У акул есть позвоночник

Анатомия акулы во многом отличается от анатомии костистой рыбы . Изменения, наблюдаемые в анатомии акул, являются потенциальным результатом видообразования и изменчивости среды обитания.

Пять хордовых синапоморфий

Пять хордовых синапоморфий присутствуют в хондритах следующим образом. Пять синапоморфий – это глоточная щель , дорсальный нервный шнур , хорда , эндостиль и постанальный хвост, который хорошо изображен и обозначен на странице хордовых . Это изображение полезно для визуализации регионов, где пять

Бранчиостома, Ланцетол ПиоМ

синапоморфии существовали в хордовых и как они выглядели. У цефалохордовых глоточная щель или глотка расположены латеральнее горла хордовых и работают как фильтры, позволяя воде проходить через эту область, чтобы удерживать питательные вещества и кислород от происходящего газообмена. Нерв шнур спинной служит полым, как основная цепь , где сигналы передаются по всему телу из – за нервную ткань расположена в этой области. Хорда также к хвостовой части хордовых , но ближе к середине тела , чем нерва спинного мозга и представляет собой заполненный водой структура , которая позволяет хордовых двигаться в воде. Endostyle находится под жаберных щелей глотке , где белки запертых в конечном счете , обеспечивают энергию хордовых и средства к существованию. Наконец, постанальный хвост мускулистый и позволяет хордовой двигаться в воде.

Определение пяти синапоморфий у акул

Эти развитые синапоморфии имеют решающее значение для нынешнего образа жизни акул, например, глоточная щель превратилась в челюсть и жабры . Нерв шнур спинного посылает сигналы к телу , как это было сделано раньше , но теперь нерв спинного мозг становится центральная нервная система (ЦНС). Хорды изменяется от движения , позволяя в воде на диски формируются между позвонками позволяет для защиты и действовать в качестве буфера , когда происходит движение. Endostyle является гомолог по сравнению с щитовидной железы , и это заранее зарекомендовала себя , прежде чем акулы; эта адаптация была полезна для ускорения метаболизма акул. Постанальный хвост помогает акуле двигаться в воде, но также помогает сохранять равновесие.

Скелет

Акулы – хрящевые рыбы. Скелет акулы в основном состоит из хряща. Они принадлежат к классу Chondrichthyes. В частности, эндоскелеты сделаны из неминерализованного гиалинового хряща, который более гибкий и менее плотный, чем кость, что заставляет их выделять меньше энергии на высоких скоростях. Каждая часть скелета образована внешней соединительной тканью, называемой надхрящницей, а затем покрыта под ней слоем шестиугольных минерализованных блоков, называемых тессерами.

Плавники

Схема спинного плавника с обозначенными ориентирами.

Ласты позволяют акулам вести себя и подниматься. У большинства акул восемь плавников: пара грудных плавников , пара брюшных плавников , два спинных плавника , анальный плавник и хвостовой плавник . Грудные плавники жесткие, что позволяет двигаться вниз, поднимать и направлять. У представителей отряда Hexanchiformes только один спинной плавник. Анальный плавник отсутствует у отрядов Squaliformes , Squatiniformes и Pristiophoriformes . Плавники акулы поддерживаются внутренними лучами, называемыми цератотрихиями.

Хвост

Хвост акулы состоит из хвостового стебля и хвостового плавника, которые являются основным источником толчка акулы. У большинства акул гетероцеркальный хвостовой плавник означает, что позвоночник переходит в (обычно более длинную) верхнюю долю. Форма хвостового плавника отражает образ жизни акулы и может быть разделена на пять категорий:

• У быстро плавающих акул открытых вод, таких как акулы-макрели , хвост в форме полумесяца с почти одинаковыми верхними и нижними лопастями. Большое удлинение хвоста улучшает плавательную мощь и эффективность. У этих видов обычно есть и боковые кили на хвостовом стебле. Китовая акула и гигантская акула также имеет этот тип хвоста, хотя они , как правило , более степенные животные , чем другие примеры.
• «Типичные акулы», такие как акулы-реквиемы , имеют хвосты, у которых верхняя доля длиннее нижней. Верхняя лопасть повернута вверх под умеренным углом по отношению к корпусу, что уравновешивает крейсерскую эффективность с возможностью поворота. У акул-молотилок есть яркий пример этого хвоста, у которого верхняя доля превратилась в оружие для оглушения добычи.
• У донных акул, таких как кошачьи акулы и ковровые акулы, есть хвосты с длинными верхними лопастями и практически без нижних лопастей. Верхняя часть держателя находится под очень низким углом, что жертвует скоростью ради маневренности. Эти акулы обычно плавают с волнами, напоминающими угря.
• У акул-собак также есть хвосты с более длинными верхними, чем нижними лопастями. Тем не менее, позвоночник проходит через верхнюю долю под меньшим углом, чем сама доля, уменьшая количество создаваемой нисходящей тяги. Их хвосты не могут выдерживать высоких скоростей, но сочетают в себе способность к резкому увеличению скорости с маневренностью.
• У акул-ангелов уникальные среди акул хвосты. Их хвостовые плавники обратно гетероцеркальные, нижняя лопасть больше верхней.

Зубы

Зубы акулы крепкие и изготовлены из эмали. У многих акул 3 ряда зубов. Эти зубы врастают в десны, а не в челюсть. Акулы рождаются с зубами, которые постоянно заменяются. Зубы меняют примерно раз в две недели. Форма зубов определяет рацион акулы. Например, акула с плоскими зубами используется для дробления моллюсков, заостренные зубы используются для захвата рыбы, а пресловутые острые зубы с зазубренными краями используются для крупной добычи.

Внутренние органы

Печень – это большой и маслянистый орган, который составляет 25% от общей массы тела акулы. Этот орган у акулы предназначен для хранения энергии и масла. Печень – гидростатический орган. Этот орган помогает сохранять плавучесть, поскольку печень накапливает масла, уменьшая плотность тела акулы. Печень акулы также полна маслянистого вещества, называемого жиром печени акулы, которое помогает акулам быть более плавучим и действует как накопитель энергии, где его можно использовать при необходимости. Печень акулы также помогает фильтровать кровь и отходы, а также служит хранилищем витаминов, что невероятно важно; особенно если акула долгое время не ест или если в организме акулы чрезмерное количество мочевины, печень помогает в обоих этих сценариях. У акул также есть осморегуляция, которая позволяет акулам иметь высокие концентрации и количества мочевины, что позволяет им не обезвоживаться из-за жизни в морской воде, в отличие от пресной. Почки акулы выделяют мочевину, которая необходима акулам в ее организме, чтобы акула не обезвоживалась из-за жизни в морской воде. Сердце акулы имеет две камеры и способ перекачивания сердца. Главное значение сердца акулы – обеспечение насыщенной кислородом крови для всего тела, одновременно отфильтровывая дезоксигенированную кровь. Селезенка акулы также невероятно важна, потому что именно в ней образуются красные кровяные тельца (эритроциты), а также функционирует иммунная система для борьбы с болезнетворными микроорганизмами.

Пищеварительная система

Желудок заканчивается у привратника, который ведет к двенадцатиперстной кишке , а затем к спиральному клапану . Спиральный клапан представляет собой спиральный орган, он увеличивает площадь поверхности для всасывания питательных веществ. Затем спиральный клапан попадает в прямую кишку и задний проход, а затем в клоаку. Внутри желудка акулы плавучесть создается за счет того, что воздух занимает пространство и дает акулам возможность плавать. Акулы желудок также имеет более короткие , чем у большинства кишок животных, что вызывает пищу принимать большее количество времени , чтобы полностью переварить , прежде чем выводится из организма. Эта пищеварительная железа передает секреты через вентальную долю в двенадцатиперстную кишку. Поджелудочная железа акулы помогает пищеварению, вырабатывая ферменты, необходимые для расщепления больших кусков пищи, которые откусывает большинство акул, а поджелудочная железа помогает поддерживать метаболизм в быстром темпе, чтобы приспособиться к потребляемому большому количеству пищи. В самом конце короткой кишки находится ректальная железа, которая важна для выведения шлаков животного.

Репродуктивная система

Изображение анатомии акулы, включая яйца, детенышей и печень

Репродуктивные органы акул служат для размножения половым путем, когда самец доставляет сперму самке с помощью зажимов, которые вставляются в яйцевод самки . Это затем позволяет самке рожать детенышей, хотя некоторые и откладывают яйца. На этом изображении изображено рассечение акулы squalus acanthias, где эта самка оказалась беременной несколькими детенышами акулы. Это изображение важно, поскольку оно показывает, как акулы могут родить нескольких живых детенышей.

Температура

Еще один способ, который помогает акулам легко перемещаться по воде, частично связан с регулированием температуры их тела. Большие белые акулы, короткоперые мако , длинноперые мако , лососевые акулы и горбуши обладают эндотермическими свойствами , что помогает им быстро перемещаться в воде. Они могут регулировать температуру своего тела в зависимости от температуры воды, в которой они находятся, чтобы сокращать мышцы и быстрее плавать. Белых акул часто называют «хладнокровными убийцами», но на самом деле они способны согреть свою кровь. Способность сохранять тепло помогает им как хищникам. Другая группа акул, известная как акулы-макрель , умеет согревать свою кровь. Эти акулы-макрели удерживают кровь с помощью системы теплообмена, называемой rete mirabile . Температура тела макрельовой акулы может быть на 10 o выше температуры окружающей воды.

Покровы

В отличие от костистых рыб, у акул сложный кожный корсет, состоящий из гибких коллагеновых волокон и расположенных в виде спиральной сети, окружающей их тело. Это работает как внешний скелет, обеспечивая прикрепление их плавательных мышц и, таким образом, экономя энергию. Подобное расположение волокон коллагена было обнаружено у дельфинов и кальмаров . Их кожные зубы дают им гидродинамические преимущества, поскольку они уменьшают турбулентность во время плавания.

Кожа

В отличие от других рыб, у акул нет чешуи, а есть зубчики. Зубцы имеют V-образную форму и состоят из слоев дентина и поверхности эмали. Ребра – это впадины в коже акулы, которые удерживают зубчики. Эти зубчики на коже позволяют акуле двигаться тихо, быстро и почти без усилий. Кожа акулы на ощупь похожа на наждачную бумагу, грубая и абразивная. Во время плавания гибкий наклон кожи, расположенный под углом 45 градусов к длине тела, позволяет сгибаться в стороны. Это гарантирует, что кожа плотно прилегает к поверхности, но при этом остается гибкой, предотвращая образование морщин и возможные турбулентности в линиях тока, проходящих по телу. Кожа состоит из дермы и эпидермиса . У позвоночных эпидермис образует слизистую оболочку, которая помогает увлажнять поверхность кожи, а также может использоваться в качестве защитного механизма от бактериальных инфекций. Это также может помочь в плавном, быстром ламинарном течении во время плавания.

Плакоидная чешуя

Грубые и жесткие плакоидные чешуйки (дермальные зубчики) покрывают кожу акул, скатов и хрящевых рыб из-за отсутствия дермальной кости. Эти чешуйки присутствуют в дерме, которая имеет волокнистые соединительнотканные компоненты, и выступают через эпидермис, содержащий секреторные клетки и стратифицированные эпидермальные клетки, на поверхность. По своей структуре гомологичные зубам позвоночных, эти чрезвычайно прочные чешуйки служат для уменьшения турбулентности и сопротивления воды, поскольку они уменьшают поток с высокой скоростью. Чем крупнее рыба, тем вероятнее, что у нее будет больше плакоидных чешуек. Эти выступы очень похожи на зубы. Чешуйный выступ состоит из эмали и полости пульпы, окруженной дентином .

Ампулы Лоренцини

Будучи наиболее распространенными у хрящевых рыб , рыбы имеют ряд органов чувств, которые расположены в виде сети из сотен или тысяч пор, заполненных желе, возле их глаз, ушей, рта и носа. Эти электрорецепторы называются лоренциниевых ампул , и в 1678 году они впервые были обнаружены итальянским врачом и ихтиолог , Стефано Лоренцини . Эти поры используются для восприятия и обнаружения электромагнитных полей , и часто они помогают в навигации и охоте на добычу. Это может быть особенно важно ночью, потому что акулы не могут зависеть только от своего зрения в темноте, им нужен другой механизм, который поможет им ориентироваться. В частности, они способны обнаруживать добычу, закопанную под песком. Есть две разные формы электролокации, пассивная электролокация и активная электролокация, и акулы в значительной степени полагаются на них для навигации.

Мышцы

Рассматриваемые как пелагические хищники, акулы имеют постоянно повышенную температуру тела из-за непрерывного плавания, что в конечном итоге представляет собой физиологическое преимущество для акул. Основная причина, по которой они обладают этим преимуществом, заключается в том, что у них есть красная аэробная локомоторная мышца (RM) и белая локомоторная мышца (WM). Температура в значительной степени влияет на способность мышц сокращаться, и это касается как окружающей среды, так и внутренней температуры организма.

Красная опорно-двигательная мышца

Боковое и поперечное сечение опорно-двигательных мышц красной и белой акулы

Вырабатывая примерно 25-50% силы акулы, RM – это то, что обеспечивает непрерывное плавание акул. Эта мышца прекрасно себя чувствует при повышенных температурах и почти похожа на млекопитающее. Оптимальный температурный диапазон для работы составляет от 20 до 30 градусов по Цельсию, и мышцы считаются неэффективными, если они подвергаются воздействию более низких температур. В целом, температура RM сохраняется метаболически и намного выше температуры внешней воды. Эти мышцы также получают достаточное кровоснабжение, поэтому акулы могут плавать длительное время, что помогает расщеплять жир. Красные мышечные волокна сосредоточены в брюшной части акулы и находятся рядом с позвоночником, что в конечном итоге делает позвоночник сильнее. Другими словами, первый спинной плавник находится позади RM. У других рыб RM более латеральный. Эта мышца становится все более термочувствительной как у лососевых акул, так и у тунца .

Белая опорно-двигательная мышца

WM у акул не так сильно зависит от температуры, поэтому он более оптимален для работы при различных температурах. Помощь при плавании акулы короткими очередями. Эта мышца находится в непосредственной близости от RM, что в конечном итоге обеспечивает передачу тепла от RM к WM. Несмотря на то, что он больше подходит для низких температур, проксимальное расположение RM дало значительные преимущества, только увеличивая его функцию. Эта мышца действительно важна для передвижения хвоста и отвечает за пульсацию акульего хвоста и толкает акулу вперед. Мышца сокращается, а затем становится жесткой, позволяя акуле двигаться по воде.

Камуфляж

Эта серая рифовая акула демонстрирует обратное затенение с более темной спинной поверхностью и более светлой брюшной поверхностью.

У акул может быть комбинация цветов на поверхности тела, что приводит к технике маскировки, называемой контршейдингом . Более темный цвет на верхней стороне и более светлый цвет на нижней части тела помогает предотвратить визуальное обнаружение хищников. (Например, белый цвет на дне акулы сливается с солнечным светом с поверхности, если смотреть снизу.) Противозатенение также может быть достигнуто за счет биолюминесценции у нескольких видов акул, которые производят и излучают свет, таких как кайтфиновая акула , a виды морской акулы. Этот вид мигрирует вертикально, и расположение световых органов, называемых фотофорами, обеспечивает вентральное затенение.

Некоторые виды имеют более сложную физическую маскировку, которая помогает им сливаться с окружающей средой. Воббегонги и акулы-ангелы используют камуфляж для нападения на хищников .

Сердечно-сосудистая система

В разрезе вид на уникальное четырехкамерное сердце камер акулы: Sinus Venosus, Atrium, Ventricle, Conus Ateriosus.

У акул одноконтурная кровеносная система, сосредоточенная вокруг двухкамерного сердца. Кровь течет от сердца к жабрам, где насыщается кислородом. Затем эта богатая кислородом кровь разносится по телу и тканям, прежде чем вернуться в сердце. Когда сердце бьется, дезоксигенированная кровь поступает в венозные пазухи. Затем кровь течет через предсердие к желудочку, а затем попадает в артериальный конус и покидает сердце.

Дыхательная система

Анатомия акулы (50693674756)

Жаберные щели китовой акулы расширяются, когда она выталкивает воду из своей глоточной полости.

На изображении анатомии акулы изображена начальная половина акулы, включая жабры. Акулий жабры особенно важны и произошли от синапоморфии хордовых глоточных жаберных щелей. Жабры необходимы акулам для дыхания под водой. Как и другие рыбы, акулы извлекают кислород из воды, проходя через их жабры . Вода поступает через рот, проходит в глотку и выходит через жаберные щели (у большинства акул их пять пар, у акул с плащами , у коровьих акул и у шестужаберных акул – шесть или семь пар). У большинства акул за глазами также есть дополнительное дыхательное отверстие, называемое дыхальцем . У обитающих на дне акул, таких как акулы-ангелы , дыхальце позволяет им набирать воду, чтобы дышать, не открывая рта.

Есть два механизма, которые акулы могут использовать для перемещения воды по своим жабрам: при буккальном перекачивании акула активно втягивает воду с помощью щечных мышц, а при вентиляции барана акула плывет вперед, выталкивая воду в рот и через жабры. Поскольку буккальное сцеживание более энергоемко, чем вентиляция с помощью барана, первое, как правило, используется сидячими акулами, живущими на дне, а второе используется более активными акулами. Большинство акул могут переключаться между этими механизмами в зависимости от ситуации. Некоторые виды, такие как большая белая акула , потеряли способность выполнять буккальное сцеживание и поэтому задохнутся, если перестанут двигаться вперед.

Смотрите также

• Анатомия рыб

Рекомендации

Источник