معلومة

لماذا يوجد اختلاف في دوران زعنفة الذيل في الأسماك مقارنة بالثدييات البحرية؟

لماذا يوجد اختلاف في دوران زعنفة الذيل في الأسماك مقارنة بالثدييات البحرية؟


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

لقد كنت أفكر في هذا ، لكن يبدو أنني لا أجد أسباب هذا الاختلاف.

جميع الأسماك التي رأيتها لها زعنفة ذيلها في وضع عمودي:

لكن كل الثدييات البحرية التي أعرفها لها ذيلها في وضع أفقي:

لماذا يوجد هذا الاختلاف؟ هل لأنها ثدييات مقارنة بالأسماك؟ أو هل يمكن أن يكون للأسماك أيضًا زعانف ذيل أفقية؟


بينما تميل الأسماك إلى التحرك من جانب إلى آخر (التموج الجانبي) حيث يكون الذيل العمودي منطقيًا ، فإن أسلاف الثدييات البحرية كانت تمتلك أطرافًا تحتها ، وبالتالي تم تكييف العمود الفقري بالفعل مع الحركة لأعلى ولأسفل (التموج الظهري المركزي). عندما انتقلت هذه الحيوانات إلى البيئات البحرية ، واصلت حركتها صعودًا وهبوطًا في السباحة ، الأمر الذي يجعل الذيل الأفقي منطقيًا.

(تقدم مقالة ويكيبيديا عن الزعانف مزيدًا من التفاصيل وروابط لصفحة الويب هذه على Berkeley.edu. تشير ورقة بقلم Thewissen et al. إلى أنه بالنسبة للحوتيات ، جاء التموج الظهري المركزي كاستراتيجية للسباحة أولاً ، وتطور الذيل الأفقي لاحقًا.


تفاصيل اكثر:

في مثال ثالث بعيدًا عن الأسماك والثدييات البحرية ، طورت الإكثيوصورات والزواحف المائية الأخرى ذيولًا عمودية ، على الرغم من أنها تطورت مثل الثدييات البحرية من حيوانات برية ذات أربعة أقدام. قد يكون هذا بسبب الساقين / العمود الفقري / مشية الأرض الزواحف تختلف عن تلك الأرض الثدييات، بحيث سبحت الإكثيوصورات الأولى مع التموج الجانبي ، كما ينعكس في تعديلات العمود الفقري.

يقدم منشور المدونة هذا من قبل Brian Switek عرضًا رائعًا للمسألة ، مع الأرقام والاستشهادات. سأقتبس هذا الجزء الذي يتعامل مع نظرية التموج الظهري المركزي:

... كانت الثدييات وأقاربها تحمل أرجلها تحت أجسامها وليس إلى الجوانب منذ أواخر العصر البرمي ، وبالتالي فإن حركة عمودها الفقري تتكيف مع الحركة لأعلى ولأسفل بدلاً من جنبًا إلى جنب مثل الكثيرين الزواحف والبرمائيات الحية. وبالتالي فإن Pakicetus [الثدييات البرية قبل الحيتانيات] لم يكن ليطور ذيلًا للحركة جنبًا إلى جنب مثل الإكثيوصورات أو أسماك القرش لأنه كان عليه أن يغير تمامًا الطريقة التي تم بها إنشاء العمود الفقري أولاً.

يتابع Switek الحديث عن الاستثناءات في بعض الثدييات البحرية:

في هذه المرحلة ، قد يثير البعض منكم النقطة التي مفادها أن أسماك القرش الحية مثل الفقمات وأسود البحر تتحرك في حركة جنبًا إلى جنب تحت الماء. قد يكون هذا صحيحًا على المستوى السطحي ، لكن الزعانف تستخدم في المقام الأول أطرافها المعدلة (الأطراف الخلفية في الفقمة والأطراف الأمامية في أسود البحر) للتنقل عبر الماء ؛ لا يعتمدون على الدفع من زعنفة كبيرة أو زعنفة ذيلية توفر معظم الدفع مع الزعانف / الأطراف الأمامية التي توفر الرفع وتسمح بالتغيير في الاتجاه. يشير هذا التنوع في الاستراتيجيات في الثدييات البحرية الحية إلى مواقف مختلفة واجهتها أسلاف مختلفون مع مجموعاتهم الخاصة من الخصائص ، ولكن في حالة الحيتان ، يبدو أن أسلافهم كانوا مؤهلين بشكل أفضل للتحرك عن طريق تمويج عمودهم الفقري واستخدام أطرافهم لتوفير بعض دفع / اتجاه إضافي.


تطورت الحيتانيات (أي الثدييات البحرية) من بعض الثدييات الأرضية القديمة ، وبالتالي فإن الذيل هو في الأساس تطور متقارب لوظيفة الذيل.


لقد فكرت في هذا عدة مرات ولكني استمتعت بالتنظير حول الاحتمالات مقابل البحث في نظرية التطور. تعجبني هذه الأفكار أعلاه - أوافق إلى حد معين - ولكن يبدو لي أن: إذا تقريبيا تستخدم جميع "الأسماك" الحركة الجانبية / التشكل ، ويبدو أن هذا بالتأكيد أكثر كفاءة ، وسيتم اعتماده على مدى ملايين السنين ... على الأقل في بعض الأمثلة ... عن طريق الثدييات البحرية ؛ ومع ذلك ، هناك اختلاف واحد وضرورة فسيولوجية أعتقد أنها في الواقع قد تجعل الحظ / الذيل الأفقي مفيدًا. هذا من شأنه أن يجعل فكرة الفقرات مجرد آلية تشكيل في مثل هذا التطور - بدلاً من عامل مقيد.

من أجل التنفس - من أجل القيام بذلك بكفاءة - من الضروري تسطيح السطح ، وبالتالي فإن الدفع الرأسي له أهمية قصوى. Esp ، نظرًا لأن الأنواع البحرية الأخرى التي تتنفس الهواء (تطورت من الحيوانات البرية ...) التي لم تطور حظًا صلبًا (سواء بسبب نقص الوقت التطوري ، أو الاختلافات المورفولوجية السابقة ...) في معظم الحالات لديها نظام دفع أكثر مرونة لتحقيق الكفاءة من خلال تحسين أو تغيير القدرة على المناورة.

تحتوي بعض القروش - كما نوقش في المقالة أعلاه - على هياكل أقل صلابة ، وبالتالي تحسين المرونة / الحركة وفي ذهني - يسير جنبًا إلى جنب مع خلق كفاءة تنفس كافية. بعد ذلك ، في الحالات غير الثديية ، تعد طيور البطريق مثالًا قويًا - حيث أن استخدام "forelimb" (الأجنحة) يخلق المرونة / التنقل لتحقيق الضروريات المذكورة ، ولكن أيضًا ... يتصرف بشكل فعال بشكل مشابه تمامًا (في قسم الدفع الرأسي) الصدفة الأفقية - في عملية الظهور على السطح للتنفس أو خنزير البحر أو الوصول إلى الأرض.


الاختلافات بين الحيتان البالينية والأسنان

الحوتيات هي مجموعة من الثدييات المائية التي تشمل جميع أنواع الحيتان والدلافين. هناك أكثر من 80 نوعًا معروفًا من الحوتيات ، بما في ذلك المياه العذبة والمياه المالحة الأصلية. تنقسم هذه الأنواع إلى مجموعتين رئيسيتين: الحيتان البالينية والحيتان ذات الأسنان. على الرغم من اعتبارهم جميعًا حيتان ، إلا أن هناك بعض الاختلافات المهمة بين النوعين.

البلين مادة مصنوعة من الكيراتين (البروتين الذي يشكل أظافر الإنسان). تحتوي حيتان البالين على 600 صفيحة من البلين في فكها العلوي. تفرز الحيتان مياه البحر من خلال البلين ، ويصطاد الشعر الموجود على البلين الأسماك والروبيان والعوالق. ثم يتدفق الماء المالح مرة أخرى من فم الحوت. تفرز أكبر حيتان البالين وتتغذى على ما يصل إلى طن من الأسماك والعوالق كل يوم.

هناك 12 نوعًا من حيتان البالين تعيش في جميع أنحاء العالم. كانت حيتان البالين (ولا تزال في بعض الأحيان) تصطاد من أجل النفط والعنبر بالإضافة إلى ذلك ، أصيب العديد من الحيتان بسبب القوارب والشباك والتلوث وتغير المناخ. ونتيجة لذلك ، فإن بعض أنواع حيتان البالين مهددة بالانقراض أو على وشك الانقراض.

  • تكون عمومًا أكبر من الحيتان ذات الأسنان. أكبر حيوان في العالم ، الحوت الأزرق ، هو حوت باليني.
  • تتغذى على الأسماك والعوالق الصغيرة بنظام ترشيح مكون من مئات الصفائح البالينية.
  • يميلون إلى العزلة ، على الرغم من أنهم يجتمعون أحيانًا في مجموعات لإطعامهم أو للسفر.
  • قم بوضع فتحتين على رأسهم ، أحدهما بجوار الآخر (الحيتان المسننة لديها واحد فقط).
  • إناث حيتان البالين أكبر من الذكور من نفس النوع.

تشمل أمثلة حيتان البالين الحوت الأزرق ، والحوت الصائب ، والحوت الزعانف ، والحوت الأحدب.


أنواع الحيتانيات

هناك أنواع عديدة من الحوتيات ، والتي تنقسم إلى حد كبير وفقًا لطريقة تغذيتها.

ينقسم ترتيب الحيتان إلى رتبتين فرعيتين ، الحيتان البالينية (الحيتان البالينية) و Odontocetes (الحيتان ذات الأسنان). تعد Odontocetes أكثر عددًا ، وتضم 72 نوعًا مختلفًا ، مقارنة بـ 14 نوعًا من حيتان البالين.

يشمل Mysticetes أنواعًا مثل الحوت الأزرق وحوت الزعنفة والحوت الصائب والحوت الأحدب.

تمتلك Mysticetes المئات من الصفائح الشبيهة بالمشط من البلين المتدلية من الفك العلوي. تتغذى حيتان البالين عن طريق ابتلاع كميات كبيرة من الماء التي تحتوي على مئات أو آلاف الأسماك أو العوالق ، ثم تجبر الماء على الخروج بين ألواح البالين ، تاركًا الفريسة بالداخل ليتم ابتلاعها كاملة.

تشمل Odontocetes حوت العنبر ، orca (الحوت القاتل) ، Beluga وجميع الدلافين وخنازير البحر. هذه الحيوانات لها أسنان مخروطية الشكل أو بأسمائها بأسمائها الحقيقية وعادة ما تلتقط حيوانًا واحدًا في كل مرة وتبتلعها بالكامل. تتغذى Odontocetes في الغالب على الأسماك والحبار ، على الرغم من أن بعض حيتان الأوركا تتغذى على الثدييات البحرية الأخرى.


لماذا يوجد اختلاف في دوران زعنفة الذيل في الأسماك مقارنة بالثدييات البحرية؟ - مادة الاحياء

تتكون شبكة Stack Exchange من 177 مجتمع Q & ampA بما في ذلك Stack Overflow ، أكبر مجتمع عبر الإنترنت وأكثره ثقة للمطورين للتعلم ومشاركة معارفهم وبناء حياتهم المهنية.

المجتمع الحالي

مجتمعاتك

المزيد من مجتمعات التبادل المكدس

قم بتوصيل وتبادل المعرفة في مكان واحد منظم وسهل البحث.

أمين مساعد في حديقة ميسوري النباتية

أعلى مشاركات الشبكة

الحفاظ على الانظار.

لم يقم هذا المستخدم بنشر & # x27t حتى الآن.

شارات (1)

فضة

برونزية

أندر

تصميم / شعار الموقع & # 169 2021 مساهمات مستخدم Stack Exchange Inc المرخصة بموجب cc by-sa. مراجعة 2021.6.21.39540

بالنقر فوق "قبول جميع ملفات تعريف الارتباط" ، فإنك توافق على أن Stack Exchange يمكنها تخزين ملفات تعريف الارتباط على جهازك والكشف عن المعلومات وفقًا لسياسة ملفات تعريف الارتباط الخاصة بنا.


محتويات

لكل نوع من أنواع الزعانف ، هناك عدد من أنواع الأسماك التي فقدت فيها هذه الزعنفة أثناء التطور.

  • إن الوظيفة المميزة للزعانف الصدرية ، والتي تم تطويرها بشكل كبير في بعض الأسماك ، هي تكوين قوة الرفع الديناميكية التي تساعد بعض الأسماك ، مثل أسماك القرش ، في الحفاظ على العمق ، كما تتيح "الطيران" للأسماك الطائرة.
  • في العديد من الأسماك ، تساعد الزعانف الصدرية في المشي ، خاصة في الزعانف الشبيهة بشحمة بعض أسماك الصيادين وفي طين النطاط.
  • يمكن تكييف أشعة معينة من الزعانف الصدرية لتتحول إلى نتوءات شبيهة بالأصابع ، كما هو الحال في روبينز البحر والعوارض الطائرة.
    • يتم استدعاء "قرون" مانتا راي وأقاربهم زعانف رأسية هذا في الواقع تعديل للجزء الأمامي من الزعنفة الصدرية.
    • في الجوبيون ، غالبًا ما يتم دمج زعانف الحوض في قرص مصاصة واحد. يمكن استخدام هذا لإرفاق الأشياء. [1]
    • يمكن أن تتخذ زعانف الحوض العديد من الأوضاع على طول السطح البطني للأسماك. الأجداد البطني يظهر الموقف في (على سبيل المثال) minnows the صدري موقف في sunfish و الوداجي الموضع ، عندما يكون الحوض أماميًا للزعانف الصدرية ، كما يظهر في البربوط. [2]

    الزعانف الظهرية تقع على الظهر. يمكن أن تحتوي السمكة على ثلاث زعانف ظهرية. تعمل الزعانف الظهرية على حماية الأسماك من التدحرج ومساعدتها في المنعطفات والتوقفات المفاجئة.

    • في أسماك الزعنفة ، يتم تعديل الجزء الأمامي من الزعنفة الظهرية إلى شكل إيليسيوم و إيسكا، وهو مكافئ بيولوجي لقضيب الصيد والطعم.
    • تسمى العظام التي تدعم الزعنفة الظهرية الظفرة. هناك اثنان إلى ثلاثة منهم: "قريب" و "وسط" و "بعيد". في الزعانف الصخرية الشائكة ، غالبًا ما يندمج الجزء البعيد في الوسط ، أو لا يكون موجودًا على الإطلاق.

    وظيفة الزعنفة الدهنية غامضة. كثيرًا ما يتم قصه لتمييز الأسماك التي يتم تربيتها في المفرخات ، على الرغم من أن البيانات من عام 2005 أظهرت أن سمك السلمون المرقط مع زعنفته الدهنية المزالة لها تردد ذيل أعلى بنسبة 8٪. [4] [5] اقترحت معلومات إضافية صدرت في عام 2011 أن الزعنفة قد تكون حيوية لاكتشاف والاستجابة للمنبهات مثل اللمس والصوت والتغيرات في الضغط. حدد باحثون كنديون شبكة عصبية في الزعنفة ، مما يشير إلى أنه من المحتمل أن يكون لها وظيفة حسية ، لكنهم ما زالوا غير متأكدين تمامًا من عواقب إزالتها. [6] [7]

    تشير دراسة مقارنة في عام 2013 إلى أن الزعنفة الدهنية يمكن أن تتطور بطريقتين مختلفتين. أحدهما هو الطريقة من النوع السلموني ، حيث تتطور الزعنفة الدهنية من طية الزعنفة اليرقية في نفس الوقت وبنفس الطريقة المباشرة مثل الزعانف المتوسطة الأخرى. والطريقة الأخرى هي الطريقة من النوع الشكلي ، حيث تتطور الزعنفة الدهنية في وقت متأخر بعد تقلص طية الزعنفة اليرقية وتكوّن الزعانف المتوسطة الأخرى. وهم يدّعون أن وجود نوع من التطور الشكلي يشير إلى أن الزعنفة الدهنية ليست "مجرد ثنية زعنفة يرقات" ولا تتفق مع وجهة النظر القائلة بأن الزعنفة الدهنية تفتقر إلى الوظيفة. [3]

    تشير الأبحاث المنشورة في عام 2014 إلى أن الزعنفة الدهنية قد تطورت بشكل متكرر في سلالات منفصلة. [8]

    ال زعنفة خلفية هي زعنفة الذيل (من اللاتينية ذيل ذيل المعنى) ، الموجود في نهاية السويقة الذيلية ويستخدم للدفع. شاهد حركة الزعنفة الذيلية.

    (أ) - غير متجانسة تعني أن الفقرات تمتد إلى الفص العلوي من الذيل ، مما يجعلها أطول (كما في أسماك القرش). إنه عكس hypocercal.

    • هيبوسيركال، المعروف أيضًا باسم عكس heterocercal، يعني أن الفقرات تمتد إلى الفص السفلي من الذيل ، مما يجعلها أطول (كما في الأناسبيدا). إنه عكس كلابية غير متجانسة. [9]

    (ب) - بروتوسركال تعني أن الفقرات تمتد إلى طرف الذيل ويكون الذيل متماثلًا ولكن غير متسع (كما هو الحال في السُّهيمات)

    (ج) - Homocercal حيث تبدو الزعنفة متناظرة ظاهريًا ولكن في الواقع تمتد الفقرات لمسافة قصيرة جدًا في الفص العلوي من الزعنفة

    (د) - ديفيكلركال تعني أن الفقرات تمتد إلى طرف الذيل ويكون الذيل متماثلًا ومتسعًا (كما هو الحال في البشير ، والسمكة الرئوية ، ولامبري ، والكولاكانث). كان لمعظم أسماك الباليوزويز ذيل غير متجانسة ثنائي النواة. [10]

    معظم الأسماك الحديثة (teleosts) لها ذيل متماثل. تظهر في مجموعة متنوعة من الأشكال ويمكن أن تظهر:

    • مدور
    • مقطوع، تنتهي بحافة عمودية أكثر أو أقل (مثل السلمون)
    • متشعب، تنتهي بشقين
    • هامارجيني، منتهية بمنحنى طفيف إلى الداخل.
    • هلالي أو على شكل هلال

    فينليتس بعض أنواع الأسماك سريعة السباحة لها أفقي عارضة الذيلية فقط أمام زعنفة الذيل. يشبه إلى حد كبير عارضة السفينة ، فهو عبارة عن سلسلة من التلال الجانبية على السويقة الذيلية ، والتي تتكون عادةً من حلق (انظر أدناه) ، والتي توفر الاستقرار والدعم للزعنفة الذيلية. قد يكون هناك عارضة زوجية واحدة ، واحدة على كل جانب ، أو زوجان فوق وتحت.

    فينليتس هي زعانف صغيرة ، بشكل عام خلف الزعنفة الظهرية والشرجية (في البشير ، توجد فقط الزعانف على السطح الظهري ولا توجد زعنفة ظهرية). في بعض الأسماك مثل التونة أو الساورات ، تكون عديمة الشعاع وغير قابلة للسحب وتوجد بين الزعنفة الظهرية و / أو الشرجية والزعنفة الذيلية.

    تشكل الأسماك العظمية مجموعة تصنيفية تسمى Osteichthyes. لديهم هياكل عظمية من العظام ، ويمكن أن تتناقض مع الأسماك الغضروفية التي لها هياكل عظمية مصنوعة من الغضاريف. تنقسم الأسماك العظمية إلى أسماك شعاعية الزعانف وشحمة الزعانف. معظم الأسماك ذات زعانف شعاعية ، وهي مجموعة وفيرة ومتنوعة للغاية تتكون من أكثر من 30000 نوع. إنها أكبر فئة من الفقاريات الموجودة اليوم. في الماضي البعيد ، كانت الأسماك ذات الزعانف وفيرة. في الوقت الحاضر انقرضت بشكل رئيسي ، مع ثمانية أنواع حية فقط. الأسماك العظمية لها أشواك وأشعة زعنفة تسمى lepidotrichia. عادة ما يكون لديهم قربة للسباحة ، مما يسمح للأسماك بإنشاء توازن محايد بين الغرق والطفو دون الحاجة إلى استخدام زعانفها. ومع ذلك ، فإن قربة السباحة غائبة في العديد من الأسماك ، وعلى الأخص في Lungfishes ، وهي الأسماك الوحيدة التي احتفظت بالرئة البدائية الموجودة في السلف المشترك للأسماك العظمية التي نشأت منها قربة السباحة. تحتوي الأسماك العظمية أيضًا على غطاء زجاجي يساعدها على التنفس دون الحاجة إلى استخدام الزعانف للسباحة.

    تحرير زعانف الفص

    تشكل الأسماك ذات الزعانف فئة من الأسماك العظمية تسمى Sarcopterygii. لديهم زعانف لحمية ، مفصصة ، مقترنة ، ترتبط بالجسم بواسطة عظم واحد. [11] تختلف زعانف الأسماك ذات الفصوص الزعانف عن تلك الموجودة في جميع الأسماك الأخرى من حيث أن كل منها يحمل على ساق سمين يشبه الفصوص متقشر يمتد من الجسم. الزعانف الصدرية والحوضية لها مفاصل تشبه تلك الخاصة بأطراف رباعي الأرجل. تطورت هذه الزعانف إلى أرجل أول الفقاريات الأرضية رباعي الأرجل ، البرمائيات. كما أنها تمتلك زعنفتين ظهريتين بقواعد منفصلة ، على عكس الزعنفة الظهرية المفردة للأسماك ذات الزعانف.

    سمك السيلاكانث هو سمكة ذات شحمة الزعانف لا تزال موجودة. يُعتقد أنها تطورت إلى شكلها الحالي تقريبًا منذ حوالي 408 مليون سنة ، خلال العصر الديفوني المبكر. [12] حركة السيلكانث فريدة من نوعها بالنسبة لنوعها. للتنقل ، تستفيد أسماك السيلكانث في الغالب من صعود أو هبوط التيار والانجراف. يستخدمون زعانفهم المزدوجة لتثبيت حركتهم عبر الماء. أثناء وجودهم في قاع المحيط ، لا يتم استخدام زعانفهم المزدوجة في أي نوع من الحركة. يمكن أن تخلق السيلاكانث قوة دفع لبدء سريع باستخدام زعانفها الذيلية. نظرًا للعدد الكبير من الزعانف التي تمتلكها ، تتمتع أسماك السيلاكانث بقدرة عالية على المناورة ويمكنها توجيه أجسامها في أي اتجاه تقريبًا في الماء. لقد شوهدوا وهم يركضون على رؤوسهم ويسبحون البطن. يُعتقد أن عضوهم المنقاري يساعد في إعطاء الإحساس الكهربائي بالكويلكانث ، والذي يساعد في حركتهم حول العوائق. [13]

    أسماك الرئة هي أيضًا أسماك حية ذات شرائح الزعانف. تحدث في أفريقيا (بروتوبتروس) ، أستراليا (نيوسيراتودوس) وأمريكا الجنوبية (ليبيدوسرين).

    تنوع الزعانف في الأسماك ذات الفصوص الزعانف تحرير

    راي زعانف تحرير

    تشكل أسماك شعاع الزعانف فئة من الأسماك العظمية تسمى Actinopterygii. زعانفها تحتوي على أشواك أو أشعة. قد تحتوي الزعنفة على أشعة شوكية فقط ، أو أشعة ناعمة فقط ، أو مزيج من الاثنين معًا. إذا كان كلاهما موجودًا ، فإن الأشعة الشوكية تكون دائمًا أمامية. تكون الأشواك بشكل عام صلبة وحادة. تكون الأشعة بشكل عام لينة ومرنة ومجزأة وقد تكون متفرعة. هذا التقسيم للأشعة هو الاختلاف الرئيسي الذي يفصلها عن العمود الفقري قد يكون مرنًا في بعض الأنواع ، لكنها لن تكون مجزأة أبدًا.

    للأشواك مجموعة متنوعة من الاستخدامات. في سمك السلور ، يتم استخدامها كشكل من أشكال الدفاع لدى العديد من أسماك السلور القدرة على قفل أشواكها للخارج. تستخدم الأسماك الزنادية أيضًا أشواكًا لإغلاق الشقوق لمنعها من الانسحاب.

    تتكون Lepidotrichia عادة من العظام ، ولكن في أوائل العظام مثل Cheirolepis، كان هناك أيضا العاج والمينا. [14] وهي مجزأة وتظهر كسلسلة من الأقراص مكدسة واحدة فوق الأخرى. قد تكون مشتقة من قشور الجلد. [14] يُعتقد أن الأساس الجيني لتكوين أشعة الزعانف هو جينات مشفرة لإنتاج بروتينات معينة. لقد تم اقتراح أن تطور الطرف رباعي الأرجل من الأسماك ذات الفصوص ذات الزعانف مرتبط بفقدان هذه البروتينات. [15]

    تنوع الزعانف في الأسماك شعاعية الزعانف تحرير

    سمكة البلط الشفافة Sternoptyx diaphana

    السمكة المنتفخة النجمية أروثرون ستيلاتوس

    Cusk-eel مقاييس القياس القاعدية القوية

    سبيرفيش قصير المنقار تترابتوروس أنجوستيروستريس

    سكين الشبح Sternarchorhynchus أوكسيرينخوس

    تشكل الأسماك الغضروفية فئة من الأسماك تسمى الغضروفية. لديهم هياكل عظمية مصنوعة من الغضاريف وليس العظام. يشمل الفصل أسماك القرش والراي وكيمايرا. الهياكل العظمية لزعانف القرش مستطيلة ومدعومة بأشعة ناعمة وغير مقسمة تسمى ceratotrichia ، وهي خيوط من البروتين المرن تشبه الكيراتين القرني في الشعر والريش. [16] في الأصل لم يتم توصيل المشدات الصدرية والحوضية ، والتي لا تحتوي على أي عناصر جلدية. في الأشكال اللاحقة ، أصبح كل زوج من الزعانف متصلاً بطنيًا في المنتصف عندما تطورت القضبان الكتفية والكتفية. في الأشعة ، تتصل الزعانف الصدرية بالرأس وهي مرنة للغاية.واحدة من الخصائص الأساسية الموجودة في معظم أسماك القرش هي الذيل غير المتجانسة ، والتي تساعد في الحركة. [17] تمتلك معظم أسماك القرش ثماني زعانف. لا يمكن لأسماك القرش إلا أن تبتعد عن الأشياء الموجودة أمامها مباشرة لأن زعانفها لا تسمح لها بالتحرك في اتجاه الذيل أولاً. [18]

    كما هو الحال مع معظم الأسماك ، توفر ذيول أسماك القرش قوة دفع ، مما يجعل السرعة والتسارع يعتمدان على شكل الذيل. تختلف أشكال الزعنفة الذيلية بشكل كبير بين أنواع أسماك القرش ، نظرًا لتطورها في بيئات منفصلة. تمتلك أسماك القرش زعنفة ذيلية غير متجانسة يكون فيها الجزء الظهري عادة أكبر بشكل ملحوظ من الجزء البطني. وذلك لأن العمود الفقري لسمك القرش يمتد إلى ذلك الجزء الظهري ، مما يوفر مساحة سطح أكبر لربط العضلات. وهذا يسمح بحركة أكثر كفاءة بين هذه الأسماك الغضروفية السالبة الطفو. على النقيض من ذلك ، تمتلك معظم الأسماك العظمية زعنفة ذيلية متجانسة. [19]

    تمتلك أسماك قرش النمر فصًا علويًا كبيرًا ، مما يسمح بالإبحار البطيء والاندفاعات المفاجئة للسرعة. يجب أن يكون قرش النمر قادرًا على الالتواء والالتفاف في الماء بسهولة عند الصيد لدعم نظامه الغذائي المتنوع ، في حين أن القرش البوربيجل ، الذي يصطاد أسماكًا مدرسية مثل الماكريل والرنجة ، لديه فص سفلي كبير لمساعدته على مواكبة سرعته. - فريسة السباحة. [20] تساعد تعديلات الذيل الأخرى أسماك القرش على اصطياد الفرائس بشكل مباشر ، مثل استخدام القرش الدراس لفصه العلوي القوي والممدود لصعق الأسماك والحبار.

    زعانف سمك القرش تحرير

    وفقًا لجمعية الرفق بالحيوان الدولية ، يُقتل ما يقرب من 100 مليون سمكة قرش كل عام بسبب زعانفها ، في عمل يُعرف باسم زعانف سمك القرش. [21] بعد قطع الزعانف ، تُلقى أسماك القرش المشوهة مرة أخرى في الماء وتُترك لتموت.

    في بعض بلدان آسيا ، تعتبر زعانف القرش من الأطعمة الشهية ، مثل حساء زعانف القرش. [22] في الوقت الحالي ، أثرت المخاوف الدولية بشأن استدامة ورفاهية أسماك القرش على استهلاك وتوافر حساء زعانف القرش في جميع أنحاء العالم. [23] يُحظر زعانف سمك القرش في العديد من البلدان.

    توليد الدفع تحرير

    تولد الزعانف ذات الشكل الرقائق دفعًا عند تحريكها ، ورفع الزعنفة يحرك الماء أو الهواء ويدفع الزعنفة في الاتجاه المعاكس. تحصل الحيوانات المائية على قوة دفع كبيرة عن طريق تحريك الزعانف ذهابًا وإيابًا في الماء. غالبًا ما يتم استخدام زعنفة الذيل ، لكن بعض الحيوانات المائية تولد قوة دفع من الزعانف الصدرية. [24]

    يحدث التجويف عندما يتسبب الضغط السلبي في تكوين فقاعات (تجاويف) في سائل ، ثم ينهار بسرعة وبعنف. يمكن أن يسبب تلفًا وتآكلًا كبيرًا. [25] يمكن أن يحدث تلف التجويف في زعانف الذيل لحيوانات بحرية السباحة القوية ، مثل الدلافين والتونة. من المرجح أن يحدث التجويف بالقرب من سطح المحيط ، حيث يكون ضغط المياه المحيط منخفضًا نسبيًا. حتى لو كانت لديها القدرة على السباحة بشكل أسرع ، فقد تضطر الدلافين إلى تقييد سرعتها لأن فقاعات التجويف المنهارة على ذيلها مؤلمة للغاية. [26] يؤدي التجويف أيضًا إلى إبطاء سمك التونة ، ولكن لسبب مختلف. على عكس الدلافين ، لا تشعر هذه الأسماك بالفقاعات ، لأنها تمتلك زعانف عظمية بدون نهايات عصبية. ومع ذلك ، لا يمكنهم السباحة بشكل أسرع لأن فقاعات التجويف تخلق طبقة بخار حول زعانفها مما يحد من سرعتها. تم العثور على آفات على سمك التونة تتوافق مع أضرار التجويف. [26]

    تعتبر أسماك سكومبريد (التونة والماكريل والبونيتو) من السباحين ذوي الأداء العالي بشكل خاص. يوجد على طول الهامش الموجود في مؤخرة أجسامهم خط من الزعانف الصغيرة الخالية من الأشعة وغير القابلة للسحب ، والمعروفة باسم الزعانف الصغيرة. كان هناك الكثير من التكهنات حول وظيفة هذه الزعانف. أشارت الأبحاث التي أجراها Nauen and Lauder في عامي 2000 و 2001 إلى أن "الزعانف لها تأثير هيدروديناميكي على التدفق المحلي أثناء السباحة الثابتة" وأن "الزعنفة الأكثر خلفية موجهة لإعادة توجيه التدفق إلى دوامة الذيل النامية ، مما قد يزيد الدفع الناتج عن ذيل الماكريل ". [27] [28] [29]

    تستخدم الأسماك زعانف متعددة ، لذلك من الممكن أن يكون لزعنفة معينة تفاعل هيدروديناميكي مع زعنفة أخرى. على وجه الخصوص ، قد تكون الزعانف مباشرة في أعلى منبع الزعنفة الذيلية (الذيل) زعانف قريبة يمكن أن تؤثر بشكل مباشر على ديناميكيات التدفق عند الزعنفة الذيلية. في عام 2011 ، تمكن الباحثون الذين يستخدمون تقنيات التصوير الحجمي من إنشاء "أول مناظر فورية ثلاثية الأبعاد لهياكل اليقظة حيث يتم إنتاجها عن طريق الأسماك التي تسبح بحرية". ووجدوا أن "ضربات الذيل المستمرة أدت إلى تكوين سلسلة متصلة من حلقات الدوامة" وأن "استيقاظ الزعنفة الظهرية والشرجية مقيدة بسرعة بواسطة الزعنفة الذيلية ، تقريبًا خلال الإطار الزمني لضرب الذيل اللاحق". [30]

    التحكم في الحركة تحرير

    بمجرد إنشاء الحركة ، يمكن التحكم في الحركة نفسها باستخدام زعانف أخرى. [24] [31]

    غالبًا ما تتشكل أجسام أسماك الشعاب المرجانية بشكل مختلف عن أسماك المياه المفتوحة. عادة ما تُبنى أسماك المياه المفتوحة من أجل السرعة ، وتكون مبسطة مثل الطوربيدات لتقليل الاحتكاك أثناء تحركها عبر الماء. تعمل أسماك الشعاب المرجانية في المساحات الضيقة نسبيًا والمناظر الطبيعية المعقدة تحت الماء للشعاب المرجانية. تعتبر القدرة على المناورة أكثر أهمية من سرعة الخط المستقيم ، لذلك طورت أسماك الشعاب المرجانية أجسامًا تعمل على تحسين قدرتها على الانطلاق وتغيير الاتجاه. إنهم يتفوقون على الحيوانات المفترسة عن طريق التهرب من الشقوق في الشعاب المرجانية أو لعب الغميضة والبحث حول رؤوس المرجان. [35] لقد تطورت الزعانف الصدرية والحوضية للعديد من أسماك الشعاب المرجانية ، مثل سمكة الفراشة وسمك الدامسيل والسمكة الملائكية ، بحيث يمكن أن تعمل كمكابح وتسمح بمناورات معقدة. [37] العديد من أسماك الشعاب المرجانية ، مثل سمكة الفراشة ، وسمكة الدامسيل ، والسمكة الملائكية ، طورت أجسامًا عميقة ومضغوطة جانبياً مثل الفطيرة ، وسوف تتناسب مع الشقوق في الصخور. لقد تطورت زعانفها الحوضية والصدرية بشكل مختلف ، لذا فهي تعمل جنبًا إلى جنب مع الجسم المسطح لتحسين القدرة على المناورة. [35] بعض الأسماك ، مثل السمكة المنتفخة وسمك الملفوف وسمك الجذع ، تعتمد على الزعانف الصدرية للسباحة وبالكاد تستخدم زعانف الذيل على الإطلاق. [37]

    تحرير الاستنساخ

    تحتوي الأسماك الغضروفية الذكرية (أسماك القرش والشفنين) ، وكذلك ذكور بعض الأسماك ذات الزعانف الحاملة للأشعة الحية ، على زعانف تم تعديلها لتعمل كأعضاء دخيلة ، وملحقات تكاثرية تسمح بالتخصيب الداخلي. في الأسماك الزعانف راي يطلق عليهم غونوبوديا أو أندروبوديا، وفي الأسماك الغضروفية يطلق عليهم claspers.

    جونوبوديا توجد على ذكور بعض الأنواع في فصيلة Anablepidae و Poeciliidae. إنها زعانف شرجية تم تعديلها لتعمل كأعضاء متداخلة متحركة وتستخدم لتلقيح الإناث بالذوبان أثناء التزاوج. يتم تشكيل الأشعة الثالثة والرابعة والخامسة من الزعنفة الشرجية للذكور في هيكل يشبه الأنبوب يتم فيه إخراج الحيوانات المنوية من السمكة. [40] عندما يكون الجونوبوديوم جاهزًا للتزاوج ، يصبح منتصبًا ويشير إلى الأمام نحو الأنثى. يقوم الذكر بإدخال العضو قريبًا في الفتحة الجنسية للأنثى ، مع تعديلات تشبه الخطاف تسمح للأسماك بالإمساك بالأنثى لضمان التشريب. إذا بقيت الأنثى ثابتة واتصل شريكها بمنفسها بجونوبوديوم ، يتم تخصيبها. يتم الاحتفاظ بالحيوانات المنوية في قناة البيض الأنثوية. هذا يسمح للإناث بتلقيح نفسها في أي وقت دون مزيد من المساعدة من الذكور. في بعض الأنواع ، قد يكون gonopodium نصف إجمالي طول الجسم. أحيانًا تكون الزعنفة طويلة جدًا بحيث لا يمكن استخدامها ، كما هو الحال في سلالات "lyretail" Xiphophorus helleri. قد تصاب الإناث المعالجة بالهرمونات. هذه غير مجدية للتكاثر.

    تم العثور على أعضاء مماثلة ذات خصائص مماثلة في الأسماك الأخرى ، على سبيل المثال أندروبوديوم في ال هيميرهامفودون أو في Goodeidae [41] أو غونوبوديوم في وسط الترياسي † Saurichthys، أقدم مثال معروف للحيوية في سمكة شعاعية الزعانف. [42]

    كلاسبيرس توجد على ذكور الأسماك الغضروفية. إنها الجزء الخلفي من زعانف الحوض التي تم تعديلها أيضًا لتعمل كأعضاء متداخلة ، وتستخدم لتوجيه السائل المنوي إلى عباءة الأنثى أثناء الجماع. عادة ما تتضمن عملية التزاوج في أسماك القرش رفع أحد الكلاسبير للسماح بدخول الماء إلى سيفون من خلال فتحة معينة. يتم بعد ذلك إدخال المشبك في العباءة ، حيث يفتح مثل المظلة لتثبيت موضعه. ثم يبدأ السيفون بالتعاقد بطرد الماء والحيوانات المنوية. [43] [44]

    وظائف أخرى تحرير

    تشمل الاستخدامات الأخرى للزعانف المشي والجلوس في قاع البحر ، والانزلاق فوق الماء ، وتبريد درجة حرارة الجسم ، وصعق الفريسة ، والعرض (إخافة الحيوانات المفترسة ، والتودد) ، والدفاع (أشواك الزعانف السامة ، والانغلاق بين الشعاب المرجانية) ، وجذب الفريسة ، وهياكل المرفقات.

    سمكة أبو شراع الهندية والمحيط الهادئ لها زعنفة ظهرية بارزة. مثل السكومبرويد والأسماك الخرانية الأخرى ، فإنها تبسط نفسها عن طريق سحب زعانفها الظهرية إلى أخدود في أجسامها عندما تسبح. [45] يتم الاحتفاظ بالزعنفة الظهرية الضخمة ، أو الشراع ، لسمكة أبو شراع منكمشة معظم الوقت. تقوم أسماك أبو شراع بتربيتها إذا أرادت تربية مجموعة من الأسماك الصغيرة ، وأيضًا بعد فترات من النشاط العالي ، ويفترض أن تهدأ. [45] [46]

    يحتوي الجرنارد الطائر الشرقي على زعانف صدرية كبيرة تمسكها عادة بجسمها ، وتتوسع عندما تتعرض للتهديد لإخافة الحيوانات المفترسة. على الرغم من اسمها ، فهي سمكة قاعية ، وليست سمكة طائرة ، وتستخدم زعانف الحوض للمشي على طول قاع المحيط. [48] ​​[49]

    يمكن أن يكون للزعانف أهمية تكيفية مثل الحلي الجنسية. أثناء الخطوبة ، أنثى البلطي ، Pelvicachromis taeniatus، يعرض زعنفة حوض أرجوانية كبيرة الحجم وملفتة للنظر. "وجد الباحثون أن الذكور يفضلون بشكل واضح الإناث ذات الزعنفة الحوضية الأكبر وأن زعانف الحوض نمت بطريقة غير متناسبة أكثر من الزعانف الأخرى على إناث الأسماك." [50] [51]

    تطور الزعانف المزدوجة

    هناك فرضيتان سائدتان تمت مناقشتهما تاريخياً كنماذج لتطور الزعانف المزدوجة في الأسماك: نظرية القوس الخيشومي ونظرية الطية الجانبية للزعانف. الأول ، الذي يشار إليه عادة باسم "فرضية Gegenbaur" ، تم طرحه في عام 1870 ويقترح أن "الزعانف المزدوجة مشتقة من الهياكل الخيشومية". [53] لم يعد هذا من الشعبية لصالح نظرية طيات الزعانف الجانبية ، التي اقترحت لأول مرة في عام 1877 ، والتي تقترح أن الزعانف المزدوجة تتبرعم من الطيات الطولية الجانبية على طول البشرة خلف الخياشيم مباشرة. [54] هناك دعم ضعيف لكلا الفرضيتين في سجل الحفريات وفي علم الأجنة. [55] ومع ذلك ، فقد دفعت الأفكار الحديثة من النمط التنموي إلى إعادة النظر في كلتا النظريتين من أجل توضيح أصول الزعانف المزدوجة بشكل أفضل.

    تحرير النظريات الكلاسيكية

    تم تقديم مفهوم Karl Gegenbaur لـ "Archipterygium" في عام 1876. [56] وُصِف بأنه شعاع خيشومي أو "ساق غضروفي متصل" يمتد من القوس الخيشومي. نشأت أشعة إضافية من على طول القوس ومن شعاع الخيشوم المركزي. اقترح Gegenbaur نموذجًا للتماثل التحويلي - أن كل الزعانف والأطراف الفقارية كانت تحولات في الأرخبيل. بناءً على هذه النظرية ، فإن الزوائد المقترنة مثل الزعانف الصدرية والحوضية كانت ستختلف عن الأقواس الخيشومية وتهاجر إلى الخلف. ومع ذلك ، كان هناك دعم محدود لهذه الفرضية في السجل الأحفوري على حد سواء شكليًا وتطورًا. [55] بالإضافة إلى ذلك ، لم يكن هناك دليل يذكر على الهجرة الأمامية والخلفية لزعانف الحوض. [57] أدت أوجه القصور هذه في نظرية القوس الخيشومي إلى زوالها المبكر لصالح نظرية الطي الزعنفة الجانبية التي اقترحها سانت جورج جاكسون ميفارت وفرانسيس بلفور وجيمس كينجسلي ثاشر.

    افترضت نظرية طيات الزعانف الجانبية أن الزعانف المزدوجة تطورت من الطيات الجانبية على طول جدار جسم السمكة. [54] مثلما أدى تجزئة وتبرعم طية الزعنفة المتوسطة إلى ظهور الزعانف المتوسطة ، تم اقتراح آلية مماثلة لتجزئة برعم الزعنفة والاستطالة من طية الزعنفة الجانبية مما أدى إلى ازدواج الزعانف الصدرية والحوضية. ومع ذلك ، كان هناك القليل من الأدلة على الانتقال الجانبي من الطية إلى الزعانف في السجل الأحفوري. [58] بالإضافة إلى ذلك ، تبين لاحقًا من الناحية التطورية أن الزعانف الصدرية والحوضية تنشأ من أصول تطورية وآلية متميزة. [55]

    تحرير علم الأحياء التطوري التطوري

    قارنت الدراسات الحديثة في تطور الجنين وتطور الزوائد المقترنة بين الفقاريات التي لا نهاية لها - مثل الجلكى - مع الغضروف ، وهي أكثر الفقاريات الحية القاعدية ذات الزعانف المزدوجة. [59] في عام 2006 ، وجد الباحثون أن نفس البرمجة الجينية المشاركة في تجزئة وتطوير الزعانف المتوسطة تم العثور عليها في تطوير الزوائد المزدوجة في catsharks. [60] على الرغم من أن هذه النتائج لا تدعم بشكل مباشر فرضية طية الزعانف الجانبية ، إلا أن المفهوم الأصلي لآلية النمو التطورية ذات الزعانف المشتركة المزدوجة لا تزال ذات صلة.

    يمكن العثور على تجديد مماثل لنظرية قديمة في البرمجة التنموية لأقواس الخيشومية الغضروفية والملحقات المقترنة. في عام 2009 ، أوضح باحثون في جامعة شيكاغو أن هناك آليات نمط جزيئي مشتركة في التطور المبكر لقوس الخيشوم الغضروفي والزعانف المزدوجة. [61] مثل هذه النتائج دفعت إلى إعادة النظر في نظرية القوس الخيشومي التي تم فضحها. [58]

    من الزعانف إلى الأطراف تحرير

    الأسماك هي أسلاف جميع الثدييات والزواحف والطيور والبرمائيات. [62] على وجه الخصوص ، تطورت رباعيات الأرجل الأرضية (الحيوانات ذات الأرجل الأربعة) من الأسماك وقامت بغزواتها الأولى على الأرض منذ 400 مليون سنة. [63] استخدموا الزعانف الصدرية والحوضية المزدوجة للتنقل. تطورت الزعانف الصدرية إلى أرجل أمامية (أذرع في حالة الإنسان) وتطورت زعانف الحوض إلى أرجل خلفية. [64] الكثير من الآلات الوراثية التي تبني طرفًا يمشي في رباعي الأرجل موجودة بالفعل في زعنفة السباحة للأسماك. [65] [66]

    في عام 2011 ، استخدم باحثون في جامعة موناش في أستراليا سمكة الرئة البدائية التي لا تزال حية "لتتبع تطور عضلات زعنفة الحوض لمعرفة كيفية تطور الأطراف الخلفية الحاملة لرباعي الأرجل". [68] [69] وجدت أبحاث أخرى في جامعة شيكاغو أن أسماك الرئة التي تسير على القاع قد طورت بالفعل خصائص المشية لرباعي الأرجل الأرضية. [70] [71]

    في مثال كلاسيكي للتطور المتقارب ، تطورت الأطراف الصدرية للبيروصورات والطيور والخفافيش على طول مسارات مستقلة إلى أجنحة طائرة. حتى مع الأجنحة الطائرة ، هناك العديد من أوجه التشابه مع أرجل المشي ، وقد تم الاحتفاظ بالجوانب الأساسية للمخطط الجيني للزعنفة الصدرية. [72] [73]

    ظهرت الثدييات الأولى خلال فترة العصر البرمي (بين 298.9 و 252.17 مليون سنة مضت). بدأت عدة مجموعات من هذه الثدييات في العودة إلى البحر ، بما في ذلك الحيتانيات (الحيتان والدلافين وخنازير البحر). يشير تحليل الحمض النووي الحديث إلى أن الحيتان تطورت من داخل ذوات الحوافر الزوجية الأصابع ، وأنها تشترك في سلف مشترك مع فرس النهر. [74] [75] منذ حوالي 23 مليون سنة بدأت مجموعة أخرى من الثدييات البرية الشبيهة بالدب بالعودة إلى البحر. كانت هذه الأختام. [76] ما أصبح أطرافًا مشيًا في الحيتانيات والفقمة تطور بشكل مستقل إلى أشكال جديدة من زعانف السباحة. أصبحت الأطراف الأمامية زعانف ، في حين أن الأطراف الخلفية إما فقدت (الحيتان) أو تم تعديلها أيضًا إلى زعنفة (زعانف). في الحيتانيات ، اكتسب الذيل زعنفتين في النهاية ، تسمى حظ. [77] عادة ما تكون ذيول الأسماك عمودية وتتحرك من جانب إلى آخر. تكون مثقوبة الحوتيات أفقية وتتحرك لأعلى ولأسفل ، لأن أشواك الحيتانيات تنحني بنفس الطريقة كما في الثدييات الأخرى. [78] [79]

    الإكثيوصورات هي زواحف قديمة تشبه الدلافين. ظهرت لأول مرة منذ حوالي 245 مليون سنة واختفت منذ حوالي 90 مليون سنة.

    "هذا الزواحف البحرية مع أسلاف برية تقاربت بشدة على الأسماك لدرجة أنها طورت بالفعل زعنفة ظهرية وزعنفة ذيل لتحسين الحركة المائية. هذه الهياكل كلها أكثر روعة لأنها تطورت من لا شيء - الزواحف الأرضية الأسلاف لم يكن لديها سنام على ظهره أو نصله على ذيله ليكون بمثابة مقدمة ". [80]

    قال عالم الأحياء ستيفن جاي جولد إن الإكثيوصور هو مثاله المفضل للتطور المتقارب. [81]

    تطورت الزعانف أو الزعانف بأشكال مختلفة وفي مواقع مختلفة (الأطراف والجسم والذيل) في عدد من مجموعات رباعيات الأرجل الأخرى ، بما في ذلك الطيور الغاطسة مثل طيور البطريق (المعدلة من الأجنحة) والسلاحف البحرية (الأطراف الأمامية المعدلة إلى زعانف) والموساصور (الأطراف معدلة إلى زعانف) ، وثعابين البحر (تمدد رأسيا ، وذيل زعنفة مسطحة).

    في التسعينيات ، قامت وكالة المخابرات المركزية ببناء سمكة قرموط آلية تسمى تشارلي، مصممة لجمع المعلومات الاستخبارية تحت الماء دون أن يتم اكتشافها [82]
    فيديو خارجي
    تشارلي سمك السلور - فيديو CIA
    AquaPenguin - فيستو ، يوتيوب
    أكواراي - فيستو ، يوتيوب
    AquaJelly - فيستو ، يوتيوب
    AiraCuda - فيستو ، يوتيوب

    يمكن أن يكون استخدام الزعانف لدفع الحيوانات المائية فعالاً بشكل ملحوظ. تم حساب أن بعض الأسماك يمكن أن تحقق كفاءة دفع أكبر من 90٪. [24] يمكن للأسماك أن تتسارع وتناور بشكل أكثر فاعلية من القوارب أو الغواصات ، وتنتج قدرًا أقل من اضطراب المياه والضوضاء. وقد أدى ذلك إلى دراسات المحاكاة الحيوية للروبوتات تحت الماء والتي تحاول محاكاة حركة الحيوانات المائية. [83] مثال على ذلك هو Robot Tuna الذي بناه معهد مجال الروبوتات ، لتحليل ونمذجة الحركة الرونية الشكل رياضيًا. [84] في عام 2005 ، عرض أكواريوم Sea Life London Aquarium ثلاث أسماك آلية تم إنشاؤها بواسطة قسم علوم الكمبيوتر في جامعة إسيكس. تم تصميم الأسماك لتكون مستقلة ، تسبح وتتجنب العقبات مثل الأسماك الحقيقية. ادعى منشئهم أنه كان يحاول الجمع بين "سرعة سمك التونة ، وتسارع رمح ، ومهارات الملاحة في ثعبان البحر." [85] [86] [87]

    ال أكوابينجوين، التي طورتها شركة Festo الألمانية ، تنسخ الشكل الانسيابي والدفع بواسطة الزعانف الأمامية لطيور البطريق. [88] [89] تم تطوير Festo أيضًا أكواراي, [90] AquaJelly [91] و AiraCuda، [92] على التوالي محاكاة حركة أسماك شيطان البحر وقنديل البحر والباراكودا.

    في عام 2004 ، صمم هيو هير من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا نموذجًا أوليًا لسمكة آلية بيوميكاترونيك مع مشغل حي عن طريق زرع العضلات جراحيًا من أرجل الضفادع إلى الروبوت ثم جعل الروبوت يسبح عن طريق نبض ألياف العضلات بالكهرباء. [93] [94]

    تقدم الأسماك الروبوتية بعض المزايا البحثية ، مثل القدرة على فحص جزء فردي من تصميم الأسماك بمعزل عن بقية الأسماك. ومع ذلك ، فإن هذا يخاطر بإفراط في تبسيط علم الأحياء لذلك يتم التغاضي عن الجوانب الرئيسية لتصميم الحيوان. تسمح الأسماك الروبوتية أيضًا للباحثين بتغيير معلمة واحدة ، مثل المرونة أو التحكم في الحركة المحدد. يمكن للباحثين قياس القوى بشكل مباشر ، وهو أمر ليس من السهل القيام به في الأسماك الحية. "تسهل الأجهزة الروبوتية أيضًا الدراسات الحركية ثلاثية الأبعاد والتحليلات الهيدروديناميكية المرتبطة ، حيث يمكن معرفة موقع السطح الحركي بدقة. والمكونات الفردية للحركة الطبيعية (مثل الشوط الأمامي مقابل.يمكن برمجتها بشكل منفصل ، وهو أمر يصعب تحقيقه بالتأكيد عند العمل مع حيوان حي ".


    محتويات

    تسبح الأسماك بممارسة القوة ضد المياه المحيطة. هناك استثناءات ، ولكن يتم تحقيق ذلك عادةً عن طريق انقباض عضلات السمكة على جانبي جسمها من أجل توليد موجات من الانثناء التي تنتقل بطول الجسم من الأنف إلى الذيل ، وتزداد عمومًا مع مرور الوقت. تلغي القوى الموجهة التي تمارس على الماء بهذه الحركة جانبًا ، ولكنها تولد قوة صافية للخلف تدفع بدورها السمكة إلى الأمام عبر الماء. تولد معظم الأسماك قوة الدفع باستخدام الحركات الجانبية للجسم والزعنفة الذيلية ، لكن العديد من الأنواع الأخرى تتحرك بشكل أساسي باستخدام زعانفها المتوسطة والمزدوجة. المجموعة الأخيرة تسبح ببطء ، ولكنها يمكن أن تستدير بسرعة ، كما هو مطلوب عند العيش في الشعاب المرجانية على سبيل المثال. لكنهم لا يستطيعون السباحة بنفس سرعة الأسماك باستخدام أجسامهم وزعانفهم الذيلية. [1] [2]

    تعديل دفع الجسم / الزعنفة الذيلية

    هناك خمس مجموعات تختلف في جزء الجسم الذي يتم إزاحته جانبياً: [1]

    تحرير Anguilliform

    في المجموعة الوعائية ، التي تحتوي على بعض الأسماك الطويلة والنحيلة مثل الثعابين ، هناك زيادة طفيفة في اتساع موجة الانثناء أثناء مرورها على طول الجسم. [1] [3]

    تحرير شبه carangiform

    تتميز المجموعة شبه القرنية بزيادة ملحوظة في اتساع الموجة على طول الجسم حيث يتم تنفيذ الغالبية العظمى من العمل بواسطة النصف الخلفي من السمكة. بشكل عام ، يكون جسم السمكة أكثر صلابة ، مما يؤدي إلى سرعة أعلى مع تقليل القدرة على المناورة. يستخدم سمك السلمون المرقط الحركة شبه القرنية. [1]

    تحرير Carangiform

    تعتبر المجموعة carangiform ، التي سميت باسم Carangidae ، أكثر صلابة وأسرع حركة من المجموعات السابقة. تتركز الغالبية العظمى من الحركة في مؤخرة الجسم والذيل. عادة ما يكون للسباحين Carangiform ذيول متذبذبة بسرعة. [1]

    تحرير Thunniform

    تحتوي مجموعة Thunniform على سباحين لمسافات طويلة عالية السرعة ، وهي من سمات أسماك التونة [4] وتوجد أيضًا في العديد من أسماك القرش lamnid. [5] هنا ، تكون جميع الحركات الجانبية تقريبًا في الذيل والمنطقة التي تربط الجسم الرئيسي بالذيل (السويقة). يميل الذيل نفسه إلى أن يكون كبيرًا وشكله هلال. [1] هذا النوع من السباحة يمكّن هذه الأسماك من مطاردة الفرائس وصيدها بسهولة أكبر بسبب زيادة سرعة السباحة ، كما هو الحال في البراكودا. [6]

    Ostraciiform تحرير

    لا تمتلك مجموعة ostraciiform أي موجة جسدية ملحوظة عندما تستخدم الحركة الذيلية. فقط زعنفة الذيل نفسها تتأرجح (غالبًا بسرعة كبيرة) لتكوين قوة دفع. تشمل هذه المجموعة Ostraciidae. [1]

    تعديل دفع الزعانف المتوسط ​​/ المقترن

    لا تتناسب جميع الأسماك بشكل مريح مع المجموعات المذكورة أعلاه. على سبيل المثال ، تمتلك أسماك شمس المحيط نظامًا مختلفًا تمامًا ، وضع رباعي الأسنان ، والعديد من الأسماك الصغيرة تستخدم زعانفها الصدرية للسباحة وكذلك للتوجيه والرفع الديناميكي. الأسماك ذات الأعضاء الكهربائية ، مثل تلك الموجودة في سمك السكاكين (Gymnotiformes) ، تسبح عن طريق تموج زعانفها الطويلة جدًا مع الحفاظ على الجسم ثابتًا ، على الأرجح حتى لا تزعج المجال الكهربائي الذي تولده.

    تسبح العديد من الأسماك باستخدام السلوك المشترك لزعنفتها الصدرية أو زعنفتها الشرجية والظهرية. يمكن تحقيق أنواع مختلفة من دفع الزعانف المزدوجة المتوسطة من خلال استخدام زوج زعنفة واحد على الآخر بشكل تفضيلي ، وتشمل أنماط rajiform ، و diodontiform ، و amiiform ، و gymnotiform و balistiform. [2]

    تحرير راجيفورم

    تعتبر حركة راجيفورم من سمات الأشعة ، والزلاجات ، والمانتاس عندما يتم إنتاج الدفع بواسطة تموجات رأسية على طول الزعانف الصدرية الكبيرة والمتطورة. [2]

    تحرير ثنائي اللثة

    تحرك الحركة ثنائية الشكل تموجات تكاثر الأسماك على طول الزعانف الصدرية الكبيرة ، كما يظهر في سمكة النيص (Diodontidae). [2]

    تحرير Amiiform

    يتكون التحرك Amiiform من تموجات الزعنفة الظهرية الطويلة بينما يكون محور الجسم مستقيماً وثابتاً ، كما يظهر في الحنك. [2]

    تحرير Gymnotiform

    يتكون تحرك الجمباز من تموجات لزعنفة شرجية طويلة ، بشكل أساسي مقلوبة رأسًا على عقب ، تُرى في سمكة السكاكين (Gymnotiformes). [2]

    تحرير Balistiform

    في الحركة الرأسية ، تتموج كل من الزعانف الشرجية والظهرية. ومن خصائص فصيلة Balistidae (أسماك الزناد). يمكن رؤيتها أيضًا في Zeidae. [2]

    تحرير تذبذب

    يُنظر إلى التذبذب على أنه سباحة على أساس زعنفة صدرية ويُعرف باسم الحركة المتنقلة. يمكن وصف الحركة بأنها إنتاج أقل من نصف موجة على الزعنفة ، على غرار خفقان جناح الطائر. تستخدم أسماك الراي اللساع ، مثل أسماك مانتا ، والكونوز ، والنسر ، وأشعة الخفافيش ، حركة متذبذبة. [7]

    تحرير رباعي الأسنان

    في الحركة رباعية الأسنان ، يتم خفقان الزعانف الظهرية والشرجية كوحدة ، إما في الطور أو متعارضة تمامًا ، كما هو موضح في Tetraodontiformes (أسماك الصندوق وسمك المنتفخ). تعرض سمكة شمس المحيط مثالًا متطرفًا لهذا الوضع. [2]

    تحرير Labriform

    في الحركة الشوكية ، التي تُرى في الحواف (Labriformes) ، تكون الحركات التذبذبية للزعانف الصدرية إما قائمة على السحب أو على أساس الرفع. يتم إنشاء الدفع إما كرد فعل للسحب الناتج عن سحب الزعانف عبر الماء في حركة التجديف ، أو عن طريق آليات الرفع. [2] [8]

    تعديل المصعد الديناميكي

    أنسجة العظام والعضلات للأسماك أكثر كثافة من الماء. للحفاظ على العمق ، تزيد الأسماك العظمية من الطفو عن طريق المثانة الغازية. بدلاً من ذلك ، تقوم بعض الأسماك بتخزين الزيوت أو الدهون لنفس الغرض. تستخدم الأسماك التي لا تحتوي على هذه الميزات المصعد الديناميكي بدلاً من ذلك. ويتم ذلك باستخدام زعانفها الصدرية بطريقة تشبه استخدام الأجنحة بالطائرات والطيور. عندما تسبح هذه الأسماك ، يتم وضع زعانفها الصدرية لخلق قوة رفع تسمح للأسماك بالحفاظ على عمق معين. العيبان الرئيسيان لهذه الطريقة هما أن هذه الأسماك يجب أن تستمر في الحركة لتظل واقفة على قدميها وأنها غير قادرة على السباحة للخلف أو التحليق. [9] [10]

    تحرير الديناميكا المائية

    على غرار الديناميكا الهوائية للطيران ، تتطلب السباحة الآلية من الحيوانات التغلب على السحب من خلال إنتاج قوة الدفع. على عكس الطيران ، لا تحتاج حيوانات السباحة غالبًا إلى توفير قدر كبير من القوة الرأسية لأن تأثير الطفو يمكن أن يقاوم سحب الجاذبية الهابط ، مما يسمح لهذه الحيوانات بالطفو دون بذل الكثير من الجهد. في حين أن هناك تنوعًا كبيرًا في حركة الأسماك ، يمكن تصنيف سلوك السباحة إلى "وضعين" متميزين استنادًا إلى هياكل الجسم المشاركة في إنتاج الدفع ، الزعانف المزدوجة المتوسطة (MPF) والزعنفة الذيلية (BCF). ضمن كل من هذه التصنيفات ، هناك العديد من المواصفات على طول طيف من السلوكيات من التموج البحت إلى التذبذب بالكامل. في أنماط السباحة المتموجة ، ينتج الدفع عن طريق حركات تشبه الموجة للهيكل الدافع (عادة الزعنفة أو الجسم كله). من ناحية أخرى ، تتميز الأنماط التذبذبية بالدفع الناتج عن دوران الهيكل الدافع على نقطة ارتباط دون أي حركة تشبه الموجة. [2]

    تحرير الزعنفة الذيلية الجسم

    تسبح معظم الأسماك عن طريق توليد موجات متموجة تنتشر أسفل الجسم عبر الزعنفة الذيلية. يُطلق على هذا الشكل من الحركة المتموجة اسم سباحة الزعنفة الذيلية (BCF) على أساس هياكل الجسم المستخدمة ، وتشمل الأنماط الحركية الشكلية ، والكرنجية الفرعية ، والكرنجية ، والرنقية الشكل ، وكذلك الوضع النسائي التذبذبي. [2] [11]

    تعديل التكيف

    على غرار التكيف في رحلة الطيور ، يمكن اعتبار سلوكيات السباحة في الأسماك على أنها توازن بين الاستقرار والقدرة على المناورة. [12] نظرًا لأن السباحة BCF تعتمد على المزيد من هياكل الجسم الذيلية التي يمكنها توجيه الدفع القوي للخلف فقط ، فإن هذا النوع من الحركة فعال بشكل خاص للتسريع بسرعة والإبحار بشكل مستمر. [2] [11] وبالتالي ، فإن السباحة BCF مستقرة بطبيعتها وغالبًا ما تُرى في الأسماك ذات أنماط الهجرة الكبيرة التي يجب أن تزيد من الكفاءة إلى أقصى حد على مدى فترات طويلة. من ناحية أخرى ، يتم إنشاء قوى الدفع في السباحة MPF بواسطة زعانف متعددة موجودة على جانبي الجسم والتي يمكن تنسيقها لتنفيذ المنعطفات المعقدة. نتيجة لذلك ، تتكيف السباحة MPF بشكل جيد مع القدرة على المناورة العالية وغالبًا ما تُرى في الأسماك الصغيرة التي تتطلب أنماطًا متقنة للهروب. [12]

    غالبًا ما ترتبط الموائل التي تشغلها الأسماك بقدراتها على السباحة. على الشعاب المرجانية ، تعيش أنواع الأسماك الأسرع في السباحة عادةً في موائل اجتاحتها الأمواج خاضعة لسرعات تدفق المياه السريعة ، بينما تعيش الأسماك الأبطأ في موائل محمية ذات مستويات منخفضة من حركة المياه. [13]

    لا تعتمد الأسماك حصريًا على وضع حركي واحد ، بل تعتمد على العموم الحركي ، [2] تختار بين وتجمع بين السلوكيات من بين العديد من الأساليب السلوكية المتاحة. غالبًا ما يدمج سباحو BCF حركة الزعانف الصدرية والشرجية والظهرية كآلية استقرار إضافية بسرعات أبطأ ، [14] ولكن اجعلهم قريبين من أجسامهم بسرعات عالية لتحسين الانسيابية وتقليل السحب. [2] وقد لوحظ أن أسماك الزرد تغير سلوكها الحركي استجابةً للتأثيرات الهيدروديناميكية المتغيرة خلال النمو والنضج. [15]

    بالإضافة إلى تكييف السلوك الحركي ، فإن التحكم في تأثيرات الطفو أمر بالغ الأهمية للبقاء على قيد الحياة المائية لأن النظم الإيكولوجية المائية تختلف اختلافًا كبيرًا حسب العمق. تتحكم الأسماك عمومًا في عمقها من خلال تنظيم كمية الغاز في الأعضاء المتخصصة التي تشبه إلى حد كبير البالونات. من خلال تغيير كمية الغاز في قربة السباحة هذه ، تتحكم الأسماك بنشاط في كثافتها. إذا زادوا من كمية الهواء في المثانة الهوائية ، فإن كثافتهم الإجمالية ستصبح أقل من الماء المحيط ، وستؤدي زيادة ضغوط الطفو الصاعد إلى ارتفاع الأسماك حتى تصل إلى العمق الذي تكون فيه مرة أخرى في حالة اتزان مع المياه المحيطة . [16]

    تطور انتقال الحركة السائدة في الغالب إلى الطيران في عائلة واحدة من الأسماك البحرية ، وهي Exocoetidae. الأسماك الطائرة ليست منشورات حقيقية بمعنى أنها لا تنفذ رحلة تعمل بالطاقة. بدلاً من ذلك ، تنزلق هذه الأنواع مباشرة فوق سطح مياه المحيط دون أن ترفرف أبدًا "بجناحيها". لقد طورت الأسماك الطائرة زعانف صدرية كبيرة بشكل غير طبيعي تعمل كجناح وتوفر قوة رفع عندما تنطلق السمكة من الماء. يتم إنشاء قوى دفع وتوجيه أمامية إضافية عن طريق غمس الفص السفلي (أي الجزء السفلي) من الزعنفة الذيلية في الماء واهتزازه بسرعة كبيرة ، على عكس الطيور الغاطسة التي يتم فيها إنتاج هذه القوى بواسطة نفس الوحدة الحركية المستخدمة للدفع. من بين 64 نوعًا موجودًا من الأسماك الطائرة ، يوجد نوعان فقط من مخططات الجسم المتميزة ، كل منها يحسن سلوكين مختلفين. [17] [18]

    تحرير المفاضلات

    في حين أن معظم الأسماك لها زعانف ذيلية ذات فصوص متساوية الحجم (مثل الهوموكودال) ، فإن الأسماك الطائرة لها شحمة بطنية متضخمة (أي hypocaudal) مما يسهل غمس جزء فقط من الذيل مرة أخرى في الماء لإنتاج قوة دفع إضافية وتوجيهها. [18]

    نظرًا لأن الأسماك الطائرة حيوانات مائية بشكل أساسي ، يجب أن تكون كثافة أجسامها قريبة من كثافة الماء من أجل استقرار الطفو. ومع ذلك ، فإن هذا المطلب الأساسي للسباحة يعني أن الأسماك الطائرة أثقل (لها كتلة أكبر) من الطائرات العادية الأخرى ، مما يؤدي إلى ارتفاع تحميل الجناح ورفع نسب السحب للأسماك الطائرة مقارنة بطائر مماثل الحجم. [17] تم استخدام الاختلافات في مساحة الجناح ، وامتداد الجناح ، وتحميل الجناح ، ونسبة العرض إلى الارتفاع لتصنيف الأسماك الطائرة إلى تصنيفين متميزين بناءً على هذه التصاميم الديناميكية الهوائية المختلفة. [17]

    تعديل خطة الجسم ذات السطحين

    في الطائرة ذات السطحين أو سيبسيلوروس مخطط الجسم ، يتم تكبير كل من الزعانف الصدرية والحوضية لتوفير الرفع أثناء الطيران. [17] تميل هذه الأسماك أيضًا إلى امتلاك أجسام "مسطحة" مما يزيد من إجمالي مساحة إنتاج الرفع ، مما يسمح لها "بالتعليق" في الهواء بشكل أفضل من الأشكال الأكثر انسيابية. [18] نتيجة لهذا الإنتاج العالي للرافعات ، تعتبر هذه الأسماك طائرات شراعية ممتازة ومتكيفة بشكل جيد لزيادة مسافة الطيران ومدته.

    نسبيا، سيبسيلوروس الأسماك الطائرة لها تحميل جناح أقل ونسب أبعاد أصغر (أي أجنحة أوسع) منها إكسوكويتوس نظائرها أحادية السطح ، مما يساهم في قدرتها على الطيران لمسافات أطول من الأسماك باستخدام خطة الجسم البديلة هذه. تستفيد الأسماك الطائرة ذات التصميم ذي السطحين من قدراتها العالية في إنتاج الرفع عند الإنطلاق من الماء من خلال استخدام "الانزلاق المروري" الذي يظل فيه الفص الناقص في الماء لتوليد قوة دفع حتى بعد أن يزيل الجذع سطح الماء وتكون الأجنحة فتحت بزاوية هجوم صغيرة لتوليد الرفع. [17]

    تحرير خطة الجسم أحادية السطح

    في ال إكسوكويتوس أو مخطط الجسم أحادي السطح ، يتم تكبير الزعانف الصدرية فقط لتوفير الرفع. تميل الأسماك التي تحتوي على خطة الجسم هذه إلى أن يكون لها جسم أكثر انسيابية ، ونسب أبعاد أعلى (أجنحة طويلة وضيقة) ، وتحميل جناح أعلى من الأسماك ذات الهيكل ذي السطحين ، مما يجعل هذه الأسماك تتكيف جيدًا مع سرعات الطيران العالية. تُظهر الأسماك الطائرة ذات خطة الجسم أحادية السطح سلوكيات إطلاق مختلفة عن نظيراتها ذات السطحين. بدلاً من إطالة مدة إنتاجها ، تطلق الأسماك أحادية السطح من الماء بسرعات عالية بزاوية هجوم كبيرة (تصل أحيانًا إلى 45 درجة). [17] وبهذه الطريقة ، تستفيد الأسماك أحادية السطح من تكيفها مع سرعة الطيران العالية ، بينما تستغل الأسماك ذات التصميمات ثنائية السطح قدراتها على إنتاج الرفع أثناء الإقلاع.

    سمكة المشي هي سمكة قادرة على السفر فوق اليابسة لفترات طويلة من الزمن. تتضمن بعض الحالات الأخرى لحركة الأسماك غير القياسية الأسماك "تمشي" على طول قاع البحر ، مثل سمكة اليد أو سمكة الضفدع.

    الأكثر شيوعًا ، المشي الأسماك هي أسماك برمائية. يمكن لهذه الأسماك أن تقضي أوقاتًا أطول خارج الماء ، وقد تستخدم عددًا من وسائل الحركة ، بما في ذلك التموج الجانبي الذي يشبه الثعبان والمشي الذي يشبه الحامل ثلاثي القوائم. من المحتمل أن تكون أسماك الطحالب هي أفضل الأسماك المعاصرة التي تتكيف مع الأرض ويمكنها قضاء أيام في التنقل خارج الماء ويمكنها حتى تسلق أشجار المانغروف ، على الرغم من ارتفاعات متواضعة فقط. [19] غالبًا ما يُشار إلى الجورامي المتسلق على وجه التحديد على أنه "سمكة تمشي" ، على الرغم من أنها لا "تمشي" في الواقع ، ولكنها تتحرك بطريقة متشنجة من خلال دعم نفسها على الحواف الممتدة لألواح الخياشيم ودفع نفسها من خلال الزعانف والذيل. تشير بعض التقارير إلى أنه يمكنه أيضًا تسلق الأشجار. [20]

    هناك عدد من الأسماك التي تكون أقل مهارة في المشي الفعلي ، مثل سمك السلور الذي يمشي. على الرغم من كونها معروفة "بالسير على الأرض" ، إلا أن هذه السمكة عادة ما تتلوى وقد تستخدم زعانفها الصدرية للمساعدة في حركتها. يمتلك سمك السلور المتنقل جهازًا تنفسيًا يسمح له بالعيش خارج الماء لعدة أيام. بعض الأنواع الغازية. حالة سيئة السمعة في الولايات المتحدة هي رأس الأفعى الشمالية. [21] تمتلك بوليبتريدات رئتين بدائية ويمكنها أيضًا أن تتحرك على الأرض ، وإن كان ذلك بطريقة خرقاء. يمكن أن تعيش حور المانغروف لعدة أشهر خارج الماء ويمكن أن تنتقل إلى أماكن مثل جذوع الأشجار المجوفة. [22] [23] [24] [25]

    هناك بعض أنواع الأسماك التي يمكنها "المشي" على طول قاع البحر ولكن ليس على اليابسة ، أحد هذه الأنواع هو الغرنارد الطائر (لا يطير في الواقع ، ولا ينبغي الخلط بينه وبين الأسماك الطائرة). أسماك الخفافيش من عائلة Ogcocephalidae (يجب عدم الخلط بينها وبين سمكة الخفافيش من Ephippidae) قادرة أيضًا على المشي على طول قاع البحر. باثيبتيروس grallator، المعروف أيضًا باسم "سمكة ثلاثية الأرجل" ، يقف على زعانفها الثلاثة في قاع المحيط ويبحث عن الطعام. [26] السمكة الرئوية الأفريقية (P. annectens) يمكن أن تستخدم زعانفها ل "يمشي" على طول قاع الخزان بطريقة مشابهة للطريقة التي تستخدم بها البرمائيات والفقاريات الأرضية أطرافها على الأرض. [27] [28] [29]

    العديد من الأسماك ، وخاصة الأسماك على شكل ثعبان البحر مثل الثعابين الحقيقية ، وثعابين موراي ، والأنقليس الشوكي ، قادرة على حفر الرمال أو الطين. [30] Ophichthids ، ثعبان البحر ، قادرة على حفر الجحور إما للأمام أو للخلف. [31]

    تحرير الحركة

    تحرير السباحة

    يرقات الأسماك ، مثل العديد من الأسماك البالغة ، تسبح عن طريق تموج أجسامها. تختلف سرعة السباحة بشكل متناسب مع حجم الحيوانات ، حيث تميل الحيوانات الصغيرة إلى السباحة بسرعات أقل من الحيوانات الكبيرة. يتم التحكم في آلية السباحة عن طريق نظام تدفق اليرقات. يُعرَّف رقم رينولدز (Re) بأنه نسبة القوة بالقصور الذاتي إلى القوة اللزجة. تتأثر الكائنات الحية الأصغر بشكل أكبر بالقوى اللزجة ، مثل الاحتكاك ، وتسبح عند عدد أصغر من رينولدز. تستخدم الكائنات الأكبر حجمًا نسبة أكبر من قوى القصور الذاتي ، مثل الضغط ، للسباحة ، عند رقم رينولدز أعلى. [32]

    تسبح يرقات الأسماك ذات الزعانف الشعاعية ، Actinopterygii ، في نطاق واسع جدًا من عدد رينولدز (Re

    10 إلى 900). هذا يضعهم في نظام تدفق وسيط حيث تلعب كل من القوى القصور الذاتي والقوى اللزجة دورًا مهمًا. مع زيادة حجم اليرقات ، يزداد استخدام قوى الضغط للسباحة عند ارتفاع عدد رينولدز.

    يسلط السباحون المتموجون بشكل عام نوعين على الأقل من الاستيقاظ: السباحون ذو الشكل القرمزي يسلطون حلقات دوامة متصلة ، والسباحون ذوو الشكل الملون يلقون حلقات دوامة فردية. تعتمد حلقات الدوامة هذه على شكل وترتيب الحافة الخلفية التي تنطلق منها الدوامات. تعتمد هذه الأنماط على سرعة السباحة ونسبة سرعة السباحة إلى سرعة موجة الجسم وشكل موجة الجسم. [32]

    تتكون نوبة السباحة العفوية من ثلاث مراحل. المرحلة الأولى هي مرحلة البداية أو التسريع: في هذه المرحلة تميل اليرقة إلى تدوير جسمها لتكوين شكل "C" وهو ما يسمى السكتة الدماغية التحضيرية. ثم يدفع في الاتجاه المعاكس لتقويم جسمه ، وهو ما يسمى بضربة الدفع ، أو ضربة القوة ، والتي تدفع اليرقة للتحرك إلى الأمام. المرحلة الثانية هي السباحة الدورية. في هذه المرحلة ، تسبح اليرقة بسرعة ثابتة تقريبًا. المرحلة الأخيرة هي التباطؤ. في هذه المرحلة ، تتباطأ سرعة اليرقة في السباحة تدريجيًا حتى تتوقف تمامًا. في السكتة الدماغية التحضيرية ، بسبب انحناء الجسم ، تخلق اليرقة 4 دوامات حول جسمها ، ويتم إلقاء اثنتين منها في السكتة الدماغية الدافعة. [32] يمكن رؤية ظواهر مماثلة في مرحلة التباطؤ. ومع ذلك ، في دوامات مرحلة التباطؤ ، يمكن رؤية مساحة كبيرة من الدوامة المرتفعة مقارنة بمرحلة البداية.

    تعتبر قدرات السباحة للأسماك اليرقية مهمة للبقاء على قيد الحياة. هذا صحيح بشكل خاص للأسماك اليرقية ذات معدل التمثيل الغذائي العالي والحجم الأصغر مما يجعلها أكثر عرضة للحيوانات المفترسة. إن قدرة يرقات أسماك الشعاب المرجانية على السباحة تساعدها على الاستقرار في الشعاب المرجانية المناسبة وتحديد موقع موطنها لأنها غالبًا ما تكون معزولة عن الشعاب المرجانية في منزلها بحثًا عن الطعام. ومن ثم فإن سرعة السباحة ليرقات أسماك الشعاب المرجانية عالية جدًا (

    12 سم / ث - 100 سم / ث) مقارنة باليرقات الأخرى. [33] [34] إن سرعات السباحة من اليرقات من نفس العائلات في الموقعين متشابهة نسبيًا. [33] ومع ذلك ، فإن الاختلاف بين الأفراد كبير جدًا. على مستوى الأنواع ، يرتبط الطول بشكل كبير بقدرة السباحة. ومع ذلك ، على مستوى الأسرة ، يمكن تفسير 16٪ فقط من التباين في القدرة على السباحة من خلال الطول.[33] هناك أيضًا ارتباط سلبي بين نسبة النقاوة [ التوضيح المطلوب ] وقدرة يرقات أسماك الشعاب المرجانية على السباحة. يشير هذا إلى تقليل السحب الكلي وتعظيم الحجم. تختلف يرقات أسماك الشعاب المرجانية اختلافًا كبيرًا في قدراتها الحرجة في السباحة بين الأصناف مما يؤدي إلى تباين كبير في سرعة السباحة المستدامة. [35] وهذا يؤدي مرة أخرى إلى التباين المستدام في قدرتها على تغيير أنماط التشتت ومسافات التشتت الشاملة والتحكم في أنماط استيطانها الزمانية والمكانية. [36]

    تحرير الديناميكا المائية

    يعاني السباحون المتموجون الصغار من كل من قوى القصور الذاتي والقوى اللزجة ، والتي يشار إلى أهميتها النسبية بواسطة رقم رينولدز (Re). يتناسب عدد رينولدز مع حجم الجسم وسرعة السباحة. يزيد أداء اليرقة في السباحة بين 2-5 أيام بعد الإخصاب (dpf). بالمقارنة مع الأسماك البالغة ، فإن أسماك اليرقات تتمتع بقوة لزوجة عالية نسبيًا. لتعزيز الدفع إلى مستوى متساوٍ مع البالغين ، فإنه يزيد من تردد ضربات الذيل وبالتالي السعة. يزيد تردد ضربات الذيل على عمر اليرقات إلى 95 هرتز في 3 أيام بعد الإخصاب (dpf) من 80 هرتز في يومين بعد الإخصاب (dpf). [ التوضيح المطلوب ] يؤدي هذا التردد العالي إلى زيادة سرعة السباحة ، وبالتالي تقليل الافتراس وزيادة القدرة على اصطياد الفرائس عند بدء التغذية في حوالي 5 أيام بعد الإخصاب (dpf). تتغير ميكانيكا ذرف الدوامة مع نظام التدفق بطريقة عكسية غير خطية. رقم رينولدز (شارع) [ التوضيح المطلوب ] بمثابة معلمة تصميم لآلية فصل الدوامة ويمكن تعريفها على أنها نسبة منتج تردد ضربات الذيل مع السعة مع متوسط ​​سرعة السباحة. [37] رقم رينولدز (Re) هو المعيار الرئيسي المحدد لنظام التدفق. وقد لوحظ على أنواع مختلفة من تجارب اليرقات أن اليرقات البطيئة تسبح عند أعلى عدد رينولدز (St) ولكن عدد رينولدز أقل (Re). ومع ذلك ، فإن اليرقات الأسرع تسبح بشكل مميز في ظروف معاكسة ، أي عند رقم رينولدز الأقل (St) ولكن أعلى عدد رينولدز (Re). رقم رينولدز (St) ثابت على نفس السرعة التي تراوحت بين الأسماك البالغة. لا يعتمد رقم رينولدز (شارع) فقط على صغر حجم السباحين ، ولكنه يعتمد أيضًا على نظام التدفق. كما هو الحال في الأسماك التي تسبح في نظام تدفق لزج أو عالي الاحتكاك ، من شأنه أن يخلق مقاومة عالية للجسم مما يؤدي إلى ارتفاع عدد رينولدز (St). في حين أنه ، في نظام اللزوجة العالية ، يسبح البالغون بطول خطوة أقل مما يؤدي إلى انخفاض تردد ضربات الذيل وسعة أقل. يؤدي هذا إلى دفع أعلى لنفس الإزاحة أو قوة دفع أعلى ، مما يقلل بالإجماع من رقم رينولدز (Re). [38]

    تبدأ أسماك اليرقات في التغذية بعد 5-7 أيام بعد الإخصاب (dpf). وهم يعانون من معدل وفيات شديد (

    99٪) في الأيام القليلة التي تلي بدء الرضاعة. يعود سبب هذه "الفترة الحرجة" (Hjort-1914) بشكل أساسي إلى القيود الهيدروديناميكية. تفشل أسماك اليرقات في الأكل حتى لو كان هناك ما يكفي من الفرائس. أحد المحددات الأساسية لنجاح التغذية هو حجم جسم اليرقات. تعمل اليرقات الأصغر في نظام (Re) رقم رينولدز أقل. مع تقدم العمر ، يزداد حجم اليرقات ، مما يؤدي إلى زيادة سرعة السباحة وزيادة عدد رينولدز. لقد لوحظ من خلال العديد من التجارب أن عدد ضربات رينولدز الناجحة (Re

    200) أعلى بكثير من عدد ضربات رينولد الفاشلة (Re

    20) ،. [39] [40] خلص التحليل العددي للتغذية بالشفط عند رقم رينولدز منخفض (Re) إلى أن حوالي 40٪ من الطاقة المستثمرة في فتح الفم تُفقد لقوى الاحتكاك بدلاً من المساهمة في تسريع السائل باتجاه الفم. [41] التحسن الوراثي في ​​الجهاز الحسي والتنسيق والخبرات هي علاقة غير مهمة أثناء تحديد نجاح تغذية اليرقات [40] تعتمد الضربة الناجحة بشكل إيجابي على سرعة تدفق الذروة أو سرعة اليرقات في وقت الضربة. تعتمد سرعة تدفق الذروة أيضًا على سرعة التثاؤب أو سرعة فتح التجويف الشدقي لالتقاط الطعام. مع تقدم اليرقة في العمر ، يزداد حجم جسمها وتزداد سرعتها أيضًا ، مما يزيد بشكل تراكمي من نتائج الضربة الناجحة. [40] ومن ثم يمكن لليرقات الأكبر حجمًا أن تلتقط فريسة هاربة أسرع وممارسة قوة كافية لامتصاص فريسة أثقل في أفواهها.

    تعتمد قدرة الفريسة اليرقية على النجاة من مواجهة المفترس كليًا على قدرتها على الإحساس بالضربة والتهرب منها. تُظهر الأسماك البالغة ضربات تغذية سريعة بالشفط مقارنة بأسماك اليرقات. إن حساسية أسماك اليرقات للسرعة وحقول التدفق توفر لليرقات دفاعًا حاسمًا ضد الافتراس. على الرغم من أن العديد من الفرائس تستخدم نظامها البصري لاكتشاف الحيوانات المفترسة والتهرب منها عند وجود ضوء ، إلا أنه يصعب على الفريسة اكتشاف الحيوانات المفترسة في الليل ، مما يؤدي إلى تأخر الاستجابة للهجوم. يوجد نظام حسي ميكانيكي في الأسماك لتحديد التدفق المختلف الناتج عن الحركة المختلفة المحيطة بالمياه وبين الأجسام التي تسمى نظام الخط الجانبي. [42] بعد اكتشاف مفترس ، تتفادى اليرقة إصابتها من خلال "البداية السريعة" أو الاستجابة "C". هناك فرائس مائية أخرى تستخدم أنظمة مماثلة ، مثل مجدافيات الأرجل التي تستشعر تدفق المياه مع وجودها على طول الهوائيات ، وتستخدم القشريات إحساسها الميكانيكي كفريسة ومفترس. تزعج سمكة السباحة حجمًا من الماء أمام جسمها بسرعة تدفق تزيد مع اقترابها من الجسم. يمكن أحيانًا تسمية هذه الظاهرة الخاصة بـ "موجة القوس". [43] توقيت استجابة البداية "C" يؤثر عكسيًا على احتمال الهروب. يزداد احتمال الهروب مع المسافة من المفترس وقت الضربة. بشكل عام ، تتجنب الفريسة بنجاح ضربة مفترس من مسافة متوسطة (3-6 مم) من المفترس. [42] يمكن للفريسة أن تتفاعل حتى قبل التغذية بالشفط عن طريق الكشف عن تدفق تدفق حيوان مفترس يقترب من خلال الاستجابة المفاجئة. يمكن أن تكون مناورات الهروب جيدة التوقيت ضرورية لبقاء أسماك اليرقات.


    الديناصورات والتيروصورات وغيرها من الصورور - اختلافات كبيرة

    هذا لائق وصف ديناصور ، لكنه ليس علميًا تعريف.

    لا يقوم علماء الأحافير بتجميع الأنواع معًا وفقًا للزمان والمكان الذي تعيش فيه ، ولكن بناءً على الخصائص المشتركة ، وعادة ما تكون السمات التشريحية التي تظهر في الحفريات. تميّز العشرات من السمات الديناصورات عن الزواحف الأخرى ، مثل أن تكون عظام أسفل الذراع أطول من العضد. وعندما يجمع علماء الحفريات ويقارنون هذه الخصائص بين الزواحف المختلفة ، يمكنهم إنشاء شجرة من التاريخ التطوري تكشف العلاقات بين المجموعات المختلفة.

    غالبًا ما يتم الخلط بين عدة مجموعات من كائنات ما قبل التاريخ والديناصورات ، على الرغم من أن الأشجار التطورية تظهر أنها ذات صلة بعيدة. مجموعة واحدة لا تتكون حتى من الزواحف. لمساعدتك على التمييز بين الزواحف المنقرضة ، يوجد أدناه دليل بسيط للسمات الرئيسية للديناصورات و''الصخور الأخرى '' ، مرتبة حسب وقت ظهور الحيوانات قبل ملايين السنين (MYA).

    بليكوصورات

    تشبه البليكوصورات الزواحف ولكنها كانت أكثر ارتباطًا بالثدييات. إلى حد بعيد ، فإن أشهر بيليكوصور - والأكثر شيوعًا هو الديناصور - هو ديميترودون، حيوان مفترس طوله 3 أمتار مع شراع على ظهره. تم تشكيل هذا الشراع من العمود الفقري العصبي وكان يستخدم لتنظيم درجة حرارة الجسم ولعرض التزاوج. كانت Pelycosaurs بدائية "المشابك" - الفقاريات التي جمجمتها لها فتحة واحدة في مؤخرة كل مقبس عين (الزواحف لها فتحتان). الثدييات هي المشابك الوحيدة الباقية على قيد الحياة.

    الإكثيوصورات

    تشكلت الإكثيوصورات مثل الدلافين الحديثة ، وهي جسم انسيابي جعلها أسرع الزواحف البحرية. مثل الثدييات البحرية ، استنشقوا الهواء وولدوا صغارًا وربما كانوا من ذوات الدم الحار. كان للإكثيوصورات عيون كبيرة للرؤية في المياه العميقة ، زعانف الذيل العمودية (مثل أسماك التونة) ، وبعض الأنواع لديها زعنفة ظهرية. لا يُعرف سوى القليل عن أسلافهم - الزواحف الأرضية التي عادت إلى البحر - أو لماذا انقرضت ، فقط أن البليصور حلت محلهم كحيوانات مفترسة في البحر.

    كانت الديناصورات مجموعة متنوعة تضم كل شيء من الصربودات العملاقة ذات العنق الطويل إلى علاجات مثل T-rex. تطورت الطيور الحديثة من علاجات ، مما يجعلها ديناصورات الطيور. كانت للديناصورات المنقرضة غير الطيرية العشرات من السمات المميزة ، ولكن ما يجعلها تبرز (حرفيًا) عن معظم الزواحف هو وضعيتها المستقيمة: كانت أرجلها منتصبة تحت الجسم وليست ممتدة على الجانبين. كانت الديناصورات أرضية ، لكن لم تكن كل الأنواع تعيش على الأرض. سبينوصور كانت شبه مائية ، على سبيل المثال ، بينما ميكرورابتور يمكن أن تنزلق بين الأشجار.

    كانت التيروصورات هي أول الفقاريات التي تطور طيرانًا آليًا ، قبل وقت طويل من الطيور والخفافيش. كانت هذه الزواحف المجنحة متكيفة بشكل جيد مع عظام خفيفة الوزن. بدلاً من الريش ، كان لديهم أجنحة مصنوعة من نسيج حي ، وهو غشاء يمتد من الساق إلى إصبع الخاتم الممدود. كان هناك نوعان رئيسيان: مثل التيروصورات طويلة الذيل ديمورفودون تحتوي على مناقير قصيرة ، بينما تضم ​​مجموعة الزاحف المجنح (إصبع الجناح) الزاحف المجنح وأكبر حيوان طائر على الإطلاق ، كويتزالكواتلسالتي يبلغ طول جناحيها 11 مترًا. لم تكن التيروصورات مرتبطة بالطيور: فالديناصورات والتيروصورات تشترك في سلف مشترك قبل 100 مليون سنة من أصل الطيور المبكرة مثل الأركيوبتركس.

    بليسيوصورات

    كانت Plesiosaurs من الزواحف البحرية. كان لديهم ذيل قصير وزعانف طويلة وجسم مسطح. جاء Plesiosaurs في شكلين في نهاية الرأس: plesiosaurs التقليدية مثل Elasmosaurus لها أعناق طويلة ورؤوس صغيرة ، في حين أن البلايوصورات ("المزيد من السحالي") مثل ليوبليورودون كانت أعناقهم قصيرة ورؤوسهم كبيرة. كانت Pliosaurs من الحيوانات المفترسة في القمة وستأكل أي شيء - بما في ذلك plesiosaurs الأصغر. يصل حجم كلا شكلي الجسم إلى 15 مترًا ، على الرغم من أن الرقبة كانت تشكل حوالي نصف طول بليسيوصور التقليدي. جميعهم تنفسوا الهواء ، وأنجبوا صغارًا وربما كانوا من ذوات الدم الحار ، مثل الإكثيوصورات والثدييات البحرية الحديثة.

    كانت موساسور من الزواحف المتدرجة ، وهي مجموعة تضم السحالي والثعابين الحديثة. كان أسلافهم يشبهون السحالي مثل تنين كومودو. بدلاً من التحرك بالحركة المتموجة التي تستخدمها ثعابين البحر وثعابين البحر ، يمكن أن تسبح الموساصور عن طريق ضرب ذيولها مثل سمكة القرش. لم تكن سريعة مثل الإكثيوصورات ولكنها كانت تنافس البليصور من حيث الحجم ، مع الموساسور الكبيرة مثل Tylosaurus تصل إلى 15 م. على الرغم من أن معظمهم عاش في المحيط ، إلا أن بعضهم سكن في المياه العذبة. نشأت الموساصور في وقت متأخر من عصر الزواحف وأصبحت من الحيوانات المفترسة الجديدة ، ولكن تم القضاء عليها بسبب انقراض العصر الطباشيري والباليوجيني الذي قتل الديناصورات أيضًا.


    مقدمة

    تنخفض العديد من العمليات الفسيولوجية في درجات الحرارة المنخفضة ، بما في ذلك سرعة الانكماش وإخراج الطاقة للعضلات الحركية في الفقاريات المائية (واردل ، 1980 ، بينيت ، 1984 ، روما ، 1990). وبالتالي ، تنخفض سرعات السباحة المستمرة والقصوى مع انخفاض درجة الحرارة في الحرارة الخارجية مثل الأسماك والبرمائيات (بينيت ، 1990 ، كليرو وآخرون ، 2006 ، نافاس وآخرون ، 1999 ، واردل ، 1980). في المقابل ، من المرجح أن تكون سرعة السباحة مستقلة عن درجة الحرارة المحيطة في ماصات الحرارة (على سبيل المثال ، الطيور والثدييات) ، حيث تعمل العضلات الحركية عند درجات حرارة الجسم المرتفعة من 30-40 درجة مئوية. يُعتقد أن هذا الاختلاف الأساسي يؤثر على البنية العالمية لمجتمعات الفقاريات البحرية (Cairns et al. ، 2008). يمكن للطيور البحرية والثدييات البحرية أن تسبح بسرعة حتى في الماء البارد ، وبالتالي ، فإنها تتمتع بميزة عند مهاجمة الأسماك خارج الحرارة ، تشرح هذه الفرضية هيمنة الطيور المائية والثدييات المفترسة في خطوط العرض المتوسطة إلى العالية. من ناحية أخرى ، تصطاد أسماك القرش الطيور والثدييات في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية ، حيث تساعد المياه الدافئة أسماك القرش على مطاردة الفريسة الماصة للحرارة من خلال تحسين أدائها في السباحة.

    بعض أسماك القرش النائمة (Somniosus spp.) ، بما في ذلك قرش جرينلاند صغر الرأس Somniosus وسمك القرش النائم في المحيط الهادئ Somniosus pacificus (في أعقاب Murray et al. ، 2008 ، على الرغم من أن العلاقات التصنيفية لم يتم حلها) تبدو متناقضة في الإطار العام لكيفية تأثير درجة حرارة الجسم على العلاقات بين المفترس والفريسة في النظم البيئية البحرية. على الرغم من موائلها الباردة وعلم وظائف الأعضاء الخارجية ، فمن المعروف أنها تستهلك الثدييات البحرية ، وخاصة الفقمة ، كجزء مهم من وجباتها الغذائية (Fisk et al. ، 2002 ، Leclerc et al. ، 2012 ، Yano et al. ، 2007). انطلاقًا من حالة الفقمة المتبقية في معدة سمك القرش (Leclerc et al.، 2012، Sigler et al.، 2006) والجروح الموجودة على الفقمة الحية أو الميتة التي تقطعت بها السبل (Lucas and Natanson، 2010، van den Hoff and Morrice، 2008) ، نائمة يبدو أن أسماك القرش تهاجم الفقمة الحية. تم تسليط الضوء على هذه الملاحظات المتناقضة في سمكة قرش جرينلاند ، وهي الوحيدة التي تعيش بشكل روتيني في المحيط المتجمد الشمالي ، حيث يمكن أن تنخفض درجة حرارة الماء إلى ما دون الصفر. تشير هذه الملاحظات إلى إمكانية أنه على الرغم من وصف أسماك القرش النائمة بأنها "بطيئة" (Compagno et al.، 2005) ، إلا أنها في الواقع متكيفة من الناحية الفسيولوجية مع درجات الحرارة المنخفضة بحيث يمكنها اصطياد الفقمة السريعة السباحة. تم العثور على التكيفات الفسيولوجية مع درجات الحرارة المنخفضة في وظائف العضلات في القطب الجنوبي (Johnston et al. ، 1975). بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن تتأقلم بعض التليوستات بشكل تجريبي مع درجات الحرارة المنخفضة وتظهر أداء السباحة المحسن في المياه الباردة (روما وآخرون ، 1985). على الرغم من أن سرعة السباحة الأفقية (بالنسبة إلى الأرض) لأسماك القرش في جرينلاند قد تم تقديرها بشكل فظ من خلال دراسة تتبع (Skomal and Benz ، 2004) ، إلا أن القياسات المباشرة لأدائها في السباحة لا تزال غير متوفرة.

    في هذه الدراسة ، استخدمنا علامات تسجيل البيانات لفحص العمق وسرعة السباحة (بالنسبة إلى الماء) وتردد ضربات الذيل (التي تعكس سرعة تقلص عضلات الحركة) ودرجة حرارة المياه المحيطة لأسماك القرش في جرينلاند حرة النطاق في سفالبارد. ، النرويج. سمحت لنا البيانات السلوكية بفحص ما إذا كان أداء السباحة (1) مقيدًا بالماء البارد و (2) كافٍ لاصطياد فقمات السباحة. تمت معالجة السؤال الأول من خلال مقارنة البيانات الخاصة بأسماك القرش في جرينلاند بتلك الموجودة في الأدبيات الخاصة بالأسماك البرية الأخرى في درجات حرارة المياه المحيطة المختلفة. بالنظر إلى النطاق الواسع في حجم الجسم (0.2 - 3900 كجم) لأنواع الأسماك في الأدبيات التي تم جمعها ، يجب مراعاة التأثير المحتمل لحجم الجسم في المقارنات بين الأنواع. لذلك استخدمنا طريقة القياس ، حيث تم انحدار المعلمات الحركية مقابل كتلة الجسم ، وتمت مقارنة المخلفات حول خط الانحدار. تم أيضًا حساب تأثير علم التطور ، وميل الأنواع ذات الصلة الوثيقة إلى التشابه مع بعضها البعض بسبب السلالة المشتركة (Felsenstein ، 1985) ، في الانحدار. تم تناول السؤال الثاني من خلال مقارنة البيانات عن أسماك القرش في جرينلاند بتلك الموجودة على الفقمة في الأدبيات.


    ما هي السمكة العظمية؟

    الأسماك العظمية هي أكبر مجموعة من الأسماك التي لها هيكل عظمي داخلي مصنوع من عظام متكلسة. تنتمي الأسماك العظمية إلى فئة Osteichthyes. Teleost هو اسم آخر يشير إلى الأسماك العظمية. إنها فقاريات ، وهي حاليًا من أكثر الفقاريات وفرة على هذا الكوكب.

    الشكل 02: الأسماك العظمية

    علاوة على ذلك ، هناك حوالي 27000 نوع في هذه المجموعة. سمك السلمون والسلمون المرقط وسمك الفانوس وسمك الكهف وسمك القد وسمك الصياد والطربون والرنجة والأنقليس الكهربائي وما إلى ذلك هي أنواع قليلة من الأسماك العظمية. هناك 63 عظمة في جمجمة السمكة العظمية. لديهم ضلوع جنبية مصنوعة من عظام الجلد. يفتقرون إلى الجفون. وبالتالي ، فهم غير قادرين على حماية عيونهم مثل أسماك القرش.


    لماذا يوجد اختلاف في دوران زعنفة الذيل في الأسماك مقارنة بالثدييات البحرية؟ - مادة الاحياء

    3 - كان للأسماك المبكرة 3 عظام بديلة (غرابية ، وكتف ، وعظام فوق رأس) وسلسلة من عظام الجلد (الترقوة ، والجِزْر ، و supracleithrum ، وما بعد الصدغي)

    4 - الأسماك العظمية اللاحقة (أسماك الغانويد) - الميل لتقليل عدد وحجم العظام البديلة

    5 - رباعيات الأرجل - الميل لتقليل عدد العظام الجلدية

    الترقوة والغرابي الأمباري - يقوم أحدهما أو كلاهما عادة بتدعيم الكتف ضد عظمة القص (كما هو الحال في الطيور أدناه)

    الكتف - موجود في جميع رباعيات الأرجل مع حتى بقايا الأطراف الأمامية ، مثل السلاحف والطيور والثدييات

    رباعيات الأطراف - يتكون زوج من الصفائح الغضروفية في الأجنة ويتعظم كل منهما في مركزين لتشكيل: العانة والإسك. تؤدي مأرمة إضافية إلى ظهور الحرقفة.

    • إيليا ممدودة وتمتد من فقرة العجز إلى البولية
    • المفصل بين الحرقفة والفقرة العجزية (العجزي الحرقفي) متحرك بحرية (يتحرك الأمبير عندما يقفز الضفدع أو الضفدع)
    • تم توسيع الإليوم والإيشوم لاستيعاب العضلات اللازمة للتنقل على قدمين
    • يستعد الحزام ضد الفقرات القطنية والعجزية
    • عادة ما يتم تقليل عظام العانة (طويلة ولكن رقيقة) يوفر الارتفاق العاني المحدود منفذًا أكبر للبيض

    الثدييات - تتحد الحرقفة والإسك والعانة لتشكيل العظم اللامتناهي (2 اللامع = حزام الحوض)


    • جميع الأسماك الفكية (باستثناء الثعابين) لها زعانف صدرية وحوضية
    • تستخدم الزعانف بشكل أساسي للتوجيه ("الدفة")
    • أنواع الزعانف:
      • زعانف مفصصة - وجدت في ساركوبتيجيانس
      • زعانف طية الزعانف (انظر الرسم البياني أدناه)
        • وجدت في الأسماك الغضروفية
        • يتكون من 1 إلى 5 غضاريف قاعدية بالإضافة إلى عدة صفوف من الشعاعي
        • بدءًا من البرمائيات ، تمتلك الفقاريات عادةً 4 أطراف. ومع ذلك ، فقد البعض زوجًا واحدًا أو كليهما وأمبير ، وفي حالات أخرى ، تم تعديل زوج واحد كأذرع أو أجنحة أو مجاذيف
        • عادة ما تحتوي على 5 شرائح:
          • الطرف الأمامي
            • العضد (العضد) - يتكون من عظم العضد
            • antebrachium (الساعد) - يتكون من نصف القطر وأمبير الزند
            • الرسغ (الرسغ) - يتكون من الرسغ
            • المشط (النخيل) - يتكون من المشط
            • أرقام - تتكون من الكتائب
            • عظم الفخذ - يتكون من عظم الفخذ
            • الساق (الساق) - يتكون من الساق والشظية
            • رسغ (الكاحل) - يتكون من عظم الكعب
            • مشط القدم (مشط القدم) - يتكون من مشط القدم
            • أرقام - تتكون من الكتائب
            • الضفادع الثعبانية (apodans)
            • معظم الثعابين
            • السحالي تشبه الثعابين
            • خراف البحر وأبقار البحر
            • الدلافين (انظر الرسم البياني أدناه)
            • الحوتيات (قد تكون العناصر الأثرية مغروسة في جدار الجسم)
            • صفارات الإنذار (السمندل)

            رباعيات الأرجل المبكرة - كانت الأطراف قصيرة ويمتد الجزء الأول من الجسم مباشرة. يستمر هذا الوضع بين رباعيات الأطراف السفلية (على سبيل المثال ، انظر التمساح أدناه) ، ولكن في الطيور والثدييات ، كان هناك دوران في الزوائد بحيث يوازي المحور الطويل لعظم العضد وعظم الفخذ العمود الفقري تقريبًا.

            • الذراع والساعد
              • العضد = العضد
              • الساعد = نصف القطر وأمبير الزند
              • مانوس (أو يد)
                • الرسغ - 3 صفوف من عظام الرسغ:
                  • الصف القريب = نصف قطري ، زندي ، وسيط ، و amp pisiform
                  • الصف الأوسط = 3 كارب مركزي (سينتراليا)
                  • الصف البعيد = 5 ذرات بعيدة مرقمة من 1 إلى 5 (تبدأ من الإبهام ، أو الشعاعي ، الجانبي)
                  • كل منها يتكون من سلسلة من الكتائب
                  • الصيغة العامة '(بدءًا من الإبهام) = 2،3،4،5،3
                  • الطيور - فقدان الأصابع والعظام بالإضافة إلى اندماج بعض العظام
                  • الخفافيش - 5 أرقام مشط مطول (من الثاني إلى الخامس) وكتائب الأمبير تدعم الباتاجيوم
                  • التيروصورات - الرقم الرابع ممدود لدعم الباتاجيوم

                  2 - السباحة - زيادة عدد الكتائب وحجمها

                      • بلانتجراد
                        • مسطحة
                        • جميع عظام manus و / أو pes على الأرض
                        • البرمائيات ، ومعظم الزواحف (انظر صورة التمساح أعلاه) ، وبعض الثدييات (آكلات الحشرات ، والقرود ، والقردة ، والبشر ، والدببة)
                        • يتم تقليل الرقم الأول أو فقده
                        • manus & amp؛ pes مرتفعة
                        • الأرانب والقوارض والعديد من الحيوانات آكلة اللحوم
                        • انخفاض عدد الأرقام
                        • المشي على نصائح من الأرقام المتبقية
                        • تصبح المخالب حوافرًا

                          4 - الإمساك
                          • إبهام معادٍ
                            • مفصل السرج عند قاعدة الإبهام حيث يلتقي راحة اليد
                            • الإبهام بزاوية أوسع من السبابة
                            • عضلات قوية الإبهام

                            الأطراف الخلفية - العظام مماثلة لتلك الموجودة في الأطراف الأمامية باستثناء أن الرضفة (رأس الركبة) تتطور في الطيور والثدييات

                            1 - فرضية طي الزعانف - زعانف مشتقة من الطيات المستمرة لجدار الجسم

                            2 - فرضية القوس الخيشومي - الزعانف المشتقة من آخر قوسين خيشومي (مستبعد جدًا)

                            3 - فرضية العمود الفقري الزعانف - الزعانف المشتقة من الأنسجة المرتبطة بالعمود الفقري (التي قد تكون تطورت لتوفير الحماية من الحيوانات المفترسة)

                            أصل الأطراف - مشتق من الزعانف المزدوجة للأسماك القديمة:

                            من المحتمل أن تكون أول رباعيات الأرجل ، البرمائيات Labyrinthodont (على اليمين) ، قد تطورت من سلف Crossopterygian (يسار).
                            عندما أصبحت برك المياه العذبة التي تعيش فيها هذه الأسماك راكدة ، ربما تكون قد زحفت إلى الضفة لتنفس الهواء باستخدامها
                            الرئتين البدائية. عندما تطورت الزعانف المفصصة لهذه الأسماك إلى أطراف أقوى ، ظهرت أول رباعيات الأرجل.

                            A. Sterropterygion ، B. Sauripterus ،
                            C. Panderichthys ، D.Eusthenopteron ،
                            E. Ichthyostega ، F. Acanthostega


                            شاهد الفيديو: 10من أغرب الأسماك المخيفة التي تعيش في أعماق البحار والمحيطات (يوليو 2022).


تعليقات:

  1. Reaves

    أنا آسف ، ولكن ، في رأيي ، ترتكب أخطاء. أقترح مناقشته. اكتب لي في PM.

  2. Hadar

    من الذي سعى منذ فترة طويلة إلى مثل هذه الإجابة

  3. Tin

    Neshtyak!)) 5+

  4. Elisheba

    Wacker ، يا لها من عبارة ... الفكر الممتاز

  5. Crogher

    رائع ، هذا الرأي المضحك

  6. Northwode

    ارتكاب الاخطاء. نحن بحاجة إلى مناقشة. اكتب لي في PM.

  7. Zion

    وهذا فعال؟



اكتب رسالة