Чешуя рыб

Чешуя рыб — это твёрдые пластинки, образованные костной или одонтоподобной тканью, расположенные в коже (дерме) рыб и выполняющие защитную, гидродинамическую и, в ряде случаев, опорную функции. Чешуя является производным элементом кожного покрова, характерным для большинства современных видов рыб (за исключением, например, миног, миксин и некоторых сомообразных). Она может различаться по форме, строению, химическому составу, способу залегания и типу роста, что служит важным систематическим признаком при классификации рыб.

Строение и происхождение

Чешуя рыб развивается из мезодермального слоя кожи — дермы. В процессе эмбрионального развития в дерме формируются зачатки чешуй, которые затем минерализуются. Основу чешуи составляет коллагеновая матрица, пропитанная солями кальция (главным образом фосфатом и карбонатом кальция). Сверху чешуя у большинства костистых рыб покрыта тонким слоем эмалеподобного вещества — ганоина или витродентина, а у хрящевых рыб — плакоидной чешуи — эмалью.

Структура чешуи включает три основных слоя:

• Наружный (эмалевый) — твёрдый, блестящий, устойчивый к истиранию.
• Средний (дентинный) — пористый, содержит канальцы, по которым проходят кровеносные сосуды и нервные окончания (у плакоидной чешуи).
• Внутренний (костный) — базальный, состоит из пластинок костной ткани.

Чешуя залегает в кармашках кожи — чешуйных мешках — и частично перекрывает друг друга, как черепица. Такое расположение обеспечивает гибкость тела рыбы при движении и снижает сопротивление воды.

Классификация чешуи

По происхождению, строению и форме выделяют несколько типов чешуи, которые соответствуют основным эволюционным группам рыб.

Плакоидная чешуя

Плакоидная чешуя характерна для хрящевых рыб (акулы, скаты, химеры). Она представляет собой пластинку с шипом, направленным назад. По строению плакоидная чешуя гомологична зубам позвоночных: состоит из дентина, покрытого эмалью, и имеет пульпарную полость с кровеносными сосудами и нервами. Плакоидная чешуя не восстанавливается при выпадении, но постоянно растёт в течение жизни рыбы. У некоторых видов (например, у акулы-катрана) шипы плакоидной чешуи могут быть сильно увеличены и образовывать колючки.

Ганоидная чешуя

Ганоидная чешуя встречается у древних лучепёрых рыб — осетрообразных, многопёров, а также у некоторых ископаемых групп. Она имеет ромбическую форму, толстая, состоит из костного основания, покрытого слоем ганоина (твёрдого эмалеподобного вещества). Ганоидная чешуя часто соединяется друг с другом подвижными сочленениями, образуя панцирь. У осетровых ганоидная чешуя сохраняется только на хвостовом стебле (жучки), а остальное тело покрыто голой кожей.

Ктеноидная и циклоидная чешуя

Эти два типа чешуи характерны для большинства современных костистых рыб. Они являются разновидностями эласмоидной (костной) чешуи.

• Циклоидная чешуя — округлая, гладкая, с ровным задним краем. Встречается у рыб с мягкой чешуёй (карповые, лососёвые, сельдевые). Она тонкая, гибкая, легко отделяется от кожи.
• Ктеноидная чешуя — имеет на заднем крае мелкие зубчики (ктении), придающие ей шероховатость. Характерна для окунеобразных, камбалообразных и многих других групп. Ктеноидная чешуя обеспечивает лучшую гидродинамику и защиту от паразитов.

Оба типа чешуи растут в течение всей жизни рыбы, образуя концентрические кольца — склериты. По ширине склеритов и их количеству можно определить возраст рыбы (метод склерохронологии), а также темп роста в разные сезоны.

Космоидная чешуя

Космоидная чешуя встречается у ископаемых кистепёрых рыб и современных двоякодышащих. Она толстая, состоит из нескольких слоёв: костного основания, дентина и эмали. У современных двоякодышащих рыб (например, рогозуба) космоидная чешуя редуцирована до тонких пластинок.

Функции чешуи

Чешуя выполняет несколько важных функций:

• Защитная — предохраняет тело рыбы от механических повреждений, укусов хищников, паразитов и инфекций. У некоторых видов (например, у панцирных щук) чешуя образует прочный панцирь.
• Гидродинамическая — снижает трение при движении в воде. Перекрывающееся расположение чешуи и её микрорельеф (особенно у ктеноидной чешуи) уменьшают турбулентность и повышают скорость плавания.
• Опорная — у некоторых рыб (например, у осетровых) крупные чешуи (жучки) участвуют в поддержании формы тела.
• Терморегуляционная — чешуя может влиять на теплообмен, особенно у крупных быстроходных видов (например, у тунцов).
• Сенсорная — у некоторых рыб чешуя содержит нервные окончания, участвующие в осязании и восприятии давления воды.
• Маскировочная — окраска и рисунок чешуи обеспечивают камуфляж, а у некоторых видов (например, у сельдей) чешуя отражает свет, делая рыбу менее заметной.

Рост и регенерация

Чешуя костистых рыб растёт в течение всей жизни. Нарастание новых слоёв происходит снаружи, под эпидермисом. Скорость роста чешуи зависит от температуры воды, кормовой базы и физиологического состояния рыбы. В благоприятные периоды (весна, лето) образуются широкие склериты, в неблагоприятные (зима) — узкие. По годичным кольцам на чешуе определяют возраст рыбы.

При повреждении чешуя может восстанавливаться — регенерировать. Однако регенерированная чешуя обычно имеет упрощённое строение и отличается от исходной по форме и рисунку склеритов. У хрящевых рыб плакоидная чешуя не регенерирует.

Чешуя в систематике

Тип чешуи является важным диагностическим признаком в ихтиологии. Наличие или отсутствие чешуи, её форма, размер, расположение, характер скульптуры и микроструктура используются для определения видовой принадлежности, особенно при работе с ископаемыми остатками. Например, у карповых чешуя циклоидная, у окунёвых — ктеноидная, у осетровых — ганоидная (жучки). У некоторых групп (например, у сомов, вьюнов) чешуя может отсутствовать полностью или быть частично редуцированной.

Интересные факты

• Самая крупная чешуя среди современных рыб — у арапаимы (Arapaima gigas), обитающей в Амазонке. Её чешуя достигает 10–15 см в длину и обладает высокой прочностью, сравнимой с керамикой.
• У некоторых видов рыб (например, у тропических рыб-хирургов) чешуя видоизменена в острые шипы, используемые для защиты.
• В Древнем Китае и Японии чешуя карпов использовалась для изготовления лаков и украшений.
• Чешуя рыб, особенно сельдевых, используется в промышленности для получения перламутрового пигмента (гуанина), применяемого в производстве косметики и искусственного жемчуга.
• У некоторых глубоководных рыб чешуя может быть прозрачной или отсутствовать, что связано с условиями обитания (отсутствие света, низкая плотность хищников).

Источники

• Никольский Г. В. «Экология рыб». — М.: Высшая школа, 1974.
• Решетников Ю. С. и др. «Атлас пресноводных рыб России». — М.: Наука, 2002.
• Нельсон Дж. «Рыбы мировой фауны». — М.: Либроком, 2009.
• Ромер А., Парсонс Т. «Анатомия позвоночных». — М.: Мир, 1992.
• Бурдак В. Д. «Чешуя рыб как объект ихтиологических исследований» // Вопросы ихтиологии, 1980, т. 20, вып. 4.