Забарвлення має важливе екологічне значення для риб. В цілому забарвлення риб ділять на зверхньо і попереджає. Захисне забарвлення призначена замаскувати рибу на тлі навколишнього середовища. Попереджувальна, або сематіческімі, фарбування звичайно складається з кидаються в очі великих, контрастних плям або смуг, що мають чіткі межі. Вона призначена, наприклад у отруйних і ядоносних риб, для попередження хижака від нападу на них і в цьому випадку називається відлякує. Розпізнавальний забарвлення використовується для застереження суперника у територіальних риб, або для залучення самок самцями, попереджаючи їх про те, що самці готові до нересту. Останній різновид попереджає забарвлення зазвичай називається шлюбним нарядом риб. Часто розпізнавальна забарвлення демаскує рибу. Саме з цієї причини у багатьох охороняють територію або своє потомство риб розпізнавальна забарвлення у вигляді яскравого червоного плями розташовується на череві, демонструється супернику в разі потреби і не заважає маскування риби при її розташуванні черевом на дно.
Існує також псевдосематіческая забарвлення, що імітує попереджає забарвлення іншого виду. Її також називають мімікрією. Вона дозволяє нешкідливим видам риб уникати атаки хижака, що приймає їх за небезпечний вид.
Шкіра риб містить пігмент, що надає тварині певне забарвлення. Забарвлення риб носить пристосувальний характер; вона - результат природного відбору і дає можливість тварині бути непомітним, вчасно сховатися від ворога, підстерегти видобуток. Як правило, верхня частина тіла темніше нижньої. Ця особливість забарвлення дуже важлива - так риба гірше видно для хижих птахів на тлі дна, а світле забарвлення черева зливається з кольором неба, якщо дивитися знизу.
Є риби, які змінюють забарвлення залежно від часу доби. Іншим видам схожа забарвлення дозволяє швидко знаходити один одного. Риби часто стають яскравішими при підвищенні температури в акваріумі або коли вони знаходяться в збудженому стані.
У риб, що живуть серед заростей, - поперечні темні смуги на тілі, у придонних риб плямиста спина. Блискуча забарвлення всього тіла або блискучі яскравим кольором смуги стайнях риб полегшують їм зберігати лад або швидко зібратися разом після нападу хижака. Деякі види риб змінюють своє забарвлення на більш яскраву з різними смугами і плямами в період нересту та догляду за потомством, що полегшує малька пошук батьків.
Рибам, що живуть біля поверхні, серед лежачих на поверхні водоростей, характерні поздовжні смуги (даніо реріо). Смуги не тільки маскують рибу серед водоростей, а й розчленовують зовнішній вигляд риби. Забарвлення, що розчленовує, часто вельми яскрава на незвичному для риби тлі, характерна для коралових риб, де вони непомітні на тлі яскравих коралів.
Для стайнях риб характерна стайная забарвлення. Це фарбування полегшує орієнтацію особин в зграї один на одного. Вона зазвичай проявляється на тлі інших форм забарвлення і виражається або у вигляді одного або декількох плям на боках тіла або на спинному плавці, або у вигляді темної смуги уздовж тіла або біля основи хвостового стебла.
У багатьох мирних риб в задній частині тіла є «обманний очей», який дезорієнтує хижака в напрямку кидка жертви.
Найчастіше, забарвлення риб залежить від статевого диморфізму. Часто у самців забарвлення набагато яскравіша, ніж у самок. Це вдруге статева ознака, особливо добре виражений в шлюбний період.
Шлюбні наряди мають іншу мету - привернути увагу статевого партнера. Зміна забарвлення шкіри відбувається під впливом нервової та гуморальної систем. Швидке "перефарбування" забезпечується нервовою регуляцією. Центри пігментації тіла у риб лежать спинному мозку, у різних видів в різних сегментах. Так, пігментно-моторні волокна спинного мозку у коропових переходять в симпатичну ланцюжок на рівні 12-18-го хребців, у камбали - на рівні 5-6-го хребців. Звідси вони поширюються в краніальному і каудальному напрямках. У коропових перерезка симпатичної ланцюжка у 12-го хребця викликає потемніння передньої частини тіла, а перерезка за 18-м хребцем призводить до потемніння задньої частини тіла. Гуморальна регуляція пігментації тіла забезпечує більш пізні зміни забарвлення. Парентеральне введення гормонів (адреналін, аденокортікотропний гормон, гістамін) за допомогою ін'єкцій, призводить до зміни пігментації через кілька десятків хвилин. Вирішальне значення в запуску реакцій пігментації у риб має зорова афферентация. Наприклад, камбала приймає забарвлення тіла в залежності від того, на грунті якого кольору знаходиться її голова. При цьому на тілі відтворюється не тільки тон, але і малюнок (смуги, плями). Реакція пігментації тіла запускається швидко: вже через 5 хв камбала забарвлюється відповідно до тону і малюнком грунту (рис). Однак завершується пігментація протягом 1-5 ч. Процес потемніння займає менше часу, ніж процес посветления. Існують і міжвидові відмінності в швидкості пігментації і депігментації тіла.
Так, у тріски потемніння шкіри закінчується за кілька хвилин, в той час як у камбали на це йде кілька годин. Морський півень, бійцівська рибка і скорпена при подразненні змінюють своє забарвлення за кілька секунд. Це свідчить про те, що у різних видів риб співвідношення нервового і гуморального ланок в регуляції пігментації тіла по-різному. У швидко змінюють забарвлення свого тіла риб активність хроматофорів в більшій мірі підконтрольна нервовій системі. Засліплені риби втрачають здатність змінювати забарвлення. Очевидно, що шлюбний наряд риб (горбуша, бички, колючка) виникає внаслідок гормональних перебудов. Серед коралових рифів в тропічних морях мешкає декілька сотень видів риб, що змагаються своїм забарвленням з метеликами і птахами. Тут можна зустріти майже всі мислимі види забарвлення: від сірої і сріблястою до контрастною чорною з жовтими, синіми, червоними лініями, кільцями, смугами, штрихами або зеленими, жовтими і пурпуровими цяточками, плямами, плямами і колами, оперізують тіло. Відомі приклади видів з протекційним забарвленням - риби-клоуни, які живуть в заростях саргассових водоростей, морські голки серед зеленої трави взморник, отруйні бородавчатки (Synanceja) на дні ям в коралових рифах і ганчірником (Phyllopteryx), що нагадують гіллясті талломи водоростей.
Шкіра риб відрізняється розвитком надкожіци зі слизовими і пігментними (хроматофори) клітинами, останні відповідають за забарвлення риби. Забарвлення риб дуже різноманітна. Майже у всіх риб спина темніша боків, а найяснішої частиною є черево. Таке забарвлення має захисне значення, приховуючи рибу як при погляді з повітряного середовища на гадану зверху темної поверхню води, так і при погляді знизу, назустріч світлу. У риб, що живуть в заростях або серед каменів, на тілі зазвичай є поперечні смуги або плями, які роблять їх малопомітними. Чорна поздовжня смуга або пляма на боці тіла допомагають стайним рибам орієнтуватися один на одного. Пігменти, що відповідають чорним і коричневим відтінкам, називаються меланіну. Яскраві кольори забезпечують жиророзчинні липоиди. Обидва типи пігментів знаходяться в спеціальних клітинах, хроматофорах, в глибині шкіри. Крім того, особливі відображають гранули - ірідоціти - надають рибам молочно-білу і сріблясту забарвлення. Здатність хроматофорів розширюватися і стискатися дозволяє рибам змінювати візерунок на тілі, що допомагає маскуватися. Крім того, у багатьох риб в період розмноження забарвлення специфічно змінюється, стимулюючи зміни в поведінці самця і самки, залицяння і нерест. Зміни забарвлення служать також для відлякування слабшого суперника.
Забарвлення залежить і від глибини, на якій живе риба. Наприклад на глибині 100-200 метрів більшість риб має сріблясту забарвлення. Червоні риби мешкають на глибинах 200-500 метрів. На великих глибинах зустрічаються бурі, фіолетово-чорні і чорні риби. Нарешті, у придонних риб дуже великих глибин шкіра нерідко не пофарбована зовсім. І також зовсім не мають забарвлення сліпі риби печерних вод.
Буває і так: в зграї риб зі звичайною для даного виду забарвленням трапляються особини білого або чорного кольору; в першому випадку спостерігається так званий альбінізм, у другому - меланизм.
Основні пігменти переважаючі в забарвленні риб
Біологічні пігменти (біохроми) - забарвлені речовини, що входять до складу тканин організмів. Колір пігментів визначається наявністю в їх молекулах хромофорних груп, вибірково поглинають світло в певній частині видимого спектру сонячного світла. Пігментна система живих істот - ланка, що зв'язує світлові умови навколишнього середовища і обмін речовин організму.
Меланіни це дуже стійкі сполуки. Вони нерозчинні ні в одному з полярних або неполярних розчинників, ні в кислотах. Разом з тим, меланіни можуть знебарвлюватися на яскравому сонячному світлі, при тривалому впливі повітря або, особливо ефективно, при тривалому окисленні перекисом водню. У ксантофори і ерітрофорах переважаючими пігментами є каротиноїди, розчинені в жирах. Крім них в цих клітинах можуть перебувати птеріни, як без каротиноїдів, так і в комбінації з ними. Птеріни в цих клітинах локалізовані в спеціалізованих невеликих органелах, які називаються птеріносомамі, які розташовані по всій цитоплазмі. Навіть у видів, які пофарбовані головним чином на каротиноїди, в країнах, що розвиваються ксантофори і ерітрофорах спочатку синтезуються і стають видимими птеріни, тоді як каротиноїди, які повинні бути отримані з їжі, виявляються лише пізніше.
Птеріни забезпечують жовту, помаранчеву або червону забарвлення у ряду груп риб, а також у амфібій і рептилій. Птеріни - амфотерні молекули зі слабкими кислотними та основними властивостями. Вони погано розчиняються у воді. Синтез птерінов відбувається через пуринові (гуанін) проміжні продукти.
Гуанофори (ірідофори) за формою і розмірами дуже різноманітні. До складу гуанофоров входять кристали гуаніну. Гуанін відноситься до пуріновим підставах. Шестигранні кристали гуаніну розташовуються в плазмі гуанофоров і, завдяки струмів плазми, можуть концентруватися або розподілятися по клітці. Ця обставина, з урахуванням кута падіння світла, призводить до зміни кольору покривів риби отсеребрісто-білого до синювато-фіолетового і синьо-зеленого або навіть жовто-червоного. Так, блестящаясіне-зелена смуга неонової рибки під дією електричного струму набуває блиск червоного кольору, подібно ерітрозонусам. Гуанофори, розташовуючись в шкірі нижче інших пігментних клітин, в поєднанні з ксантофори і ерітрофорамі дають зелене, а з цими клітинами і Меланофори - синій колір.
Залишається неясним питання, яким чином ці пігменти доставляються в шкіру. Можливо, вихідними клітинами, які доставляли пігменти в шкіру, були фагоцити. У риб виявлені макрофаги, які фагоцитують меланін. На схожість меланофорів з фагоцитами вказує наявність у їх клітин відростків і амебоідное переміщення, як фагоцитів, так і попередників меланофорів, до місць їх постійного розташування в шкірі. При руйнуванні епідермісу, в ньому також з'являються макрофаги, які споживають меланін, липофусцин і гуанін.
Забарвлення риб в їх філогенезі не могла виникнути спеціально для поведінкових реакцій і повинна мати якусь попередню фізіологічну функцію. Іншими словами, набір пігментів шкіри, структура пігментних клітин і їх розташування в шкірі риб, мабуть, не випадкові і мають відображати еволюційний шлях зміни функцій цих структур, в процесі якого виникла сучасна організація пігментного комплексу шкіри нині живих риб.