第二章 鱼类感觉器官的感受与 反应 外界的刺 激信号→感觉 器官→传入 神经→中枢 神经→→传出神经行为 器官反应 行为第一节第一节 视视觉觉的感受与反应的感受与反应鱼类眼睛 的种类 光感觉细胞:某些圆口类的皮肤上,区别明与暗 “顶眼” :即脑上腺,为各种鱼 类所具有,但仅七鳃鳗具有感觉 功能顶眼”不仅能区别明与暗 ,还能估计投入光线的方向 眼睛:除了某些穴居鱼类和深 海鱼类之外,均具有比较发达的 眼睛眼睛的结构最为完善 无眼睑、泪腺某些 鲨鱼具瞬膜,遮盖眼 球鲻鱼和某些鲱鱼 具脂眼睑,遮盖瞳孔 视觉的形成视觉的形成及其反应行为及其反应行为外界物体的影像透过角膜和水晶体成像于 视网膜上,产生相应的神经信号,神经信 号沿视神经传送到大脑的视觉中枢,从而 使鱼类产生视觉然后由大脑产生反应信 号,通过运动神经传递给行为器官产生相 应的反应行为视距:视觉距离 鱼眼 圆球形成像的焦 距很短 近视眼 -1m鱼类视距除了与本身视觉器官的特性有关 外,还与外界物体的大小、亮度、颜色、 运动速度、水域的透明度、水界的光照度 等条件相关 视距与 透明度 鳀鱼 透明度2.5m:能看清1.5 ~ 2.0m范围内的渔具动态 透明度0.5m:能看清0.2 ~ 0.3m范围内的渔具动态 ∴在透明度较大的水域中捕捞时,由于鱼 类的视距增加,渔具的能见度就应该尽可 能小一些。
视距与光照度 同一体长的鱼类在不同光照下的视距(cm)鱼类光照度(lx)100101.00.10.01鳀 鱼28823517580银汉鱼25523015010062鲻 鱼100100857055竹荚鱼2702401319644鱼类视距与物体大小的关系 鲻鱼(体长5.5cm)竹荚鱼(体长8.5cm) 物体大小 (cm)视距(cm)物体大小( cm)视距(cm)1.5251.5653.0606.02005.5957.02507.51208.52709.013010.0140视距与物 体的颜色 鱼类视距与网片颜色的关系 网 片 颜 色视距(m)蓝(草) 绿 色0.5~0.7深 蓝 色0.8~1.2深 褐 色1.3~1.5灰色或黑色1.5~2.0白 色2.0~2.5鱼类视距与鱼体长度的关系 同种鱼体长度(cm)视距(cm)0.86~81.5242.0455.580~100鱼类视距与眼睛大小的关系 同种鱼眼睛(cm)视距(cm)0.4580~1000.20450.09240.056~8视距与鱼类种类 Ø 处于中上层水域的种类,其视距要 比底层水域的的种类远一些 Ø 浅海鱼类的种类,其视距要比深海 鱼类的种类远一些 视距与水下人工光源 对光的感觉能力 Ø 鱼类的视网膜由视杆和视锥感光色素细胞组成 Ø 视杆细胞对低照度的光线反应最敏感; Ø 视锥细胞对高照度的光线反应最敏感,同时还 对光线的颜色有感觉作用。
Ø 通常人类的视锥细胞能够感觉为0.03 ~ 0.1 lx以 上的光线 Ø 鱼类的视锥细胞能感觉光亮为0.03 lx以下的光线 这样强的感光能力是鱼类适应水域光照度低、 光照变化频繁的结果!第二节 听觉的感受与反应Ø 内耳是鱼类的听觉器官,内耳没有耳蜗 ,仅由半规管和耳石组成 Ø 侧线和鱼鳔是鱼类听觉的辅助器官 听觉的形成及其反应行为 当外界物体声音的振荡在水中传到鱼体时 ,鱼类内耳中的内淋巴液就发生同样的振 荡,这种振荡刺激椭圆囊和球状囊内壁上 的听觉细胞而产生信号,再经过听神经传 递到延脑,从而使鱼类产生听觉中枢神 经作出反应,通过传出神经传递给行为器 官,产生反应行为 水下声音的种类 声源水中振动 质点位移波 声压波 Ø 声源的近场中,质点位移波和声压波同 时存在,但以质点位移波为主 Ø 声源的远场中,仅有声压波Ø 高等脊椎动物内耳的耳蜗能够直接感受 声压波; Ø 鱼类的内耳不具备耳蜗,不能够直接感 受声压波,只能直接感受质点位移波,行 使近场听觉机能 Ø 骨鳔鱼类(如典型的鲤科鱼类)可通过 鱼鳔的共振,经韦伯氏器的传导,接受声 压波 Ø 无鳔和鳔耳之间无联系的非骨鳔鱼类, 只能感受质点位移波。
听觉频率范围 Ø 人耳能听到的声音频率范围为16~20000赫兹; Ø 鱼类能听到的声音频率范围为13~10000赫兹, 较人类为小 Ø 具骨鳔的鲤形目鱼类听觉高限为10000赫兹; Ø 鳔耳之间有联系的非骨鳔鱼类听觉高限为8000 赫兹; Ø 鳔耳之间无联系的有鳔鱼类和无鳔鱼类听觉高 限为1000赫兹 鱼类的听觉频率范围(赫兹) 类型种类低限高限骨鳔鱼类鱼岁255000~8000 胭脂鱼6960 金鱼3840 斜齿鳊505520 鲫3480 黑条鳅161740~3480 鱵鱼5000~6000鳔耳之间有联系的 非骨鳔鱼类斗鱼2637~4699 长吻鱼2794~3146 梅花鲈2069~3100 重牙鲷1250鳔耳之间无联系的 有鳔鱼类攀鲈659以上 黑石首鱼1000 鳗鲡36488~650 大西洋鳕500 无鳔鱼类黄盖鲽300区别音调 骨鳔鱼类区别音调的能力最强 鳔耳之间有联系的非骨鳔鱼类 ,辨音能力较差 鳔耳之间无联系的有鳔鱼类及 无鳔鱼类,辨音能力最差 金鱼对200、500和 1000赫兹左右的声 音,能辨别的频率 差分别为4.7% 、 3.5%和5% 长吻鱼只能辨别 12~15%的频率差 鳗鲡、檬鲨等只能 辨别出50~100%的 频率差 辨别声源的方向 高等脊椎动物靠双耳效应来辨别声源的方向 鱼类能够依靠质点位移波来判断声源的方向,因 为质点位移波与声音的传播方向是一致的。
声压波被鱼鳔接受后同时传递给双耳内侧,没有 方向性 !!!!经测定:大西洋鳕在水平方向上能够辨别的最小 方位角为220,垂直方向上为160 鱼鳔有助听作用 第三节第三节 侧线觉的感受与反应侧线觉的感受与反应两栖类与鱼类的侧线器官是其它动物所不具 备的一种特有的感觉器官侧线与听觉器官在胚胎发育的过程中起源于 同一基板,而且在结构和机能上都有一些相似 之处,所以有很多学者把它们合称为听觉侧线 感觉器官但是,侧线觉与听觉由不同的神经支配并具 有各自的感觉中枢因此,它们应该分别是独 立的2个感觉器官 侧线觉的形成 及其反应行为当水流冲击鱼体和外界低频声波振荡传到 鱼体时,可引起侧线管内淋巴液流动,淋 巴液又可使突出表皮之外的毛状突起进行 摆动,这种摆动刺激了感觉毛细胞的兴奋 而产生信号,再通过感觉神经传递到神经 中枢作出反应 ,然后通过传出神经传递给 行为器官,作出反应行为侧线对水流的感觉与反应 侧线能够感觉到微弱的水流和水压,是控制 鱼类趋流性行为的主要感觉器官 盲狗鱼 侧线切断 容易 捉住 侧线不切断捉不 住 不捕食静态 死鱼 拖曳 死鱼 捕食经常生活在水流中和游泳速度很快的鱼类,侧线器 官均较发达。
侧线对表面波的感受 表面波是指物体从空中落到水面和物体从水中上 升至水面所形成的小波表面波以落入点或上升 点为中心向外传播 侧线对表面波感觉敏感 经测定,非洲鲽齿鱼对频率为10~40赫兹的表面 波最敏感当表面波的频率为15赫兹时,它能够 感觉到的表面波振幅低达2μm侧线对近场声波的感受 鱼类的侧线器官能够感觉近场声波,即低频 率的质点位移波 一般鱼类侧线器官能感觉到近场声波的频率 范围为5~100赫兹 海鲶为50~150赫兹;鲫能感受1~25赫兹的振动波鱼类对风吹水面、石头落水、水流拍打岸边 等所返回的振动波,其侧线器官都有所反应 侧线器官能够对波源和声源进行 定位;水域环境中,鱼类单凭视觉器官 测定方向其准确性往往较差,必须借 助侧线器官才比较理想,尤其是在测 定远处物体的位置时更是如此 鱼类的侧线器官还具有感觉水温 、盐度等的作用 第四节第四节 嗅觉的感受与反应嗅觉的感受与反应鱼类的鼻是没有呼吸作用的,它仅仅只起 嗅觉作用鱼类的鼻腔是接受外界化学物 质刺激的感觉器官之一 嗅觉的形成 当水流在鼻腔内从前鼻孔向后鼻孔通过时 ,鼻腔内嗅上皮上的嗅觉细胞接受水流中 的化学物质刺激产生信号,通过嗅神经传 送到脑而产生嗅觉。
鱼类嗅觉的敏感程度不仅比较高,而且能 够感受多种化学物质 Ø 鱼类对酚类、苯乙醇、吗啉、紫罗酮等化学物质很敏感 Ø 鱼岁鱼对β—苯乙醇的感觉阈值低达4.3×10-8 mg/L Ø 虹鳟对β—苯乙醇的感觉阈值低达1×10-9 mg/L,和人 的差不多 Ø 鳗鲡对苯乙醇的嗅觉敏感度远远地超过了人,其感觉阈 值低达3.5×10-9 mg/L,与狗的嗅觉阈值相仿依此计算 ,只要有2个苯乙醇分子进入鼻囊,就会引起鳗鲡的嗅觉 发生鳗鲡对苯乙醇的敏感度有季节性的变化,秋、冬季 的嗅觉敏感度比夏季的高60倍左右 Ø 盲鱼岁鱼能够觉察到浓度为5×10-4 mg/L的酚和绿酚 Ø 红大麻哈鱼能够感觉1.8×10-7 mg/L的丁子香酚 有些鱼类的嗅觉器官是寻 找食物的主要器官 例如,鳗鲡和黄鳝 嗅觉器官发达的鲨鱼,只要对某种化学 物质的气味嗅过一次,以后就能把相同 的气味辨别出来若将其鼻孔堵塞,它 就不敢吞食以前吞食过的蟹肉了,也嗅 不出装在纱布袋中的食物 深海黑暗中生活的鱼类、视觉视觉 反应较应较 差的鱼类鱼类 和栖息在浑浊浑浊 水域中的鱼类鱼类 ,其嗅觉觉器官比较较 发发达,大多依靠嗅觉觉器官去寻寻找食物。
嗅觉与洄游 库伯尔(J. C. cooper)在银大麻哈鱼幼体离 开产卵场的前几周,在产卵场的河水中加入吗啉 当这批幼鱼在海洋中发育成熟后,向原产卵场 洄游时,有意在其途中的一条支流中加入吗啉, 结果把这批大麻哈鱼诱入了这条新的河流中采用这种方法,有可能按人们的意志去 改变鱼类的洄游路线,达到某种研究和 渔业利用的目的嗅觉与种类和性别辨别ü 实验观察结果表明,鱼岁鱼能够 按照气味辨认出8个科中的15种鱼 此外,它还能够辨别青蛙和蝾螈 ü 有一种叫盲鰕虎鱼的种类依据气 味在猎取其它鱼类的仔鱼时,从不 误食自己的后代 盲鰕虎鱼是成对穴居的鱼类,它们不允许 其它个体进入洞穴若闯入洞穴的是雄鱼 ,则由雄盲鰕虎鱼出来对付;若闯入洞穴 的是雌鱼,则由雌盲鰕虎鱼出来迎战 嗅觉与生殖 目前已知,至少有19个种类的雌鱼在产卵前释放 出性诱物质,这种物质称为信息素,雄鱼依靠嗅 觉被这种信息素所吸引,从而产生性活动 金 鱼 甲壳类如 蟹和龙虾 雌 性信 息 素虹 鳟 鲶 鱼 雄 性嗅觉与警戒 鲤科和鲶科等骨鳔鱼类中一些种类 ,能够靠嗅觉来感受一种叫警戒素 的化学物质,从而产生警戒反应。
警戒素只 存在于鱼 类的皮肤 中,而且 只在受伤 时才会释 放 实验一:把受伤的鱼岁鱼投入到水池中,马 上就会引起池中整群鱼岁鱼的警戒反应 实验二:在100ml水中浸入0.1g鱼岁鱼的皮 肤,然后将浸泡液注入25~150 l的水族箱内 ,从而引起了鱼岁鱼的警戒反应 嗅觉与阻拒 当大麻哈鱼在朔河洄游的途中,若遇到河流 上游有人在游泳击水,或者遇到有野兽游泳经过 ,它能够依靠嗅觉辨别人体和野兽的气味而就地 彷徨或者逃避一旦人体和野兽的气味消失,大麻哈鱼又会 重新朔河而上 从哺乳动物皮肤上洗脱下来的化合物 之一是L—丝氨酸大麻哈鱼的嗅觉 感受它的浓度为8×10-10 mol/L 第五节第五节 味觉的感受与反应味觉的感受与反应ü 味觉和嗅觉都是鱼类对水中化学物质进行 感受的感觉器官,因此,把它们统称为化 学觉 ü 嗅觉器官是远距离感受化学物质刺激的器 官,称为远距离化学觉; ü 味觉器官是近距离感受化学物质刺激的器 官,称为近距离化学觉味觉的形成 味觉细胞接触水中的化学物质刺 激产生信号,通过与味蕾相连的 神经传送到脑而产生味觉 人类的味觉可分为酸、甜、苦和咸 等4大类,其它各种味觉均是由这4种基 本味觉组合而成。
许多硬骨鱼类对酸、甜、苦和咸的 物质都有反应 一般地, 鱼类的味 觉比人类 的敏感! 化 。