鱼类生理学

更新时间:2023-12-11 13:26

鱼类(fish)是指用鳃呼吸、以鳍为运动器官、多数披有鳞片和侧线感觉器官的水生变温脊椎动物类群。

研究内容

生理学(physiology)是指研究生物功能活动的生物学学科,包括,个体、器官、细胞和分子层次的生理活动研究,以及实验生理学、分子生理学和系统生理学等。生理学(physiology)是生物科学的一个分支,是以生物机体的生命活动现象和机体各个组成部分的功能为研究对象的一门科学。生理学是研究活机体的正常生命活动规律的生物学分支学科。活机体包括最简单的微生物到最复杂的人体。

生理学是生物科学的一个分支科学,是研究人和动物机体的各项机能(功能)及其活动规律的科学。生物体的这些机能活动的正常进行就能维持生物体生命的存在和延续,因此,又将这些机能活动称为生命活动,所以生理学也就是研究生物体生命活动规律的一门科学。鱼类生理学是研究鱼类的各种生命活动机能及其活动规律的科学。

生理学的发展是与医学实践的发展与需要密切联系的。17世纪,威廉·哈维(William Harvey)对心血管系统的研究,首先奠定了器官生理学的基础,并使生理学成为一门独立的科学。所以,生理学也就首先从研究器官系统的技能开始,对机体各种器官系统机能进行研究,形成了器官生理学。器官生理学已从对器官和整体的生理机能和机制的研究发展到细胞水平和分子水平的生理学研究,采用了数、理、化等学科相互渗透的实验方法和原理研究生物体的生命现象。器官生物学中的一些部分已经形成专门分支,如神经生理学。从人类特殊活动与环境有关的生理学分支,有运动生理学航空生理学、宇宙生理学、高山生理学等,此外,还有家畜生理学、家禽生理学、鱼类生理学、昆虫生理学等。系统地研究各种脊椎动物和无脊椎动物的同类机能,通过比较,揭示其系统发生、演化规律,以达到更全面地认识生理活动,这是比较生理学的任务。但各门分支都是以器官生理学作为共同基础的。

研究对象

鱼类是最古老的脊椎动物。它们几乎栖居于地球上所有的水生环境━━从淡水的湖泊、河流到咸水的大海和大洋。鱼类是终年生活在水中,用鳃呼吸,用鳍辅助身体平衡与运动的变温脊椎动物。已探明的约20000余种,是脊椎动物亚门中最原始最低级的一群。鱼肉富含动物蛋白质和磷质等,营养丰富,滋味鲜美,易被人体消化吸收,对人类体力和智力的发展具有重大作用。鱼体的其他部分可制成鱼肝油、鱼胶、鱼粉等。 有些鱼类如金鱼、热带鱼等体态多姿、色彩艳丽,具有较高的观赏价值。

鱼类生理学与水产养殖和捕捞学的关系

鱼类生理学是生理学分支中一门年青的学科。近20年来,由于现代科学手段和科学原理应用于鱼类生理研究,加之人们对鱼类生理学知识的渴求,使其研究迅速发展,不断深入。鱼类生理学已是一门从细胞、组织、器官、乃至整体水平来研究鱼体机能的一门学科。研究鱼类生理不仅对了解鱼类各器官系统的机能、活动规律和机理有重要意义,而且是鱼类养殖、增殖和捕捞的理论基础,因此,已越来越为人们所重视。

鱼类属于低等水栖脊椎动物,高等陆生脊椎动物所具有的各个器官系统,鱼类都已具备,仅结构较简单,但却有相类似的机能和活动机制,当然,鱼类还具有特殊的生理学内容。鱼类的高度游泳能力,水中呼吸的特殊器官及机能,调节渗透压的特殊方式,消化吸收及生殖上的特点,以及鱼类发声、发光、发电等,这些特殊的结构和机能正是广大鱼类生理学家寄予浓厚兴趣的领域。要提高捕捞效率和增加捕获量,就必须掌握鱼类的生物学规律,其中包括鱼类生理学规律。60年代兴起的运用声、光、电等现代技术捕鱼、拦鱼、诱鱼,就是在研究和了解鱼类对不同强度声、光、电刺激的反应或行为基础上提出来的,而这些就离不开对鱼类神经生理、肌肉生理、感觉生理等知识的综合分析应用。要提高单位水面的鱼产量,要进行人工配合饲料的研究,就必须了解鱼类摄食、消化、吸收的机能,以及鱼类对营养的需求。要进行鱼类人工繁殖和性别控制,就必须了解鱼类生殖生理、内分泌生理。鱼类生理学已经在生产实践中结出硕果,鱼类生理学中尚未为人类所认识的,也终将逐步为人们所认识和掌握。

研究方法

生理学是一门实验性科学,需要在机体或是器官组织存活的情况下进行研究。有关的研究方法可以归纳成两大类,一种是分析法,又称急性实验法;另一种为综合法,又称慢性实验法。

分析法常采用离体器官实验法或活体动物解剖法。前者是从活的动物身上取下所要研究的器官,置于人工环境中,包括适合的培养剂、温度、气体条件等。使之在短时间内保持正常生理机能,以便进行各项实验和观察。后者则是使动物处于麻醉状态,进行活体手术,对所欲研究的器官进行实验观察。由于这两种实验方法的进行过程不能持久,实验后的动物不能生存,故属于急性实验法。

综合法是以健康完整的有机体为实验对象。要求实验动物处在与外界环境保持比较自然关系的情况下,以进行实验和观察。如做一些消化、营养、生殖等实验,在综合的原则下进行生理活动的分析研究,由于这种方法往往能较长时间地维持动物生命,进行较长时期的实验和观察,所以这种方法也被称为慢性实验法。

两种研究方法各有其优缺点和局限性,急性实验法的实验条件一般能被人为控制,有利于实验结果分析;慢性实验法有利于研究整体内脏活动的规律。因此,生理学研究工作必须根据研究目的,选择相适应的实验方法和手段,并在分析所用方法局限性的基础上对实验结果做出正确的评估和论述。

有机体的生理活动是很复杂的,机体各部分间相互影响,相互促进或制约,而且与环境密切相关,因此,在进行生理、生化活动的研究中,不仅要重视研究方法的选择,还必须遵循一定的原则,即结构与机能统一的原则,局部与整体统一的原则,以及机体与环境统一的原则,这样才能对任何生理机制和生理活动做出正确的分析和结论。

发展状况

鱼类生理学这门学科的出现仅有几十年的历史。本世纪30年代,德国人翁德(Wunder)编写了“中欧淡水鱼生理”(1936年),可认为是鱼类生理学发展的第一个里程碑。之启,鱼类生理学有较大的发展,苏联人普契科夫(Пучков)编写了较系统的“鱼类生理学”(1941年),日本人川本信之,英国人勃朗(Brown,1957年)各编写了“鱼类生理学”,在当时都有较大的影响,因此,本世纪50年代可认为是鱼类生理学发展的第二个里程碑。60年代末(1969年)以来,加拿大的霍尔(Hoar)和兰德尔(Randall)等人编写了内容极为丰富和全面的“鱼类生理学”巨著,至目前为止,已出版11卷。特别近十多年来,各国鱼类生理学的研究十分活跃,领域广泛而内容深入。

1958年以来,我国鱼类生理方面的研究工作随着渔业生产发展的需要而发展起来。50年代末,为了解决养殖生产中家鱼苗的来源,工958年春,中国水产科学院珠江水产研究所钟麟先生主持和领导了运用注射鲤鱼垂体的方法,获得家鱼人工繁殖成功;同年秋,中国科学院实验生物研究所(现细胞生物研究所)朱洗先生主持和领导了运用注射人绒毛膜促性腺激素(HCG),获得家鱼人工繁殖成功,从此结束了完全依靠从长江等天然江河中捞取鱼苗的历史。同时,中国科学院实验生物研究所、武汉大学及中国科学院水生生物研究所等单位结合家鱼人工繁殖进行了组织生理研究。70年代初,由中国科学院生物化学研究所、上海水产大学、中国科学院动物研究所及中国水产科学院长江水产研究切等单位共同协作,运用自行全人工合成的促黄体素释放激素(LRH)及其类似物(LRH-A)进行家鱼催产获得成功。这种新的合成催情剂因其活性高,成本低,迅速在全国推广,同时也进一步促进了我国鱼类生殖生理及内分泌生理的研究。1976年,上海水产大学与中国科学院生物化学研究所合作在国内率先提取了鲤科鱼类的促性腺激素,并建立了鱼类促性腺激素的放射免疫测定技术。十多年来,上海水产大学和中山大学在我国主要养殖鱼类的生殖生理方面,特别是对鱼类促性腺激素和性激素的研究作了大量深入的工作。同时还进行了鱼类营养生理方面的研究,为发展我国人工配合饲料养鱼提供了理论基础。另外,厦门大学和中国科学院生理研究所在鱼类视觉生理、趋光生理和行为生理方面的研究也已达到一定的水平,积累了大量有理论价值和实践意义的资料,开创了我国鱼类行为学的研究。过去的30年中,我国鱼类生理学研究已取得十分可喜的成绩,某些领域的研究已接近国际水平,但某些学科至今仍是空白,与世界水平还有较大差距。研究趋势已发展到多学科相互渗透和新技术不断应用,并逐步,深入到从细胞水平和分子水平分析生理活动的机制,这必将迎来鱼类生理学的迅猛发展。

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