Введение

Анатомия рыб – это изучение формы или морфологии рыб. Она противопоставляется физиологии рыб, изучающей, как компоненты рыбы функционируют вместе в живом организме. На практике анатомия и физиология рыб дополняют друг друга: первая рассматривает структуру рыбы, её органы или составные части и то, как они устроены, например, как это можно наблюдать при вскрытии или под микроскопом, а вторая – как эти компоненты функционируют вместе в живой рыбе. Анатомия рыб часто формируется физическими характеристиками воды, среды обитания рыб. Вода значительно плотнее рыбы, содержит относительно мало растворённого кислорода и поглощает больше света, чем воздух. Тело рыбы делится на голову, туловище и хвост, хотя границы между этими частями не всегда видны снаружи. Скелет, формирующий внутреннюю опорную структуру, состоит либо из хряща (хрящевые рыбы), либо из кости (костные рыбы). Основным элементом скелета является позвоночный столб, состоящий из сочленённых позвонков, которые одновременно лёгкие и прочные. К позвоночнику крепятся рёбра, но нет конечностей или поясов конечностей. Основные внешние признаки рыбы – плавники – состоят из костных или мягких шипов, называемых лучами, которые, за исключением хвостового плавника, не имеют прямой связи с позвоночником. Они поддерживаются мышцами, составляющими основную часть туловища. Глаза приспособлены для зрения под водой и обладают только локальным зрением. Есть внутреннее ухо, но нет внешнего или среднего уха. Низкочастотные вибрации обнаруживаются боковой линией – системой органов чувств, проходящей вдоль боков рыбы и реагирующей на близлежащие движения и изменения давления воды. Акулы и скаты – это примитивные рыбы, обладающие множеством древних анатомических особенностей, включая хрящевые скелеты. Их тела обычно сплющены в спинно-брюшном направлении, у них обычно пять пар жаберных щелей и большой рот, расположенный на нижней стороне головы. Кожа (дерма) покрыта отдельными дермальными плакоидами. У них есть клоака, в которую открываются мочеполовые протоки, но нет плавательного пузыря. Хрящевые рыбы производят небольшое количество крупных богатых желтком яиц. Некоторые виды яйцеживородящие, когда развитие зародыша происходит внутри материнского организма, другие же откладывают яйца, из которых личинки развиваются снаружи, в яйцевых оболочках. Линия костных рыб демонстрирует более продвинутые анатомические признаки, часто с существенными эволюционными изменениями по сравнению с особенностями древних рыб. У них костный скелет, они обычно сплющены с боков, имеют пять пар жабр, защищённых жаберной крышкой (оперкулумом), и рот, расположенный на кончике или вблизи кончика рыла. Кожа покрыта перекрывающимися чешуйками. У костных рыб есть плавательный пузырь, помогающий им поддерживать постоянную глубину в толще воды, но нет клоаки. Они в основном откладывают большое количество мелких яиц с небольшим количеством желтка, которые рассеиваются в толще воды. У рыб существует множество различных планов строения тела. В самом общем виде их тело делится на голову, туловище и хвост, хотя эти деления не всегда видны снаружи. Тело часто имеет веретенообразную форму – обтекаемый план строения, часто встречающийся у быстро плавающих рыб. Они также могут быть нитевидными (как у угря) или червеобразными (как у червя). Рыбы часто либо сжаты с боков (боково тонкие), либо уплощены в спинно-брюшном направлении.

Скелет

Существует два различных типа скелета: экзоскелет, являющийся стабильной внешней оболочкой организма, и эндоскелет, формирующий опорную структуру внутри тела. Скелет рыбы состоит из хряща (хрящевые рыбы) или кости (костные рыбы). Эндоскелет рыбы состоит из двух основных компонентов: осевой скелет, включающий череп и позвоночный столб, и придаточный скелет, поддерживающий плавники. Плавники состоят из костных лучей и, за исключением хвостового плавника, не имеют непосредственного соединения с позвоночником. Они поддерживаются только мышцами. Ребра крепятся к позвоночнику. Кости – это твердые органы, составляющие часть эндоскелета позвоночных. Они служат для движения, поддержки и защиты различных органов тела, выработки красных и белых кровяных телец и хранения минералов. Костная ткань – это вид плотной соединительной ткани. Кости имеют разнообразные формы и сложную внутреннюю и внешнюю структуру. Они легкие, но прочные и твердые, а также выполняют множество других биологических функций.

Позвонки

Рыбы – позвоночные. Все позвоночные построены по основному плану строения тела хордовых: жесткий стержень, проходящий вдоль тела животного (позвоночный столб или нотокорд), над которым располагается полая трубка нервной ткани (спинной мозг), а под ним – желудочно-кишечный тракт. У всех позвоночных рот находится на переднем конце тела или непосредственно под ним, а анальное отверстие открывается наружу перед концом тела. Оставшаяся часть тела за анальным отверстием образует хвост, содержащий позвонки и спинной мозг, но лишенный кишечника. Определяющей характеристикой позвоночных является позвоночный столб, в котором нотокорд (жесткий стержень однородного состава), присутствующий у всех хордовых, заменен сегментированным рядом более жестких элементов (позвонков), разделенных подвижными соединениями (межпозвоночные диски, эмбрионально и эволюционно происходящие из нотокорда). Однако некоторые рыбы вторично утратили эту анатомию, сохраняя нотокорд до взрослого состояния, например, осетровые. Позвоночный столб состоит из центра (центральной части или тела позвонка), позвоночных дуг, выступающих сверху и снизу центра, и различных отростков, отходящих от центра или дуг. Дуга, идущая от верхней части центра, называется нервной дугой, а гемальная дуга или шеврон расположена под центром в хвостовых позвонках рыб. Центр рыбы обычно вогнут с обоих концов (амфикоэльный), что ограничивает подвижность рыбы. В отличие от этого, центр млекопитающего плоский с обоих концов (ацельный), форма, способная поддерживать и распределять компрессионные нагрузки. Позвонки рыб с лопастными плавниками состоят из трех отдельных костных элементов. Позвоночная дуга окружает спинной мозг и имеет форму, схожую с таковой у большинства других позвоночных. Непосредственно под дугой находится небольшая пластинчатая структура – плевроцентр, защищающая верхнюю поверхность нотокорда. Ниже него, более крупная дугообразная структура – интерцентр, защищает нижний край. Обе эти структуры встроены в единую цилиндрическую массу хряща. Подобное строение наблюдалось у примитивных четвероногих, но в эволюционной линии, приведшей к рептилиям, млекопитающим и птицам, интерцентр был частично или полностью заменен увеличенным плевроцентром, который, в свою очередь, стал костным телом позвонка. У большинства рыб с лучевыми плавниками, включая всех телеостей, эти две структуры срастаются и встраиваются в сплошной кусок кости, внешне напоминающий тело позвонка млекопитающих. У современных земноводных под позвоночной дугой находится просто цилиндрический кусок кости, без следов отдельных элементов, присутствующих у ранних четвероногих. Однако миноги обладают черепом. По этой причине подтип позвоночных иногда называют "Craniata" (Черепные) при обсуждении морфологии. Молекулярный анализ, проведенный с 1992 года, показал, что миноги наиболее тесно связаны с миксинами и, следовательно, также являются позвоночными в монофилетическом смысле. Другие рассматривают их как сестринскую группу позвоночных в рамках общего таксона Craniata.

Голова

Голова или череп включает в себя черепную крышу (набор костей, покрывающих мозг, глаза и ноздри), морду (от глаза до самой передней точки верхней челюсти), оперкулум или жаберную крышку (отсутствует у акул и бесчелюстных рыб) и щеку, которая простирается от глаза до преоперкуля. Оперкулум и преоперкул могут иметь или не иметь шипов. У акул и некоторых примитивных костных рыб за каждым глазом находится спиракулум, небольшое дополнительное жаберное отверстие. Череп у рыб состоит из ряда костей, соединенных лишь слабо. Бесчелюстные рыбы и акулы обладают только хрящевым эндокранием, а верхняя и нижняя челюсти хрящевых рыб являются отдельными элементами, не прикрепленными к черепу. У костных рыб есть дополнительная костная ткань, формирующая более или менее цельную черепную крышу у рыболовок и голостовых рыб. Нижняя челюсть определяет подбородок. У миног рот образует ротовой диск. Однако у большинства челюстных рыб существует три общие конфигурации. Рот может располагаться на переднем конце головы (концевой), быть загнутым вверх (верхний) или повернутым вниз или на нижней стороне рыбы (подконцевой или нижний). Рот может быть модифицирован в присосочный рот, приспособленный для прикрепления к объектам в быстром течении. Более простая структура наблюдается у бесчелюстных рыб, у которых череп представлен корзинкой из хрящевых элементов, лишь частично окружающей мозг и связанной с капсулами для внутренних ушей и единственной ноздрей. Отличительно, у этих рыб нет челюстей. У лучеперых рыб также произошли значительные изменения от примитивной структуры. Черепная крыша обычно хорошо сформирована, и хотя точные взаимосвязи ее костей с костями четвероногих неясны, для удобства им обычно дают схожие названия. Однако другие элементы черепа могут быть редуцированы: за увеличенными глазницами находится небольшая щечная область и мало или совсем нет кости между ними. Верхняя челюсть часто формируется в основном из предчелюсти, при этом сама челюсть расположена дальше назад, а дополнительная кость – симплетик – соединяет челюсть с остальной частью черепа. Также была разработана новая система классификации, особенно хорошо подходящая для биологических систем. Механизмы связывания особенно часто встречаются и разнообразны в голове костных рыб, таких как губаны, которые развили множество специализированных водных механизмов питания. Особенно развиты механизмы связывания, обеспечивающие выдвижение челюсти. Для питания путем всасывания система соединенных четырехрычажных механизмов отвечает за скоординированное открытие рта и трехмерное расширение ротовой полости. Другие механизмы связывания отвечают за выдвижение предчелюсти.

Глаза

Рыбные глаза похожи на глаза наземных позвоночных, таких как птицы и млекопитающие, но имеют более сферическую линзу. В их сетчатке обычно присутствуют как палочковые, так и колбочковые клетки (для сумеречного и дневного зрения), и большинство видов обладают цветовым зрением. Некоторые рыбы способны видеть ультрафиолетовый свет, а некоторые – поляризованный. Среди бесчелюстных рыб у миноги хорошо развитые глаза, в то время как у миксины только примитивные светочувствительные пятна. Предки современных миксин, предположительно являвшиеся протопозвоночными, очевидно, были вынуждены обитать в очень глубоких, темных водах, где они были менее уязвимы для хищников, обладающих зрением, и где выгодно иметь выпуклые светочувствительные пятна, собирающие больше света, чем плоские или вогнутые. В отличие от человека, рыбы обычно регулируют фокусировку, перемещая линзу ближе или дальше от сетчатки.

Жабры

Жабры, расположенные под оперкулумом, являются дыхательным органом для извлечения кислорода из воды и выведения углекислого газа. Обычно они не видны, но могут быть заметны у некоторых видов, например, у гребнеакулы. Лабиринтный орган у анабантидовых и клариевых позволяет рыбам извлекать кислород из воздуха. Жабрные тычинки – это пальцевидные выросты от жаберной дуги, которые у фильтраторов служат для удержания отфильтрованной добычи. Они могут быть костными или хрящевыми.

Кожа

Кожа рыб является частью покровной системы, которая состоит из двух слоев: эпидермиса и дермы. Эпидермис происходит из эктодермы и становится самым поверхностным слоем, полностью состоящим из живых клеток, с минимальным количеством кератина. Обычно он проницаем. Дерма происходит из мезодермы и напоминает небольшое количество соединительной ткани, состоящей в основном из коллагеновых волокон, характерных для костных рыб. У некоторых видов рыб есть чешуи, которые формируются в дерме, проникают через тонкий слой базальной мембраны, расположенной между эпидермисом и дермой, и становятся внешне видимыми, покрывая слой эпидермиса. Как правило, кожа также содержит потовые и сальные железы, уникальные для млекопитающих, но у рыб встречаются дополнительные типы кожных желез. В эпидермисе рыб обычно содержится множество отдельных клеток кожи, выделяющих слизь, называемых бокаловидными клетками, которые выделяют слизистое вещество на поверхность кожи. Это способствует теплоизоляции и защите от бактериальных инфекций. Цвет кожи многих млекопитающих часто обусловлен меланином, содержащимся в их эпидермисе. Однако у рыб цвет кожи в основном определяется хроматофорами в дерме, которые, помимо меланина, могут содержать пигменты гуанина или каротиноидов. Многие виды, такие как камбалы, меняют цвет кожи, регулируя относительный размер своих хроматофоров. У некоторых рыб также могут быть ядовитые железы, фотофоры или клетки, производящие более водянистую серозную жидкость в дерме.

Калмышки

Также частью кожного покрова рыбы являются чешуи, покрывающие внешнюю поверхность тела многих челюстноротых рыб. Наиболее известные чешуи происходят из дермы или мезодермы и могут быть схожи по строению с зубами. У некоторых видов тело покрыто костными пластинами (скутами), в то время как другие могут быть лишены чешуи. Существует четыре основных типа рыбных чешуй, формирующихся из дермы. Плакои́дные чешуи, также называемые дермальными зубчиками, имеют заостренную форму и по строению напоминают зубы, состоящие из дентина и покрытые эмалью. Они характерны для хрящевых рыб (хотя у химер встречаются только на застежках). Ганои́дные чешуи плоские и имеют примитивное строение. Происходя из плакоидных чешуй, они покрыты толстым слоем эмали, но лишены подлежащего слоя дентина. Эти чешуи покрывают тело рыбы с небольшим перекрытием и типичны для рыб га́р и бичи́р. Циклои́дные чешуи – небольшие, овальные чешуи с кольцами роста, подобными годичным кольцам дерева. Они не содержат эмали, дентина и сосудистого костного слоя. Циклоидные чешуи встречаются у мино́г и присосок. Ктенои́дные чешуи похожи на циклоидные, также имеют кольца роста и лишены эмали, дентина и сосудистого костного слоя, но отличаются наличием шипов или выступов по одному краю. Такой тип чешуи характерен для палту́сов. Другим, менее распространенным типом чешуи является скут – это может быть внешняя костная пластина, напоминающая щит; модифицированная, утолщенная чешуя, часто с килем или шипами; или выступающая, модифицированная (шероховатая и сильно ребристая) чешуя. Скуты обычно связаны с боковой линией, но могут встречаться на хвостовом стебле (где они образуют хвостовые кили) или вдоль брюшного профиля. Некоторые рыбы, такие как сосноры́лые рыбы, полностью или частично покрыты скутами. Их функция заключается в защите тела рыбы от механических повреждений и хищников, действуя как своего рода броня.

Боковая линия

Боковая линия — это орган чувств, используемый для обнаружения движения и вибраций в окружающей воде. Например, рыбы могут использовать свою систему боковой линии, чтобы следовать за вихрями, образующимися при бегстве добычи. У большинства видов она состоит из цепочки рецепторов, расположенных вдоль каждого бока рыбы.

Фотофоры

Фотофоры – это светоизлучающие органы, проявляющиеся в виде светящихся пятен у некоторых рыб. Свет может производиться за счет химических соединений в процессе переваривания добычи, специализированными митохондриальными клетками организма, называемыми фотоцитами, или симбиотическими бактериями. Фотофоры служат для привлечения добычи или дезориентации хищников.

Плавники

Плавники – наиболее характерная особенность рыб. Они состоят из костных шипов или лучей, выступающих из тела и покрытых кожей, которая соединяет их вместе, образуя либо перепончатую структуру, как у большинства костных рыб, либо что-то похожее на плавник, как у акул. За исключением хвостового плавника, плавники не имеют прямой связи с позвоночником и поддерживаются только мышцами. Их основная функция – помогать рыбе плавать. Плавники также могут использоваться для скольжения или передвижения по дну, как у летающих рыб и рыбы-лягушки. Плавники, расположенные в разных частях тела рыбы, выполняют различные функции, такие как движение вперед, повороты и поддержание вертикального положения. Для каждого плавника существуют виды рыб, у которых этот плавник был утрачен в процессе эволюции.

Колючки и скаты

У костных рыб большинство плавников могут иметь шипы или лучи. Плавник может содержать только шипы, только мягкие лучи или их комбинацию. Если присутствуют оба типа, шипы всегда расположены ближе к голове. Шипы обычно жесткие, острые и несегментированные. Лучи обычно мягкие, гибкие, сегментированные и могут быть разветвленными. Эта сегментация лучей – основное отличие, позволяющее отличить их от шипов; шипы могут быть гибкими у некоторых видов, но никогда не сегментированы. Шипы выполняют различные функции. У сомов они служат средством защиты; многие сомы способны выдвигать шипы наружу, фиксируя их в этом положении. Рыбы-иглобрюхи также используют шипы, чтобы закрепиться в расщелинах и предотвратить вытаскивание. Лепидотрихии – костные, парные, сегментированные лучи плавников, встречающиеся у костных рыб. Они развиваются вокруг актинотрихий как часть кожного экзоскелета. Лепидотрихии могут содержать некоторое количество хряща или кости. Они действительно сегментированы и выглядят как стопка дисков, расположенных друг над другом. Считается, что генетическая основа формирования лучей плавников – это гены, кодирующие белки актинодин 1 и актинодин 2.

Кишечник

Как и у других позвоночных, кишечник рыб состоит из двух отделов: тонкого и толстого кишечника. У большинства высших позвоночных тонкий кишечник дополнительно разделен на двенадцатиперстную кишку и другие части. У рыб деление тонкого кишечника выражено не так четко, и вместо двенадцатиперстной кишки могут использоваться термины передний отдел кишечника или проксимальный отдел кишечника. У костных рыб кишечник относительно короткий, обычно в полтора раза превышающий длину тела рыбы. Как правило, вдоль его длины располагается несколько пилорических цекков – небольшие мешковидные образования, которые помогают увеличить общую площадь поверхности органа для переваривания пищи. У телеостей отсутствует илеоцекальный клапан, а граница между тонким кишечником и прямой кишкой определяется лишь окончанием пищеварительного эпителия. Количество пилорических цекков значительно варьируется у разных видов, и у некоторых видов рыб они вообще отсутствуют. Виды с небольшим количеством или отсутствием цекков компенсируют это, имея более длинный кишечник, или более высокие и извилистые кишечные ворсинки, тем самым достигая сопоставимой площади всасывания.

Почки

Почки рыб обычно узкие, удлиненные органы, занимающие значительную часть туловища. Они схожи с мезонефросом высших позвоночных (рептилий, птиц и млекопитающих). Почки содержат скопления нефронов, которые снабжаются собирательными канальцами, обычно дренирующимися в мезонефрический проток. Однако ситуация не всегда столь проста. У хрящевых рыб также имеется более короткий проток, дренирующий задние (метанефрические) отделы почки и соединяющийся с мезонефрическим протоком в мочевом пузыре или клоаке. Фактически, у многих хрящевых рыб передняя часть почки может дегенерировать или полностью прекратить функционировать у взрослых особей. Почки миноги и миксины необычайно просты. Они состоят из ряда нефронов, каждый из которых впадает непосредственно в мезонефрический проток.

Слёза

Селезенка встречается почти у всех позвоночных. Это не жизненно важный орган, по структуре схожий с крупным лимфатическим узлом. Она выполняет преимущественно функцию фильтра крови и играет важную роль в отношении эритроцитов и иммунной системы. У хрящевых и костных рыб она состоит главным образом из красной пульпы и обычно имеет несколько удлиненную форму, поскольку фактически расположена внутри серозной оболочки кишечника. Единственными позвоночными, у которых отсутствует селезенка, являются миноги и миксины. Даже у этих животных в стенке кишечника присутствует диффузный слой гемопоэтической ткани, имеющий структуру, аналогичную красной пульпе, и предположительно гомологичный селезенке более высокоразвитых позвоночных.

Сердце

У рыб сердце часто описывается как двухкамерное, состоящее из одного предсердия для приема крови и одного желудочка для ее перекачивания, или четырехкамерное, в зависимости от того, что считается камерой. Предсердие и желудочек иногда рассматриваются как "истинные камеры", а остальные – как "дополнительные камеры". Остиальные клапаны, состоящие из створчатых соединительных тканей, предотвращают обратный ток крови через полости. У взрослых рыб четыре полости расположены не в прямой линии, а в форме буквы S, при этом последние две полости находятся над первыми двумя. Такая относительно простая структура встречается у хрящевых и лучепёрых рыб. У телеостей конус артериозус очень мал и его точнее описывать как часть аорты, а не как часть собственно сердца. Конус артериозус отсутствует у амниот, вероятно, будучи поглощенным желудочками в процессе эволюции. Аналогично, хотя синусовый веноз присутствует в виде рудиментарной структуры у некоторых рептилий и птиц, в остальных случаях он поглощается правым предсердием и больше не является различимым.

Веберовский аппарат

Рыбы суперпорядка Ostariophysi обладают структурой, называемой Веберовым аппаратом – модификацией, которая позволяет им лучше слышать. Эта способность, возможно, объясняет значительный успех рыб группы Ostariophysi. Аппарат состоит из набора костей, известных как веберовы косточки, цепочки мелких костей, соединяющих слуховую систему с плавательным пузырем рыб.

Репродуктивные органы

Репродуктивные органы рыб включают яички и яичники. У большинства видов половые железы – это парные органы сходного размера, которые могут быть частично или полностью сросшимися. Сперматогенез в яичках – это процесс, в котором сперматогонии дифференцируются в сперматоциты посредством митоза и мейоза, что уменьшает число хромосом вдвое и приводит к образованию гаплоидных сперматид. Во время спермиогенеза, заключительной стадии сперматогенеза, гаплоидные сперматиды превращаются в сперматозоиды. В яичниках оогонии также подвергаются митозу и мейозу в процессе оогенеза, что приводит к образованию первичных ооцитов, а затем – яйцеклеток. Первичный ооцит делится, образуя вторичный ооцит и полярное тельце, прежде чем вторичный ооцит превращается в гаплоидную оотиду.

Испытания

У большинства самцов рыб имеется два яичка примерно одинакового размера. У акул обычно больше яичко на правой стороне. У примитивных бесчелюстных рыб есть только одно яичко, расположенное по средней линии тела, хотя даже оно формируется в результате слияния парных структур у эмбриона. Что касается распределения сперматогоний, то строение яичек телеостей характеризуется двумя типами: в наиболее распространенном случае сперматогонии располагаются по всей длине семенных канальцев, а у Atherinomorpha они ограничены дистальной частью этих структур. Рыбы могут демонстрировать кистозный или полукистозный сперматогенез, в зависимости от фазы высвобождения зародышевых клеток из кист в просвет семенных канальцев.

Яичники

Многие из признаков, обнаруживаемых в яичниках, общи для всех позвоночных, включая наличие фолликулярных клеток и туника альбугинея. В яичнике рыбы в любой момент времени могут присутствовать сотни или даже миллионы фертильных яйцеклеток. Свежие яйцеклетки могут развиваться из зародышевого эпителия на протяжении всей жизни. Желточные тела (corpora lutea) встречаются только у млекопитающих и некоторых хрящевых рыб (эласмобранхов); у других видов остатки фолликула быстро резорбируются яичником. Гимноварии представляют собой примитивное состояние, встречающееся у двоякодышащих рыб, осетровых и амиа. Цистоварии характеризуют большинство костных рыб (телеостов), где полость яичника имеет связь с яйцеводом. Однако некоторые рыбы обладают относительно большим мозгом, особенно мормиды и акулы, у которых мозг сопоставим по массе с массой тела у птиц и сумчатых. Мозг рыбы разделен на несколько отделов. В передней части расположены обонятельные доли – пара структур, принимающих и обрабатывающих сигналы из ноздрей через два обонятельных нерва. Два боковых глаза формируются из выростов среднего мозга, за исключением миксин, хотя это может быть вторичной утратой. Передний мозг хорошо развит и подразделен у большинства четвероногих, в то время как средний мозг доминирует у многих рыб и некоторых саламандр. Везикулы переднего мозга обычно парные, формируя полушария, подобные полушариям головного мозга у млекопитающих. Аналогичная структура мозга встречается у головоногих с хорошо развитым мозгом, например, у осьминогов. Это рассматривается как свидетельство того, что мозжечок выполняет функции, важные для всех видов животных, обладающих мозгом. Существует значительная вариабельность в размере и форме мозжечка у разных видов позвоночных. У амфибий, миног и миксин мозжечок развит слабо; у последних двух групп его едва можно отличить от ствола мозга. Хотя спинномозжечок присутствует в этих группах, основными структурами являются небольшие парные ядра, соответствующие вестибулоцеребеллуму. Большинство видов рыб и амфибий обладают боковой линией, воспринимающей волны давления в воде. Одна из областей мозга, получающая первичный вход от органа боковой линии – медиальное восьмидольное ядро – имеет структуру, подобную мозжечку, с гранулярными клетками и параллельными волокнами. У электрочувствительных рыб вход от электрорецепторной системы направляется в спинное восьмидольное ядро, которое также имеет структуру, подобную мозжечку. У лучеперых рыб (наиболее многочисленной группы) в зрительном бугре (тектуме) имеется слой – краевой слой – напоминающий мозжечок. В нервной системе позвоночных очень мало нейронов "идентифицировано" в этом смысле (считается, что у человека их нет). В более простых нервных системах некоторые или все нейроны могут быть уникальными. У позвоночных наиболее известными идентифицированными нейронами являются гигантские клетки Маутнера рыб. Каждая рыба имеет две клетки Маутнера, расположенные в нижней части ствола мозга, по одной с каждой стороны. Каждая клетка Маутнера имеет аксон, который перекрещивается, иннервируя нейроны на том же уровне мозга, а затем проходит вниз по спинному мозгу, образуя многочисленные связи. Синапсы, генерируемые клеткой Маутнера, настолько мощны, что один потенциал действия вызывает значительный поведенческий ответ: в течение миллисекунд рыба изгибает тело в форме буквы "С", а затем выпрямляет его, быстро продвигаясь вперед. Функционально это быстрая реакция избегания, которая наиболее легко вызывается сильной звуковой или волновой нагрузкой на орган боковой линии рыбы. Клетки Маутнера – не единственные идентифицированные нейроны у рыб, существует около 20 других типов, включая пары "аналогов клеток Маутнера" в каждом сегментарном ядре спинного мозга. Хотя клетка Маутнера сама по себе способна вызвать реакцию избегания, в контексте обычного поведения другие типы клеток обычно участвуют в формировании амплитуды и направления ответа. Клетки Маутнера были описаны как командные нейроны. Командный нейрон – это особый тип идентифицированного нейрона, определяемый как нейрон, способный самостоятельно вызывать определенное поведение. Такие нейроны наиболее часто встречаются в системах быстрого выхода различных видов – гигантский аксон кальмара и гигантский синапс кальмара, используемые для основополагающих экспериментов в нейрофизиологии благодаря своим огромным размерам, оба участвуют в цепи быстрого выхода кальмара. Однако концепция командного нейрона стала спорной из-за исследований, показывающих, что некоторые нейроны, первоначально соответствующие этому описанию, на самом деле способны вызывать ответ только в ограниченных обстоятельствах.

Иммунная система

Иммунные органы различаются в зависимости от вида рыбы. У бесчелюстных рыб (миксин и миног) настоящие лимфоидные органы отсутствуют. Эти рыбы полагаются на области лимфоидной ткани в других органах для производства иммунных клеток. Например, эритроциты, макрофаги и плазменные клетки вырабатываются в передней почке (или пронефросе) и в некоторых участках кишечника (где созревают гранулоциты). У миксин они напоминают примитивный костный мозг. У хрящевых рыб (акул и скатов) иммунная система более развита. У них есть три специализированных органа, уникальных для хрящевых рыб: эпигональные органы (лимфоидная ткань, сходная с костным мозгом млекопитающих), окружающие половые железы, орган Лейдига в стенках пищевода и спиральный клапан в кишечнике. Эти органы содержат типичные иммунные клетки (гранулоциты, лимфоциты и плазменные клетки). У них также есть хорошо развитый тимус и селезенка (их наиболее важный иммунный орган), где развиваются и хранятся различные лимфоциты, плазменные клетки и макрофаги. Рыбы-костные хрящевые (осетровые, веслоносы и бихиры) имеют основное место для продукции гранулоцитов в массе, связанной с мозговыми оболочками, окружающими центральную нервную систему. Сердце этих рыб часто покрыто тканью, содержащей лимфоциты, ретикулярные клетки и небольшое количество макрофагов. Почка костных хрящевых рыб является важным гемопоэтическим органом, где развиваются эритроциты, гранулоциты, лимфоциты и макрофаги. Как и у рыб-костных хрящевых, основные иммунные ткани костных рыб (телеостей) включают в себя почки (особенно переднюю почку), содержащие множество различных иммунных клеток. Кроме того, у телеостей есть тимус, селезенка и рассеянные иммунные области в слизистых тканях (например, в коже, жабрах, кишечнике и половых железах). Подобно иммунной системе млекопитающих, считается, что эритроциты, нейтрофилы и гранулоциты телеостей находятся в селезенке, а лимфоциты – основной тип клеток в тимусе. В 2006 году у одного вида телеостей, данио-рерио, была описана лимфатическая система, сходная с таковой у млекопитающих. Хотя это пока не подтверждено, предполагается, что эта система является местом накопления нестимулированных наивных Т-клеток в ожидании встречи с антигеном.