Прыгающие в высоту рыбы
Некоторые виды рыб не только плавают в толще воды, но и довольно ловко выпрыгивают из нее. Некоторые делают это в определенных ситуациях, например, во время нереста. Для других подобное поведение является способом охоты.
Многие лососевые рыбы отличаются этой особенностью. Различные виды дальневосточных лососей в нерестовый период заходят в пресноводные реки для нереста. При этом они поднимаются очень высоко по течению реки, и часто рыбам приходится преодолевать пороги, перекаты и водопады. Лососи способны выпрыгивать из воды на высоту 4 м и более, чтобы преодолеть эти препятствия. На такую же высоту способна выпрыгивать и семга, также относящаяся к лососевым и обитающая в Атлантическом океане. Большую часть жизни она проводит в море, однако каждый год заходит на нерест в реки. Этот период связан с большим напряжением для рыб, поскольку в течение него рыбы не питаются, проходя большое расстояние против течения реки и регулярно будучи вынужденными совершать перелеты через препятствия по воздуху.
Чемпионами полетов, однако, являются другие виды морских рыб — рыбка-летучка и тихоокеанский долгопер. Если первый вид преодолевает по воздуху расстояние до 100 м, то второй ведет себя, почти как птица: долгопер может пролететь по воздуху 150-200 м, иногда до трехсот, при этом находясь на высоте 5-6 м над поверхностью воды. Чаще всего их полеты происходят на высоте 1,5-2 м. Долгоперы собираются стаями, выпрыгивая из воды поочередно, поэтому создается впечатление постоянного полета, как будто над водой кормится стая ласточек.
Конечно, существуют отличия от птиц в технике полета. Поворачивать рыбы почти не умеют, поэтому их полет всегда прямой. При попытке изменить направление путем поворота хвостового плавника рыбы обычно сразу падают в воду. При равномерном прямом полете долгопер на дистанции нескольких сот метров мало чем уступает птице. Это неудивительно, ведь в воздухе эти рыбы проводят большую часть своей жизни. В условиях жесткой пищевой конкуренции долгоперы избрали такой способ питания. В воздухе они ловят насекомых, которые составляют основную часть их рациона. Кроме этого, путем подобных полетов рыбы спасаются от многочисленных хищников, живущих в море, однако часто при этом становясь жертвой хищников, обитающих в воздухе. На долгоперов охотятся чайки, фрегаты, альбатросы и другие виды птиц.
Ночью, в условиях ограниченной видимости, рыбы часто попадают на палубы судов. Считается, что они, как мотыльки, летят на яркий свет ночных фонарей.
Летают долгоперы при помощи плавников, которыми совершают быстрые взмахи. Мышечная система, приводящая плавники в движение, очень развита. Плавники двигаются с частотой 10-30 взмахов в секунду, позволяя рыбе перемещаться со скоростью 7,2 м/сек., а иногда и значительно больше. В таком темпе полет рыбы обычно продолжается до 20 секунд.
Долгоперы повсеместно распространены в Средиземном море. Длина его тела составляет около 30 см. Рыбы являются объектом постоянного промысла из-за своего вкусного мяса.
Источник
Прыжки рыб из воды
Представители некоторых видов рыб прыгают для того, чтобы поймать наземные пищевые частицы. Данная стратегия позволяет рыбам питаться древесными и наземными животными, такими как, насекомые, пауки и различные мелкие позвоночные. Одним из ярких примеров является рыба-стрелок. Она хорошо известна за свою способность выстреливать по жертве струей воды. Кроме того, рыбка-стрелок умеет выпрыгивать и ловить добычу в воздухе [Elshoud, Koomen, 1985; Rossel et al., 2002]. Кинематика прыжков изучена в отношении воздушного захвата добычи рыбами-стрелка’ми вида Toxotes microlepis [Shih, Techet, 2010]. Они выпрыгивают вертикально из воды в направлении добычи, производя короткие толчки хвостовым плавником, за которыми следует фаза неподвижного скольжения. Большая высота подъема над водой достигается множеством взмахов хвостом. Шин и Тичит в 2010 году [Shih, Techet, 2010] отметили, что Toxotes microlepis прыгают на 2,5 длины своего тела (особи имеют длину 6,8-11,1 см) со скоростью 1,4 м/с. Рыбка достигает максимальной скорости через 20 мс, и параболическая траектория прыжка перекрывает положение жертвы до того, как последняя упадет в воду.
Представитель костноязыких рыб серебрянная арована (Osteoglossum bicirrhosum), подобно рыбке-стрелку, выпрыгивает из воды для ловли скрывающейся на ветвях добычи. Лоури с коллегами [Lowry et al., 2005] сравнил кинематику кормления O. bicirrhosum в воде и в воздухе и отметил, что в воздухе движения рыбы более быстрые (9,2 против 3,0 длин тела/с), чем в воде. Для ловли добычи в воздушной среде арована повышает скорость плавания при приближении к жертве. Как только она подходит на расстояние одной длины тела, то изгибается S-образно и выпрыгивает. Высота подъема над водой составляет примерно одну длину тела.
Имеются данные о ловли добычи в воздухе и другими видами, например, четырехглазой рыбой Anableps anableps [Zahl et al., 1977], ривулусом, Rivulus hartii [Hyatt, 1971], атлантическим лососем, Salmo salar, и морской форелью, Salmo trutta [Shih, Techet, 2010], [Kalleberg, 1958], однако информация о кинематике движений отсутствует.
Рыбы также выпрыгивают из воды при бегстве от хищника. Способность избегать хищников имеет важное значение в индивидуальном развитии и находится под давлением естественного отбора [Domenici, Blake, 1997; Frith, Blake, 1995; Johnson, Bennett, 1995; O’Steen et al., 2002]. По крайней мере, три неродственных семейства рыб совершают воздушные экскурсии для избегания хищников. Тем не менее, вовлечение маутнеровских клеток продолговатого мозга, участвующих в возникновении страха, до сих пор исследуются. Маутнеровские клетки являются парой больших нейронов, иннервирующих осевую мускулатуру для совершения унилатеральных взмахов хвостом или C-стартовых рефлексов у костных рыб.
Морские летающие рыбы совершают длинные перелеты над водой [Hubbs, 1933; Breder, 1937; Kawachi et al., 1993; Davenport, 1994]. Вероятно, они делают это для бегства от хищников, в частности, дельфинов и кальмаров. С другой стороны, полеты могут выполнять энергосберегающую функцию во время длительных путешествий [Rayner, 1986]. Взрослые особи варьируют в размере (15-50 см) и подразделяются на две категории: «двукрылые», у которых удлиненные грудные плавники обеспечивают подъемную силу (например, Fodiator, Exocoetus, Parexocoetus) и «четырехкрылые», у которых гипертрофированы грудные и брюшные плавники (Cypsilurus и Hirundichthys). «Четырехкрылые» рыбы более детально изучены, они перелетают над водой с высокой скоростью (
Пресноводная африканская рыба-бабочка, Pantodon buchholzi (семейство Pantodontidae), и рыба-топорик, Carnegiella strigata (семейство Gasteropelecidae), в ответ на стартовый стимул могут выпрыгивать из воды и двигаться по баллистической траектории [Eaton et al., 1977; Saidel et al., 2004]. Африканская рыба-бабочка (4-6 см в длину) предпочитает жить в нескольких сантиметрах от поверхности воды и в случае необходимости выпрыгивает в воздух. До сих пор неясно, совершает ли рыба какие-либо движения во время пребывания в атмосфере, но сам прыжок выполняется путем отведения грудных, а не хвостового, плавников. Иногда рыбка переворачивается в полете [Saidel et al., 2004]. У Pantodon buchholzi в продолговатом мозге имеется предстартовая система, включающая маутнеровские клетки, однако отсутствуют стереотипные латеральные реакции на испуг.
Латеральные реакции на испуг – рефлекторный уход рыб в сторону при действии раздражителя достаточной силы.
В действительности, будучи испуганными и находясь на глубине 2,5-8,4 см под водой, они совершают вертикальные прыжки, достигая 2,25-6,6 см высоты [Saidel et al., 2004]. Филогенетически неродственные рыбы вида Carnegiella strigata также демонстрируют расширенные грудные плавники, гипертрофированные приводящие грудные мышцы. Благодаря системе с участием маутнеровских клеток, они реагируют на испуг, выпрыгивая из воды [Wiest, 1995]. Рыба-топорик может прыгать от или навстречу раздражителю. При этом траектория вертикальная (более 1,5 тела в высоту и 1 в длину), либо горизонтальной (более 1 длины тела в высоту и 4 в длину) [Wiest, 1995].
Одной из причин, заставляющих рыб совершать прыжки из воды, является преодоление препятствий на пути их миграции. Тихоокеанский лосось, Oncorhynchus nerka, и речная форель, Salvelinus fontinalis, прыжками преодолевают объекты, которые преграждают им путь в реке [Lauritzen, 2010; Kondratieff, 2006]. Лосось на Аляске поднимается над поверхностью воды на 2,7 длины тела (170 см) и достигает скорости 0,5 м/с [Lauritzen, 2010; Kondratieff, 2006]. Во время миграции в Колорадо речная форель длиной 15 см прыгает на высоту 4,7 длины тела (60 см), а более крупные особи (20 см и более) лишь на 3,0 длины тела [Kondratieff, 2006]. Высота прыжка зависит от глубины водоема перед преградой; мелководье ограничивает высоту прыжка крупной рыбы. Форель и лосось передвигают против течения, поэтому отличаются очень специфичной кинематикой прыжка.
Наконец, некоторые рыбы получают преимущество, осваивая наземную среду обитания [Gibb, 2011]. Ряд костных рыб инстинктивно переходят на землю для избегания хищников и плохих условий среды. Это поведение, характерное для рыбок килли (Cyprinodontiformes) и некоторых других видов, включает взмахи хвостом для передвижения по суше. Gambusia affinis (килли, Cyprinodontiformes) и Danio rerio (мелкая карповая рыбка, Cypriniformes), имеющие длину 4 см в длину, используют взмахи хвостом для совершения прыжков для бегства. Кинематика этих движений разительно отличается от бегства в вводной среде [Gibb, 2011].
——
www.plosone.org/article/info%3Adoi%2F10.1371%2Fjournal.pone.0061617
