鱼类的形态构造(上):鱼的外部形态、皮肤、骨骼、肌肉、消化系统和呼吸系统
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一、鱼类的定义和演化
1.“真鱼”定义
指一群终身生活在水中的变温脊椎动物,用鳃在水中进行气体交换,用鳍维持身体平衡,大多数身披鳞片,鳔大多存在。
2.鱼类的演化
现存鱼类可分为三个纲:圆口纲、软骨鱼纲和硬骨鱼纲
A(鱼类) --> B(圆口纲)
B --> C(七鳃鳗目)
B --> D(盲鳗目)
A --> E(软骨鱼纲)
E --> F(板鳃亚纲)
E --> G(全头亚纲)
A --> H(硬骨鱼纲)
H --> I(辐鳍亚纲)
H --> J(内鼻孔亚纲)
J --> K(现改为肉鳍亚纲)
二、鱼的外部形态
1.鱼体外部的区分
A(鱼体)
A --> B(以最后一个塞孔鳃孔或者鳃盖后缘分界)
B --> C(头部)
B --> D(躯干部)
A --> E(以肛门或者尿殖孔分界)
E --> D
E --> F(尾部)
(外部形态)
2.鱼类的体型
1.体轴
左右对称,一般有三个体轴
(1)头尾轴 (第一轴或主轴)
(2)背腹轴(第二轴或矢轴)——与头尾轴垂直
(3)左右轴(第三轴或侧轴)——与前两轴相互垂直
2.体型
一般有四种类型
(1)纺锤形(草鱼、马鲛鱼、金枪鱼等)
(2)侧扁形(团头鲂、鲳鱼等)
(3)平扁形(鮟鱇鱼、鳐鱼等)
(4)圆筒形(黄鳝、鳗鲡等)
纺锤形(草鱼)
侧扁形(团头鲂)
平扁形(鳐鱼)
圆筒形(黄鳝)
3.头部器官
(1)口
(2)唇
(3)须(可以根据口须的位置、形状、长短、数目作为分类特征)
(4)眼(无泪腺、无真正眼睑,部分鲨鱼有瞬膜)
(5)鼻孔(鼻孔不与口腔相通,与呼吸无关)
(6)鳃孔(鳃裂)(呼吸相关)
(7)喷水孔(退化的鳃孔,大多数鱼退化掉)
4. 鳍
1.鱼鳍分类和功能
2.鳍式
鳍式———在分类学上,表示鱼鳍的组成、结构和鳍条的类别、数目的公式。是鱼类分类上的鉴定标准之一。
以各鳍拉丁文的第一个字母代表鳍的类别名称:
“D”代表背鳍
“A”代表臀鳍
“V”代表腹鳍
“P”代表胸鳍
“C”代表尾鳍
大写的罗马数字代表棘(棘条)的数目。阿拉伯数字代表软条(鳍条)的数目,棘或软条的数目范围以“~”表示,棘与软条相连时用“一”表示,分离时用“,”隔开。
举例:
鲤鱼的鳍式:D..Ⅲ~Ⅳ一17~22;P.Ⅰ一15~16;VⅡ一8~9;A.Ⅲ一5~6;C.20~22。
表示鲤鱼有一个背鳍,3~4根硬棘和17至22根软条;胸鳍1根硬棘和15至16根软条;腹鳍2根硬棘和8至9根软条;臀鳍3根硬棘和5至6条软条;尾鳍20至22根软条。
三、皮肤及其衍生物
1.皮肤
1.鱼类的皮肤
分为两层
(1)外层——表皮
a. 发生层(表皮细胞的发源地)
b. 腺层(除去发生层其余都是腺层,存在大量腺细胞)
(2)内层——真皮
由上至下
a. 外膜层
b. 疏松层
c. 致密层
2.腺体
鱼类腺体分类和功能
(1)单细胞腺(主要分泌粘液)
a.杯状细胞
b.棒状细胞
c.颗粒细胞
d.浆液细胞
(2)毒腺(分泌各类毒素)
3.鳞片
1.鳞片分类
(1)盾鳞
盾鳞(placoid scale),为板鳃鱼类特有,由表皮和真皮形成,结构分基板和鳞棘两个部分。基板由齿质构成,一般呈菱形埋在皮肤中。鳞棘露在皮肤外面,尖端朝后,外面覆盖釉质,内部为齿质。鳞棘内部有含有结缔组织、血管、神经的髓腔,其结构类似牙齿,因此又称皮齿。盾鳞一般呈对角线排列。
▲电镜下的鲨鱼鳞片,图片来源于网络
板鳃类是软骨亚纲鱼类的一个类群,鱼鳃是板状,体外是盾鳞或光滑,雄性腹鳍转化为交接器。板鳃类有外鳃孔5~7对;上颌软骨不连于头骨或以韧带相连;体被盾鳞或光滑。椎体分化,脊索分节地缢缩;腰带的左半部与右半部愈合为一。具泄殖腔。雄性无腹前和额上鳍脚。
(2)硬鳞
硬鳞(ganoid scale),为埋在真皮下的菱形骨板,源于真皮。见于多鳍鱼目和雀鳝目。硬鳞成行排列,相邻鳞片可以凹凸面相嵌接,并且有伸缩余地。
硬鳞最多可有四层结构:表面的硬鳞层为充分钙化,坚硬有特殊光泽的闪光质,类似釉质。下面有类似似齿质的科司表层,具髓腔的管质层和平行骨板构成的内骨层。
(3)骨鳞
大多数硬骨鱼类的鳞属于骨鳞(bony scale)。由源于真皮的骨板构成。骨鳞前端生长在鳞囊内,后端游离,呈覆瓦状排列。骨鳞终生不更换,但可随鱼体生长而长大.骨鳞上由于生长速度变化造成同心的圆环称为年轮。在北半球,春夏季的鱼体生长快而环纹宽;秋冬生长慢而环纹密;故一年之间有疏密两群环纹。年轮可以用来判断鱼体年龄、生长速度等。
硬骨鱼类具有骨鳞,完全由真皮形成。骨鳞可细分为硬鳞、圆鳞和栉鳞。具有硬鳞的典型代表是鲟鱼、雀鳝和多鳍鱼等,其鳞质十分坚硬,呈菱形,鳞片与鳞片之间由纤维连接,排列紧密。
▲鱼鳞的类型,A.盾鳞(鲨鱼);B.硬鳞(雀鳝);C.圆鳞(鲤鱼);D.栉鳞(黄鲈)
骨鳞分类:
按形状分成两种:
a.圆鳞:见于鲑鱼、鲤鱼等。
b.栉鳞:见于鲈形目等。
圆鳞和栉鳞也可以见于同一鱼体的不同部位,如半滑舌鳎有眼侧为栉鳞,无眼侧为圆鳞。它们也可见于同一鱼体的不同阶段,如鲱鲤的幼鱼为圆鳞,而成鱼为栉鳞。
2.侧线与鳞式
(1)侧线
在一般真骨鱼身体两侧,各有一条由鳞片上的小孔排列成线状的构造,称为侧线。
(2)鳞式
指鱼鳞的排列方式。鳞式因种而异,成为分类鉴定标准之一。
鳞式的写法是侧线鳞数×(侧线上鳞数÷侧线下鳞数)。
如,鲤鱼的磷式是34~38 5/8 。表示鲤鱼的侧线鳞(被侧线孔所穿过的鳞片)为34~38片,侧线上鳞(自侧线到背鳍前端的横列鳞)为5片,侧线下鳞(自侧线到臀鳍起点基部的横列鳞)为8片。
4.色素细胞和体色
1.色素细胞
(1)基本色素细胞
a. 黑色素细胞
b. 黄色素细胞
c. 红色素细胞
以上三种细胞组合可以产生各种颜色
(2)其他色素细胞
a. 虹彩细胞等
色素细胞的运动变化受神经和激素控制调节
2.体色
体色起到保护作用和掩护捕食等作用
5.发光器
1.鱼类发光方式
(1)与发光细菌共生
(2)发光腺体独立自主发光
2.发光器的组成
完善的发光器主要由发光腺体、晶状体、反射器和色素罩等组成
四、骨骼系统
骨胳起源于中胚层的间叶组织。
生长骨胳有一定的区域,主要的生骨区有:
(1)皮肤区1产生鳞片及其衍生物;
(2)水平隔膜区,位于体侧上下轴肌之间,如背肋即在本区;
(3)背生骨隔区和腹生骨隔区:奇鳍的支鳍骨即生于其间;
(4)肌隔区(位于两肌节之间),肌间骨生于其中;
(5)围绕脊索、神经管及中轴血管区,脑颅和脊柱在本区形成;
(6)咽颅区:形成咽颅骨骼;
(7)附肢区:形成附肢骨胳。
1.主轴骨骼
1.头骨
(1)脑颅
(2)咽颅
硬骨鱼类和软骨鱼类各有区别。
2.脊柱与肋骨
鲤的椎骨
软骨鱼类的锥体中常沉淀钙质,增强坚固性。钙质沉淀样式分为三种:(1)单环 :只有一个钙化圈
(2)多环 :两个及以上钙化圈
(3)星环 :单环钙化圈再加上一些辐射钙化条
椎骨可以用来鉴定年龄和分析种内族群。
这里需要注意的是,现在对于某些骨骼的称呼已经发生改变,要注意区分。
肋骨
(1)背肋,也称肌间肋
(2)腹肋,用于支撑腹腔
2.附肢骨骼
1.奇鳍支鳍骨
典型的代表——鱼翅,就是依靠支鳍骨支撑
2.尾鳍分类
根据尾鳍上下鳍叶的对称与否以及内部脊椎所处的位置进行分类:
(1)原型尾
(2)歪型尾
(3)正型尾
(4)矛型尾
2.偶鳍支鳍骨和带骨
虹、鳐类与鲨类肩带的不同处,在于前两类的肩带上端即肩胛部末端连于脊柱上方髓棘的两侧,而鲨类的却游离于背侧部肌肉中。
硬骨鱼类的偶鳍骨胳有如下几点变化:
(1)在软骨的基础上骨化成硬骨片,同时又加入了膜骨;
(2)支鳍骨不大,而且数目减少甚至全部消失(愈合)。
因此,像软骨鱼那样逐级支持,即带骨支持支鳍骨,支储骨支持鳍条的关系不复存在或不完全存在,而是出现越级支持的现象。
五、肌肉系统
肌肉主要分为三大类:
(1)平滑肌
存在结缔组织中,不受意志支配
(2)心脏肌(心肌)
不受控制,有节律性
(3)横纹肌(骨骼肌)
联系骨骼,可以主动控制。
1.肌肉的命名
1.命名的依据
(1)着生的部位
如:鳃间背斜肌等
(2)起点和止点 如:尾舍匙肌等
(3)动作功能,又分为以下几点
a. 收肌
b. 展肌
c. 伸肌
d. 层肌
e. 提肌
f. 降肌
g. 牵引肌
h. 牵(退)缩肌
i. 开肌
j. 缩肌
(鱼类的体侧肌和肌节)
2.肌肉的类别和功能
1.头部肌肉
很多肌肉的名称就表达了功能。头部肌肉除了上图中的还有以下:
(1)舌部肌肉:
a. 額舌肌
b. 舌肌
c. 胸舌肌
(2)眼部肌肉:
a. 上直肌
b. 下直肌
c. 内直肌
d. 下斜肌
e. 上斜肌
f. 外直肌
2.躯干——尾部肌肉
(1)大侧肌 ,可分为:
a. 红肌 脂肪含量高,有血液流通
b. 白肌 体积最大的肌肉,不含脂肪
主要用于运动和商品食用
(鱼类体侧肌组织断面)
(2)棱肌 , 可分为:
a. 上棱肌
b. 下棱肌
3.附肢肌肉
(1)胸鳍肌
(2)腹鳍肌
(3)背鳍肌
(4)尾鳍肌
3.发电器官
发电器官是肌肉的变态物,仅少数鱼类存在发电器官。其功能单位为电细胞,一般由中轴肌发育而来,多见于尾部。
六、消化系统
1.体腔和系膜
鱼类体腔被围心腔隔膜分隔成围心腔和腹腔。
系膜种类
胃脾系膜、胃肝系膜、精巢系膜、卵巢系膜等
2. 消化管
1.口咽腔
内有齿、舌、鳃耙等构造
(青鱼和草鱼的咽齿对比)
(1)硬骨鱼齿分类
a. 犬齿状齿 :尖利多肉食鱼类
b. 圆锥状齿 :齿细长尖利,多肉食鱼类
c. 臼状齿 :多以螺为食的鱼类
d. 门齿状齿 :多捕食固着在岩礁上的生物。
(2)舌
大多数鱼舌比较原始,位于口腔底部,无弹性,肌肉不发达,不能活动,外覆粘膜。形状各异。
(3)鳃耙
作为滤食器官前缘有味蕾可以感受味觉。鳃耙种类也十分多样。根据不同的食物类型不同的鱼可以进化出不同鳃耙。
2.食道
鱼类食道短宽且直,管壁厚,由内层的粘膜层,中层的肌肉层和外层的浆膜层构成。
3.胃
大多数鱼类是无胃鱼,肉食性鱼类多数是有胃的。消化管最膨大的部分,位于食道后方,靠近食道的为贲门部,靠近肠的为幽门部。一般胃有四层:最内层粘膜层,其次黏膜下层,肌肉层,最外为浆膜层。
(1)鱼胃的分类
a. I型
b. U型
c. V型
d. Y型
e. 卜型
(2)胃内粘膜分类
a. 纵走的平行褶
b. 纵走蜿蜒状
c. 纵褶间具横褶
d. 纵褶间具纵走细褶
e. 纵褶间具网状褶
f. 纵褶间具乳突
4.肠
肠壁的组织类似胃壁,分为粘膜层,黏膜下层,肌肉层和浆膜层。
(1)肠内粘膜分类:
a. 纵褶
b. 横褶
c. 横向锯齿状褶
d. 网状褶
(2)大肠分类
a. 结肠
b. 直肠
(3)小肠分类
a. 十二指肠
b. 回肠
(4)幽门盲囊
增加吸收面积,分泌笑话物质
3.消化腺
消化腺主要分为:
(1)胃腺 :少数鱼退化
(2)肠腺 :多数鱼缺乏
(3)肝脏 :最大最有用的消化腺,一些鱼肝脏胰脏混杂在一起统称为肝胰脏,肝脏分泌的消化液通常储存在胆囊中。
(4)胰脏
大多数鱼具有发达的胰脏,位于胃的末端与肠相接处。一部分腺体会弥散到肝脏中。分泌消化酶,促进食物分解,有些具有胰岛细胞可以调节血糖。
七、呼吸系统
1. 鳃
1.鳃的构造
1.外鳃
出现在一些鱼类的胚胎期或幼鱼期,分为内胚层性外鳃和外胚层性外鳃两种。
2.伪鳃
如:喷水孔就是伪鳃
伪鳃一般分为两类:
(1)自由伪鳃 :解剖学同真鳃没有区别,只是比较小一些。如喷水孔鳃。
(2)包埋伪鳃 :包埋在结缔组织中不易识别,只见于真骨鱼类。
2.呼吸运动
通过口腔泵和鳃腔泵作用实现,主要分为两个过程:
(1)扩张吸水过程
(2)压缩出水过程
3.辅助呼吸器官
一些鱼为了在特殊情况下摄取氧气,会特化出一些辅助呼吸器官,主要有皮肤、肠管、口咽腔粘膜、鳃上器官、气囊等。
4.鳔
1.构造
一般由两部分组成:
(1)鳔体(前室):主体部分
(2)气道
a. 卵圆室
b. 鳔管
鳔接受迷走神经和交感神经的双重支配。在一些特殊的鱼类中,比如非洲肺鱼鳔为双叶,有气室(肺泡)和若干小气囊(肺小泡),类似于肺做呼吸运动。
2.功能
主要功能如下:
(1)调节密度作用 :鱼的沉浮主要依靠肌肉和鳍,但是鳔可以作为辅助作用减少能量消耗。
(2)呼吸作用 :低级硬骨鱼类如肺鱼,雀鳝等有次功能。
(3)感觉作用 :鲤型目中,鱼类韦伯氏器是连接鳔与内耳的一组小骨片,可以让鱼感知一定频率,来获得敏锐的感知力。
(4)发声作用 :某些鱼类通过鳔管放气产生声音。