куском водорослей в зубах.

7.3 Сон

Некоторые акулы могут отдыхать на дне, прокачивая воду через жабры, но их глаза остаются открытыми и отслеживают происходящее вокруг. Во время отдыха акула не использует ноздри, но вполне возможно, что использует брызгальца. Если бы акула использовала ноздри, то всасывала бы скорее песок со дна, а не воду. Поэтому многие ученые полагают, что это один из случаев, обосновывающих необходимость брызгальца. У катрана процессом движения управляет больше спинной мозг, чем головной, так что он может спокойно поспать и когда плывет. Также возможно, что акулы спят наподобие дельфинов, отдыхая по очереди каждым полушарием мозга, что позволяет постоянно оставаться в сознании.

7.4 Питание

Предпочтения в пище у акул очень разнообразны, и зависят они от особенностей каждого вида, а также от мест обитания. Основной пищей для акул является 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.

8. Эволюция

Первые акулоподобные создания появились около 450 млн лет назад, но древнейшие свидетельства существования акул -- окаменелости зубов -- имеют возраст примерно 400 млн лет. Это были мелкие зубы, принадлежавшие особи длиной, по-видимому, не более 30 см. Основные сведения и теории происхождения акул вообще построены в основном на окаменелостях найденных зубов. Это связано с тем, что хрящевые скелеты после смерти довольно быстро распадаются, и находка хорошо сохранившегося скелета акулы -- довольно редкое и удачное явление.

Самая древняя подобная находка -- прекрасно сохранившийся скелет Cladoselache -- относится к Девонскому периоду и имеет возраст примерно 350 млн лет. Тогда огромные территории нынешних Европы и Северной Америки были покрыты теплыми неглубокими морями, и в этих исключительно благоприятных для развития морской жизни условиях наряду с другими рыбами процветало и множилось великое многообразие акул. В это время акулы конкурировали главным образом с панцирными рыбами, уже имея перед ними преимущество в виде строения тела, обладавшего лучшими гидродинамическими характеристиками и простотой. К началу Карбона разнообразие акул возросло настолько, что ученые назвали этот период «золотой эпохой акул».

Помимо рыб с явными отличительными признаками акулы, существовали и более причудливые создания. Один из примеров -- Stethacanthus, с вероятными размерами примерно 3 метра, от всех существующих и вымерших акул отличался наличием на голове «шлема» из маленьких зубчиков и необычным образованием на спине, напоминавшем треугольный помазок для бритья, расположенным примерно в том месте, где должен быть спинной плавник. Или же, к примеру, Helicoprion и Ornithoprion, у которых развились закругленные зубы нижней челюсти, выглядевшие и, по-видимому, действовавшие наподобие циркулярной пилы. Примерно в это же время развились и акулы с «конвейерным» механизмом смены зубов -- особенностью, сохранившейся у современных видов. После Карбона произошло два качественных скачка в развитии зубов. Один во время Эоцена (56--35 млн лет назад), когда сформировалась основная часть современной фауны акул, и второй во время Миоцена (23--5 млн лет назад), когда океаны населяла огромнейшая белая акула Carcharodon megalodon.

К концу Карбона, примерно 300 млн лет назад, увеличение разнообразия акул подошло к концу, и они просуществовали с незначительными эволюционными изменениями вплоть до глобального катаклизма после окончания Пермского периода. Примерно 245 млн лет назад повсеместные извержения вулканов, совместно с изменением климата и уровня морей, стали причиной вымирания примерно 96 % морской жизни. Множество оставшихся видов акул вымерло по причине исчезновения морских обитателей, являвшихся их пищей, а многие пополнили список вымерших, сами став пищей для более сильных видов. Но все-таки несколько видов осталось, что в итоге позволило занять акулам вакантные места в экосистеме во время очередного эволюционного рывка.

В последующие Триасовый, Юрский и Меловой периоды -- эпоху рептилий -- акулы, с их стремительной формой, возможностью развивать большую скорость и развитыми органами чувств, были практически вне конкуренции. Появился вид Palaeospinax, имевший сходство с современными катранами, которые сохранили шипы на спинном плавнике. В то время развились и виды больших размеров -- например, Cretoxyrhinid, активные охотники длиной более 6 м. В залежах Мелового периода встречаются зубы, которые совсем как у тигровой акулы, а также зубы больших сельдевых акул с размерами более 6 метров. К тому же времени относят появление предков гигантской, пелагической большеротой и серых акул.[5][6] С вымиранием гигантских рептилий землю стали заселять млекопитающие, а некоторые из них вернулись в море. Появившиеся киты, дельфины, тюлени и морские коровы стали основным источником пищи для предков белой акулы. Древнейшие окаменелости зубов, схожих с зубами белой акулы, имеют возраст примерно 65 млн лет. Уже тогда предки белых акул были вполне развиты в эволюционном плане, будучи наиболее мощными морскими хищниками.

Примерно 50 млн лет назад появился хищник огромных размеров -- Carcharodon megalodon. По строению мегалодон схож с современной белой акулой, однако гораздо больших размеров. Его самый большой найденный зуб имеет длину более 15 см от основания до вершины. Взяв за образец белую акулу, можно небезосновательно предположить, что мегалодон достигал длины примерно 12--30 метров. Несмотря на надежды писателей-фантастов, большинство ученых сходится во мнении, что мегалодон не дожил до наших дней, исчезнув от 30 до 5 млн лет назад вследствие уменьшения количества пищи и изменения климата. Вопреки распространенному мнению, акулы не оставались неизменными на протяжении 300--400 млн лет их существования. Однако, многие современные семейства существуют, по-видимому, уже 150 млн лет. Изучение истории развития акул затруднено из-за того, что в основном приходится проводить исследования лишь по их окаменелым остаткам зубов. Одна из главных слабых сторон этого метода в том, что зубы могут значительно различаться между собой в зависимости от их расположения в челюсти и стадии развития. В недавнем прошлом это являлось причиной того, что ученые открывали несколько видов вымерших акул, на деле оказывавшихся одним животным. После пересмотра открытий вымерших видов с учетом особенностей зубообразования у современных акул количество исчезнувших видов уменьшилось вдвое.

9. Акулы и человек

9.1 Нападения акул

Несмотря на относительную редкость нападений, страх перед ними вырос благодаря описаниям отдельных случаев, таких как нападение у Джерси Шор в 1916 году (англ.), когда 4 человека погибли и 1 получил увечья, а также литературным произведениям и фильмам ужасов вроде серии кинофильмов «Челюсти». Многие эксперты полагают, что опасность, которую представляют акулы, сильно преувеличена.

Подсчитано, что шанс человека быть подвергнутым нападению акулы составляет 1 к 11,5 млн, а шанс погибнуть от такого нападения 1 к 264,1 млн [37]. К примеру, годовое количество утонувших в США составляет 3306 человек, а погибших от акул 1 [38].

Вопреки распространенному мнению, лишь немногие виды акул опасны для человека. Из всех видов только четыре замечены в значительном количестве неспровоцированных нападений на людей со смертельным исходом: белая, тигровая, тупорылая [39] и длиннокрылая [40] акулы. Известны случаи неспровоцированного нападения и других видов, но они редко заканчивались смертью человека. Это: акула-мако, рыба-молот, галапагосская (англ.), темноперая серая (англ.), лимонная, шелковая и голубая акулы. Эти акулы -- крупные и сильные хищники, причиной нападения которых может оказаться просто нахождение в неподходящем месте в неподходящее время. Однако они считаются менее опасными для пловцов и дайверов. Остальные несколько видов также ежегодно нападают на людей, нанося раны, потенциально опасные для жизни. Но такие случаи происходят либо из-за намеренной провокации, либо по причине ошибочной идентификации акулой из-за состояния воды и т. п.

Наибольшую опасность акулы представляют пловцам ближе к поверхности, а действенных способов отпугивать акул все ещё нет. Акула чувствует страх жертвы, а также становится более опасной при провокации её на оборонительные действия. Но атака обычно не начинается немедленно -- сначала акула изучает человека, плавая вокруг, а потом может исчезнуть и уже внезапно появиться.

9.2 Акулы в культуре и традициях

В многовековой истории Китая акулы занимают особое место в основном благодаря известному на весь мир деликатесу ? супу из акульих плавников. Это блюдо является одним из самых дорогих и важных в китайской кухне, символизируя приличное социальное положение или знак почтения к уважаемым гостям. Кроме этого, суп рассматривается как тонизирующее средство. В Китае также широкое распространение имеют убеждения о том, что хрящ из плавников помогает в борьбе с раком, а сушеные плавники можно использовать в качестве афродизиака. По статистике Гонконг является мировым центром торговли плавниками акулы, занимая 50--80 % этого сегмента рынка, а 27 % от этого количества поставляет туда ЕС.[43] В культуре Полинезии, особенно на Гавайских островах, к акулам особое отношение. В полинезийских мифах 9 богов ассоциированы с акулами, и они считались стражами моря и защитниками гавайского народа. Также встречались и рассказы об оборотне ? человеке-акуле, свирепом и жадном до человеческого мяса. В других частях Полинезии, как например Тонга, существует поверье, что акулы ? это еда, посылаемая духами предков для поддержания населения.[44] В отличие от современной западной культуры, в которой представления об акулах по большей части основаны на таких фильмах как «Челюсти», жителям Полинезии, издавна живущим у моря в контакте с этими существами, свойственно уважение к акулам и их обожествление.[45] В японской культуре акулы представлены морскими чудовищами, которые забирают души грешников. Несколько упоминаний об акулах встречается и в греческой мифологии.[47] В Австралии, как и в Тонга, аборигены считают акул частью природных ресурсов, предназначенных для людей. Некоторые общины аборигенов на северо-востоке Арнем-Ленда считают своим прародителем серую акулу Mдna.[48]

9.3 Предположения о противодействии раковым заболеваниям

Несмотря на довольно распространенное мнение о том, что хрящ акул является лекарством от раковых заболеваний, этому нет ни одного научного подтверждения. Кроме того, организмы человека и акулы имеют существенное различия, а имунная система этих рыб до конца ещё не изучена.[49] Распространено также и мнение, что акулы не болеют раком. Проведенные исследования показали, что это не так. У нескольких видов акул были выявлены опухоли почти всех органов и систем организма, и более половины из них оказались злокачественными. Причем обследованию подверглись как особи, содержащиеся в неволе, так и обитающие в прибрежных зонах и открытом море. Однако, все равно и в настоящее время продолжается продажа препаратов на основе акульего хряща в качестве противораковых средств. Ученые не отрицают того, что вещества, выделенные из хряща и печени акулы потенциально могут принести пользу в борьбе с раком, но до окончания исследований говорить об этом рано. И если все-таки утверждения о противораковых свойствах будут подтверждены, то всегда можно будет искусственно синтезировать необходимое вещество вместо уничтожения акул для его добычи.[50] Это заблуждение также повышает популярность экстракта из акульих плавников, используемого в альтернативной медицине для лечения пациентов в надежде, что они, как и акулы, никогда не будут болеть раком. Не имеющее никаких научных обоснований, такое лечение скорее дорогостояще, чем эффективно.

9.4 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 (а 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.

9.5 Промысел и охота

Наряду с другими рыбами, акулы уже многие годы являются объектом промысла (более 100 видов). Рыбной промышленности в акулах интересно:

Мясо, используемое многими культурами в пищу (несмотря на то, что наблюдения показали предрасположенность организма акул к накоплению ртути, содержание которой в мясе значительно повысилось из-за загрязнения окружающей среды).

Плавники, являющиеся в Азии главным ингредиентом для деликатесного супа, а также имеющее применение в восточной медицине.

Хрящ, вокруг которого до сих пор ведутся споры о его лечебных свойствах против раковых опухолей.

Печень, содержащая жир, богатый витамином А и витаминами группы В, и применяемый в качестве сырья для изготовления лекарственных средств.

Кожа, которая используется в галантерее и в качестве абразивного материала.

Основной промысел ведется в Атлантическом океане, где промышленными являются 26 видов, примерно треть акул добывается в Индийском океане, и ещё в полтора раза меньше акул вылавливают в Тихом. Ежегодно вылавливается примерно 100 млн акул по всему миру. Несмотря на постепенное введение ограничений и запретов, добыча акул с середины прошлого века постоянно увеличивается. Вылов акул условно можно разделить на три направления:

Промысел с целью применения их мяса, печени, хряща, кожи и плавников ? то есть полноценное использование рыбы.

Так называемый прилов ? когда акула является случайной добычей при вылове других рыб.

Промысел с целью добычи только плавников. Это самый нерациональный (вес плавников составляет до 4 % от всего тела) и негуманный способ добычи акул, получивший в английском языке название finning (англ.) ? когда единственной целью становятся плавники, а остальную тушу выбрасывают гнить на берегу или обратно в море.

Кроме добычи в промышленных целях в мире имеют место и такие поводы для охоты на акул как обеспечение безопасности пляжей, уменьшение естественной угрозы промышленных видов рыб и просто экстремальная охота и рыбалка.

10. Экология и охрана

Лососевая акула

Большинство акул находятся на вершине пищевой цепочки или близко к ней. Поэтому они играют огромную роль в регуляции количества тех видов, на которые охотятся. Но, как и всех обитателей моря, антропогенный фактор не обошёл стороной и акул. На них так же оказывают влияние растущий промысел их естественной пищи, загрязнение окружающей среды и непосредственная охота на самих акул, в частности на их плавники. Для человека они потенциально полезны в медицине и применяются в качестве пищи. Исторически вылов акул производился в относительно небольших масштабах и не составлял проблем для восстановления их численности. Однако, возросший с 80-х годов ХХ века промысел поставил под угрозу многие виды.[59] Одна из причин роста популярности акул в качестве объекта промысла ? это их плавники. Суп из акульих плавников считается деликатесом, и плавник по стоимости выше акульего мяса. Это привело к негуманному способу охоты за плавниками, которые добывают срезая их с живой рыбы, а саму акулу при этом выбрасывая обратно в море. В настоящее время в некоторых странах такой вид ловли уже запрещен.

В то же время, не только целенаправленный вылов акул является для них угрозой ? около половины вылавливается неумышленно вместе с другой рыбой. В отличие от промышленной добычи рыбы, такой вылов акул гораздо сложнее контролировать и регулировать рыбной индустрии. Как правило, вылов рыбы в больших количествах регулируется властями. Однако, исторически учет случайно выловленных акул обычно не велся из-за относительно небольшого их количества. Существенный ущерб их популяции наносится в результате т. н. прилова при ярусном лове. При таком лове пелагических промысловых рыб акулы составляют значительную часть добычи. К примеру, в Австралии при промысле этим способом тунца и марлиновых рыб прилов акул составляет более 25 %, а в районе Гавай при добыче меч-рыбы ? 32 %. Самую большую долю жертв среди видов составляют голубые акулы ? от 47 % до 92 % прилова при проведении исследований. Около 6 миллионов голубых акул ежегодно попадается в сети как случайная добыча. Размер прилова акул зависит от типа орудий лова и мест промысла. Больше акул вылавливается при добыче у поверхности моря, чем в глубине.

По оценке группы специалистов по акулам IUCN 24 % видов находятся под угрозой. Популяция акул постоянно сокращается. К примеру, у побережья Соединенных Штатов за последние 15 лет прошлого века количество молотоголовых акул сократилось на 89 %, лисьих акул на 80 %, а белых примерно на 79 %. Численности длиннокрылой, тигровой, голубой и акулы-мако уменьшились на 70 %, 65 %, 60 % и 40 % соответственно. По данным канадских исследователей популяции длиннокрылой акулы уменьшились на 99 %, а в некоторых местах исчезли вообще.[53][62] Немалую роль в уменьшении популяций акул играет морской мусор. Многие виды по своей природе очень любопытны, а некоторые вообще особо не задумываются перед тем, как проглотить что-то, и это зачастую становится причиной их гибели. Одна из причин высокой уязвимости популяции акул ? это поздние сроки наступления половой зрелости и невысокая плодовитость. К примеру, лимонная акула достигает половой зрелости в 13-15 лет. Современные литература, кинематограф и СМИ создали и успешно используют образ акулы как кровожадного безжалостного зверя, забыв донести информацию о том, что акула прежде всего морской хищник, играющий огромную роль во всей морской экосистеме. Поэтому многие организации, занимающиеся защитой и охраной акул, ставят себе основной целью донести до общества более полную информацию об акулах и их месте в природе.

11. Распространенные заблуждения об акулах

акула рыба строение

Акула постоянно должна плыть, чтобы оставаться живой. На самом деле многие виды способны отдыхать, лежа на дне и прокачивая воду через жабры. Причем предпочитают именно такой способ дыхания вместо движения.

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).

12. Классификация

1. Молотоголовая акула (Кархаринообразные)

2. Шлемовидная бычья акула с яйцом (Разнозубообразные)

3. Плащеносная акула (Многожаберникообразные)

4. Белая акула (Ламнообразные)

5. Пятнистая шорная акула (Воббегонгообразные)

6. Японский пилонос (Пилоносообразные)

7. Черная колючая акула (Катранообразные)

8. Морской ангел (Скватинообразные)

9. Класс: Chondrichthyes -- Хрящевые рыбы

10. Подкласс: Elasmobranchii -- Пластиножаберные рыбы

11. Надотряд: Selachimorpha -- Акулы

Более 450 видов существующих акул объединены в 8 отрядов и 30 семейств:

Кархаринообразные. Это отряд, имеющий наибольшее разнообразие видов среди акул. Появился во время Юрского периода, представители встречаются от приливной зоны до океанских глубин почти повсеместно. Внешние отличительные признаки очень варьируются, но всем свойственно наличие пяти жаберных щелей, двух спинных плавников (кроме одноплавниковой кошачьей акулы (англ.)), а также анального плавника. Способы репродукции также очень разнообразны -- есть яйцекладущие, яйцеживородящие и живородящие виды. Некоторым свойственна оофагия. (англ.)

Разнозубообразные. Появились в Триасовый период, и представляют собой отряд донных акул, ведущих ночной образ жизни. Их внешние особенности -- это плотное тело, два спинных плавника с шипами и анальный плавник. Распространены от приливной зоны до континентального шельфа. Все виды яйцекладущие.

Многожаберникообразные. Отряд является древнейшим среди существующих акул -- он образовался во время Пермского периода. Состоит из двух семейств, отличающихся формой тела -- угреобразной у плащеносных акул и «традиционной» торпедообразной у многожаберниковых. Для обоих семейств характерны шесть или семь жаберных щелей, один спинной плавник и наличие анального плавника. Преимущественно распространены в прохладной глубине тропиков, яйцеживородящие.

Ламнообразные. Появились в Юрский период. В этом отряде преобладают пелагические виды больших размеров. Они имеют торпедообразную форму, пять жаберных щелей, два спинных плавника и анальный плавник. Распространены от приливной зоны до глубоких вод океана, яйцеживородящие.

Воббегонгообразные. Появились в Юрский период. Распространены в теплых и тропических морях от приливной зоны до глубоких вод. За исключением китовой акулы, все виды обитают на дне. Имеют пять жаберных щелей, два спинных плавника и анальный плавник. Среди видов есть яйцекладущие, яйцеживородящие и живородящие. Некоторым также свойственна оофагия.

Пилоносообразные. Пожалуй, наиболее легко идентифицируемый отряд. Он появился в Юрский период. Акулы этого отряда отличаются специфической длинной пилообразной мордой, усеянной зубцами, а также отсутствием анального плавника, двумя спинными плавниками и большими дыхальцами. Обитают на дне, яйцеживородящие.

Катранообразные. Появились в Юрский период. Этот отряд широко распространен и встречается по всему миру, в том числе -- единственный из акул -- в широтах, близких к полюсам. Обитают на больших глубинах. Представители отряда имеют торпедообразную форму тела, пять жаберных щелей, два спинных плавника, отсутствует анальный плавник. Яйцеживородящие.

Скватинообразные. Появились в Триасовом периоде. Среда обитания обычно представляет ил или песок континентального шельфа и приливной зоны в прохладных температурах, а также более глубокие места в тропических водах. Акул этого отряда отличает широкое сплющенное тело, короткая морда, пять жаберных щелей, большие грудные и брюшные плавники, отсутствие анального плавника. Внешне они напоминают скатов, однако отличие в том, что жабры открываются по бокам тела, а не снизу, и явно видны широкие грудные плавники, четко отделенные от головы. Все виды являются яйцеживородящими.

Размещено на Allbest.ru