Какие рыбы могут дышать на суше?
Nevada 1976Какие рыбы могут дышать на суше? 0 Comment
Многие вещи возможны, когда речь заходит о природе, даже рыба может в какой-то момент выйти из воды. Некоторые рыбы могут дышать и жить без воды в течение короткого периода времени, в то время как другие живут в течение нескольких дней. Мы знаем, что рыбы используют свои жабры, чтобы брать кислород из воды, но некоторые особенности позволяют им дышать воздухом. Такая уникальность позволяет им находить пищу и выживать лучше, поскольку они живут в обоих мирах.Вот наш список 9 уникальных рыб, которые могут дышать на суше.
Анабас, или рыба-ползун.Выглядит так же, как обычная рыба, но, обладая дополнительными способностями, альпинистский окунь — одна из рыб, которая может дышать на суше. На самом деле, этот инвазивный вид может жить без воды до шести дней без проблем. У рыб-ползунов есть дополнительный орган дыхания, который позволяет им выживать без воды.
Eel Catfish.Это вид рыб, обитающий в грязных болотах тропиков Центральной Африки. Eel Catfish известен своей способностью «выталкивать» себя из воды, чтобы поймать добычу. У Eel Catfish есть особый супрабранхиальный орган, который образован древовидными структурами из второй и четвертой жаберных арок. Это позволяет рыбе поглощать кислород непосредственно из воздуха, и они могут оставаться на суше до тех пор, пока они влажные. Кроме того, они могут охотиться как в воде, так и вне ее, используя различные методы охоты. В воде они всасывают воду и еду через рот. Находясь на земле, они поднимают переднюю часть тела вверх, прежде чем сомкнуть рот на добыче.
Четырёхглазки.Быть одной из рыб, способных дышать из воды, это одно, а быть рыбой с двумя и более глазами — совсем другое. У этого вида рыб четыре глаза. Два глаза находятся над водой, а два других — под поверхностью воды.
Mangrove Rivulus.Этот вид рыб обитает в солоноватых и морских водах вдоль побережья, и они могут прожить до нескольких месяцев на суше. Да, два месяца или 66 дней, если быть точным. Прыгая на сушу, рыба переворачивает хвост, переворачивая голову над телом в направлении хвоста. Этот уникальный прыжок позволяет ей направлять тело на сушу и совершать относительно сильные прыжки. У них есть специализированная кожа, которая выполняет многие функции жабр, и дает им возможность дышать на суше. Находясь на суше, этот тип рыб подвергается ряду физиологических изменений, которые способствуют воздушному дыханию, осморегуляции и ионорегуляции. Она изменяет свои жабры, так что может удерживать воду и питательные вещества, в то время как отходы азота выводятся через кожу.
Mudskipper.Здесь у нас есть другая рыба-амфибия, которая способна жить как в воде, так и на суше. Mudskipper — это рыба с необычным внешним видом и странными способностями, которыми обладает не каждая рыба. Помимо возможности жить счастливо на суше, эта рыба может также лазить по деревьям и низким ветвям. С помощью своего сильного плавника прыгуны могут также прыгать на расстояния до 60 см. Находясь на суше, эта рыба все еще может дышать, поскольку она использует воду, которая находится в ловушке внутри их больших жаберных камер. В то же время они также могут поглощать кислород из слизистой оболочки рта и горла. Это позволяет им оставаться без воды в течение длительного периода времени, и они часто выходят на сушу.
Mummichog.Наличие странного имени не мешает этой уникальной рыбе обладать многими невероятными способностями. Рыба хорошо известна своей способностью противостоять различным условиям окружающей среды. Во-первых, они могут выдерживать высокие температуры и быстрые изменения температуры, от высокой до низкой.
В то же время они относятся к числу рыб, которые также наиболее устойчивы к изменениям солености. Лучшая часть — их способность дышать на суше, а это не то, что может сделать каждая рыба. Они могут часами выживать во влажном воздухе вне воды, вдыхая воздух напрямую.
Rockskipper.Rockskipper или Coral Blenny обычно выходят на сушу, чтобы питаться водорослями из мертвых кораллов и спариваться. Интересная особенность этой рыбы в том, что она может часами существовать вне воды, пока она остается влажной. Кроме того, они также могут кормиться и спариваться на земле.
Snakehead (змееголов).Это сильная и жестокая рыба с ужасной репутацией, когда речь заходит об их агрессивности. Змееголов дышит воздухом своими жабрами, что позволяет им легко перемещаться на короткие расстояния по суше. Более того, они могут выживать на суше до четырех дней или даже дольше, пока они мокрые. Не говоря уже о том, что они, как известно, нападали на людей, это один из видов рыб, который следует знать и избегать.
Clinocottus annals (Woolly Sculpin).Это не только рыба, которая может дышать из воды, но и рыба, которая может противостоять резким перепадам температуры. Они обычно оставляют воду время от времени, и могут выжить на суше до 24 часов. Кроме того, они могут пережить быстрые колебания температуры, а также быстрые изменения солености, что просто невероятно. Woolly Sculpin — активные хищники засады, которые лежат и ждут, чтобы напасть на свою добычу, как в воде, так и вне ее. Этот тип рыбы обычно выходит на сушу, чтобы охотиться, спариваться и искать новые дома, если уровень кислорода в воде становится слишком низким.
Как велика может быть рыба, способная ходить по земле?
Современные сухопутные рыбы разнообразны, многочисленны и успешны, но мельче тех девонских рыб, от которых произошли первые четвероногие. Могли ли такие большие рыбы, как девонские пандерихт и тиктаалик, ходить по суше и, если да, то как? Современные сухопутные рыбы свидетельствуют: да, могли.
Из них наилучшая модель – змееголов.
Змееголов длиной 50 см и массой 1180 г отогнул хвост влево, встопорщил и заякорил анальный плавник (синяя стрелка). Дальше плавательные мышцы на правом боку сократятся и распрямят тело, и оно двинется вперед, проворачиваясь вокруг правого грудного плавника (скрыт на данной фотографии). Левый грудной плавник оторвется от субстрата и будет перенесен по воздуху для зеркального повторения тех же действий. Приоткрытая жаберная крышка дает доступ воздуха в наджаберный орган дыхания
В исследованиях девонского выхода позвоночных на сушу классики, включая Ивана Шмальгаузена и Альфреда Ромера, придерживались достаточно прямолинейного взгляда. Они полагали, что внешние условия так или иначе побудили девонских кистеперых, как их тогда называли, рыб к перемещениям по суше. При этом рыба использовала практически те же движения тела, что при плавании, то есть изгибы из стороны в сторону. Со временем естественный отбор «перековал» грудные и брюшные плавники в четыре пальчатые лапы, более пригодные для опоры на твердый субстрат.
Из приведенных гипотетических прообразов видно, что решение проблемы девонского исхода эльпистостегид из воды на сушу в значительной степени упирается в поиск подходящего современного аналога, который мог бы стать модельным объектом.
Однако современные сухопутные рыбы в большинстве своем редко достигают полуметра, тогда как девонские фигуранты скорее были метровой или полутораметровой длины и никак уж не были тонкотелыми. Остается нерешенным и даже впрямую не ставился вопрос о принципиальной возможности передвижения по суше таких больших рыб. При каком размере без настоящих лап уже не походишь? Девонские следовые дорожки всегда приписываются либо членистоногим, либо четвероногим, но не рыбам – даже если на них нет отпечатков пальцев и даже когда следы определенно древнее известных костных остатков четвероногих.
Этим вопросам посвящено исследование Александра Кузнецова из Палеонтологического института им. А.А. Борисяка Российской академии наук. В поисках модельного объекта он отправился в центр современного разнообразия сухопутных рыб – южный Вьетнам. Рыбы покупались на деревенском продуктовом рынке возле заповедника Катьен. Поскольку этот район находится далеко от моря, илистый прыгун на рынке отсутствовал. Зато продавались четыре пресноводных амфибиотических рыбы: рисовый угорь Monopterus, ползун Anabas, сомик Clarias и змееголов Channa.
Лучшая следовая дорожка из карьера Захельми (Польша) с двумя претендентами на ее «авторство»: сверху пандерихт (новая реконструкция), снизу акантостега (исходная реконструкция). Для пандерихта показан толчок с упором на левый брюшной плавник (синяя стрелка) в направлении правого грудного, действующего как подпорка (красная стрелка). Следы брюшных плавников (голубые) мельче, но шире расположены, чем у грудных плавников (розовые следы). Нечеткие следы окрашены зеленым. Масштабная линейка 10 см
Сухопутное передвижение рыб изучалось в течение от одного до трех дней после покупки, на подиуме из влажной глины.
Она хороша тем, что на ней рыба сразу показывает свой главный движитель – тот орган, которым она опирается, чтобы толкнуть или подтянуть свое тело вперед. И от этого органа на глине остается след. Часто рыбы убегали с глины на травяной газон, где им было легче ползти. Все рыбы, независимо от вида и размера (самым крупным был полуметровый змееголов массой почти 1.2 кг), передвигались в сходном режиме – «рывками» по два-три метра, между которыми рыба делала паузу, чтобы отдышаться. Первоначальный выбор направления движения выглядел случайным, но в дальнейшем все рыбы достаточно четко сохраняли от «рывка» к «рывку» выбранный курс.
Главный вывод исследования состоит в том, что по суше может двигаться рыба любой формы, если только у нее есть орган воздушного дыхания. Только его отсутствие является препятствием для сухопутной активности рыб. От формы тела зависит не сама возможность, а только конкретный способ сухопутного передвижения. Удлиненный рисовый угорь двигается, естественно, как змея, причем на глине – очень сложным по координации «боковым ходом» (он встречается даже не у всех змей, а наиболее известен у гремучников и эфы).
Сплющенный с боков, наподобие ерша, ползун двигается, соответственно, на боку (время от времени меняя сторону) – он цепляется шипами жаберной крышки и подтаскивает после этого хвост. Клариевый сомик имеет шипы не на жаберной крышке, а на грудных плавниках. Он растопыривает их при атаке хищника; если неосторожно схватить сомика, шипы больно впиваются в руку. Ходит сомик, раскачиваясь из стороны в сторону и поочередно вонзая левый и правый шипы в субстрат, чтобы затем подтянуть вперед хвост. У змееголова шипы расположены на анальном плавнике, то есть не в передней части тела, а в задней. Отогнув хвост влево или вправо и заякорив встопорщенный анальный плавник, змееголов распрямляется и толкает голову вперед. Лишенный шипа широкий грудной плавник служит здесь не движителем, а лишь подпоркой, вокруг которой тело рыбы проворачивается.
Вне зависимости от расположения движителя – спереди он или сзади, двигатель, т.е. «мотор», совершающий механическую работу по продвижению тела по суше, у всех четырех рыб один и тот же: это плавательная мускулатура на боках тела.
Движитель лишь пассивно передает усилие с двигателя на субстрат. Руководствуясь этим общим принципом, автор сформулировал простейшую механическую модель абстрактной сухопутной рыбы, которая позволила прикинуть ее предельный размер.
Реконструкция точек постановки анального плавника (синие треугольники) и грудных плавников (кружки) у змееголова на основе видеосъемки. Белые стрелки – направление толчка анальным плавником в первом и последнем кадре
В афористической форме вывод таков: толщина тела самой большой ходячей рыбы примерно равна максимальной высоте прыжка илистого прыгуна – около 20 см. Илистый прыгун мог бы запрыгнуть на спину и эльпистостеге, и пандерихту, и тиктаалику (кроме самых крупных экземпляров), значит, все они могли ходить по суше. Особенности их плавников говорят в пользу такого же движителя, как у змееголова, но с тем принципиальным отличием, что в его роли выступал не анальный, а брюшные плавники.
Брюшные плавники обладают тем преимуществом перед анальным, что они не требуют размашистых движений хвоста, а выводятся в толчковую позицию за счет простого отведения в тазобедренном суставе.
Проведенный теоретический анализ на основе видеосъемки вьетнамских рыб позволил автору предложить новую интерпретацию некоторых девонских следовых дорожек, считавшихся ранее следами четвероногих.
Во-первых, одна дорожка с позднедевонской плиты Геноа-Ривер в Австралии была скорее оставлена кем-то из антиарх – панцирных рыб с грудными шипами, использовавшимися, по-видимому, для ходьбы по модели клариевого сомика. Антиархи, скорее всего, имели орган воздушного дыхания – главный залог возможности сухопутного передвижения.
Во-вторых, самая лучшая дорожка из среднего девона карьера Захельми в Польше скорее была оставлена не четвероногим, а какой-то рыбой из эльпистостегид. Ее удивительной особенностью является то, что более мелкие следы шире расставлены в бока, чем более крупные. Эта странность находит объяснение, если принять модель ходьбы змееголова, но с брюшными плавниками в качестве движителя. Брюшные плавники у эльпистостегид были меньше грудных, но в качестве движителя должны были ставиться на землю шире грудных.
Публикация: Kuznetsov A.N. How big can a walking fish be? A theoretical inference based on observations on four land-dwelling fish genera of South Vietnam // Integrative Zoology. 2021. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/1749-4877.12599
Источник информации: палеонтологический институт им. А.А. Борисяка РАН
Источник фото: paleo.ru
Первая рыба, ходившая по суше, выглядит так, как будто у нее был «полный привод»: двухсторонний: NPR
Tiktaalik , жившая около 375 миллионов лет назад и считающаяся первой рыбой, вышедшей на сушу, имела более крепкие задние конечности, чем считалось ранее.Америка
Обновленный рендеринг Tiktaalik на основе нового исследования, опубликованного в PNAS. Каллиопи Монойос/ скрыть заголовок
переключить заголовок
Каллиопи Монойос/
Обновленный рендер Tiktaalik на основе нового исследования, опубликованного в PNAS.
Каллиопи Монойос/
Существо, которое жило 375 миллионов лет назад и, как считается, было первой рыбой, совершившей переход на сушу, обладало большими тазовыми костями в дополнение к передним плавникам, похожим на ноги. эффективный ходок, чем считалось ранее.
Tiktaalik roseae , обнаруженный в 2004 году на острове Элсмир в Нунавите, Канада, является ключевой переходной окаменелостью, которая связывает кистеперых рыб и четвероногих, первых четвероногих позвоночных в конце девонского периода.
Sci-News.com описывает Tiktaalik как имевшего «жабры, чешую и плавники, но также подвижную шею, крепкую грудную клетку и примитивные легкие. В частности, его большие передние плавники имели плечи, локти и частичные запястья, что позволяло ему поддерживать себя на земле».
Ученый из Чикагского университета Нил Шубин показывает модель Tiktaalik , «недостающего звена» рыбы, окаменелости которой он обнаружил в 2004 году.
Крис Уокер/MCT/Ландов скрыть заголовок
переключить заголовок
Крис Уокер/MCT/Ландов
Ученый из Чикагского университета Нил Шубин показывает модель Tiktaalik , «недостающего звена» рыбы, окаменелости которой он обнаружил в 2004 году.
Крис Уокер/MCT/Ландов
Однако, когда первые окаменелости Tiktaalik были обнародованы, в реконструкциях намеренно опущена хвостовая часть, потому что первооткрыватели Нил Шубин, Тед Дэшлер и Фариш А. Дженкинс-младший, а также специалист по подготовке Фред Маллисон не закончили отделять горную породу от окаменелостей на всех своих образцах и не имели четкого представление о том, как выглядела остальная часть существа.
(Джо Палка из NPR описал Шубина и открытие Tiktaalik еще в 2010 году).0007 проясняет это. Команда обнаружила таз и частично сохранившийся задний плавник у образцов, что позволяет предположить, что Tiktaalik имел «полный привод», говорят авторы исследования.
«Самые ранние четвероногие имеют крепкие конечности, особенно задние конечности, которые увеличены и поддерживаются рядом модификаций тазового пояса. Напротив, ближайшие родственники четвероногих имеют маленькие и слабо окостеневшие тазовые придатки по сравнению с грудными,» пишет команда.
Материал тазового пояса и плавников, недавно обнаруженный в 9Однако 0006 Тиктаалик, , показывает, что, хотя он сохранил примитивную скелетную архитектуру, его «ходячие» структуры показывают, что он был скорее четвероногим, чем рыбой.
Газета The Boston Globe пишет об открытии:
«В документе описывается тазовый пояс, необычно большой для рыбы, с поверхностями, к которым могли прикрепляться крупные мышцы.
Он может ходить, как настоящий четвероногий, а также имеет промежуточный тазобедренный сустав, ориентированный не совсем так, как у рыб или животных с конечностями.0009
«Палеонтологи, не участвовавшие в работе, сказали, что находка была значительной. Царство. «До этого открытия мы не могли увидеть изменения, благодаря которым брюшные плавники рыбы стали намного больше и крепче и постепенно превратились в заднюю конечность четвероногого».
Он может ходить, как настоящий четвероногий, а также имеет промежуточный тазобедренный сустав, ориентированный не совсем так, как у рыб или животных с конечностями.0009Три автора подготовили статью за восемь месяцев до того, как Дженкинс из Гарварда умер от рака в 2012 году, но согласно Globe , покойный палеонтолог, считающийся пионером в своей области, «как всегда, [настаивал], что первым шагом к представлению их находки более широкому научному сообществу будет сбор изображений, которые расскажут историю».
Сообщение спонсора
Стать спонсором NPR
Рыба, которая ходит по суше, ласточки с языком, сделанным из воды
В далеком прошлом, между 350 и 400 миллионами лет назад, группа наших рыбообразных предков начала выползать на сушу.
Плавники, которые двигали их по воде, постепенно превратились в крепкие, несущие вес конечности. Их задние ноги соединялись непосредственно с бедрами, которые стали больше. Плавающие рыбы превратились в ходячих четвероногих, таких как амфибии, рептилии и млекопитающие.
Ученые очень подробно изучили эволюцию конечностей и скелетов четвероногих, но другие аспекты нашего вторжения на сушу менее ясны. Как, например, питались наши предки-первопроходцы?
Многие рыбы питаются присасыванием. Когда они открывают челюсти, подковообразная кость, называемая подъязычной, давит на дно рта, расширяя его и создавая поток воды, который втягивает добычу внутрь. Даже виды, которые кусают и грызут, полагаются на подобное всасывание, чтобы проглотить пищу, когда она находится у них во рту.
Эта техника работает, потому что рыба постоянно окружена водой. На суше не работает. К счастью, четвероногие решают эту проблему с помощью мускулистого языка, который помогает перемещать пищу изо рта в горло.
Опять же, задействована подъязычная кость — это кость, к которой прикреплен язык. Но как развивалась эта структура? Как подъязычная кость превратилась из кости, создающей всасывание, в кость, которая двигает языком? Как глотали первые четвероногие?
На эти вопросы было трудно ответить, потому что очень немногие окаменелости ранних четвероногих содержат приличные следы подъязычной кости. Но Крейн Мишель из Университета Антверпена применил другую тактику: он изучил восхитительную рыбу под названием атлантический илистый прыгун. Это крошечное существо выглядит как крошечная дверная ручка с парой плавников и выпученными глазами, и оно обитает в мангровых болотах восточной Африки, Индийского океана и западной части Тихого океана. Удивительно много времени он проводит на суше. Он передвигается на плавниках, сражается, спаривается и добывает пищу на открытом воздухе.
Мишель заснял высокоскоростными камерами атлантических илистых прыгунов, когда они всасывали кусочки креветок, помещенные на сухую поверхность.
Просматривая видео, он заметил кое-что странное. Через мгновение после того, как илистый прыгун наклоняется вперед и открывает рот, из его открытой пасти высовывается небольшой пузырек воды. Вода растекается по кусочку пищи, который прыгун обхватывает ртом. Затем он всасывает и кусочек, и воду обратно.
Вода действует как язык — «гидродинамический язык», по словам Мишеля. Это позволяет рыбе лакать пищу, а затем проглатывать ее.
Мишель показал, насколько важен «язык», положив кусочки креветок на впитывающую поверхность и сняв прыгунов с помощью рентгеновских видеокамер. На этот раз, когда илистые прыгуны наклонились, их водянистые языки высохли. Они все еще могли схватить креветку в челюсти, но не могли проглотить. В 70 процентах своих ударов им приходилось возвращаться в воду, прежде чем они могли проглотить свой кусок.
Это объясняет, почему илистые прыгуны почти всегда наполняют рот водой, прежде чем выйти на сушу. Удерживая этот водянистый язык, они могут проглотить несколько глотков, прежде чем им придется вернуться в воду.
Напротив, угорь-сом, который тоже выходит на сушу, но не использует тот же трюк, всегда должен возвращаться в воду после того, как схватил свою добычу.
«Эти данные свидетельствуют о том, что проглатывание пищи в воздухе могло быть существенной проблемой для перехода от воды к земле в ходе эволюции позвоночных», — говорит Бет Брейнерд из Университета Брауна. «Когда ранние четвероногие начали питаться на суше, им пришлось разработать новый способ перемещения пищи в заднюю часть горла для проглатывания».
Водяной язык, а-ля илистые прыгуны? Возможно, но важно помнить, что это современные рыбы, а не четвероногие в процессе становления. Сотни миллионов лет эволюции отделяют их от наших предков, колонизировавших землю. В лучшем случае они могут намекнуть на стратегии, которыми пользовались ранние четвероногие 9.0135 могли бы использовать , когда они вышли на сушу.
Водянистый язык, например, мог бы обеспечить работающее временное решение, позволяющее животным успешно питаться, пока их подъязычная кость изменялась и у них развивались мускулистые языки.