Шығыс АҚШ-тағы мүйіз балық (Amia calva) туралы мәліметтер

Кіріспе

Сүйекті балықтар, Holosteii инфракласындағы гарылармен туыс.

Морфология

Бұғаудың орташа ұзындығы ; Жылдың жас даралары қазан айына дейін шамамен өседі. Бұғаудың денесі сопақтау және цилиндр тәрізді, бүйірлері мен арқасы зәйтүннен қоңырға дейін, көбінесе тік жолақтармен және қараңғы торлы өрнектермен немесе басқа да камуфляждық үлгілермен жабылады. Арқа қанатында көлденең жолақтар, ал құйрық қанатында біркелкі тік жолақтар болады. Қарны ақ немесе қаймақ түсті, жұп қанаттары мен анальдық қанаты ашық жасыл. Шабақ кезінде, шамамен толық ұзындығы қара және бақашаға ұқсас болады. Шамамен толық ұзындығында олар кішкентай плакодермдерге ұқсайды. Олар тез өседі және әдетте шайқаудан кейін 4-6 апта ішінде ұядан шығады. Жас аталықтардың құйрығының тамырында қара көзшесі болады (көкжапырақ), көбінесе сары-қызыл жиекпен оралған, ал аналықтарында, егер болса, қара болады. Көзшенің мақсаты – жыртқыштарды жаңылыстыру, шабуылды балықтың басынан құйрығына бұру, бұл бұғауға жыртқыштардан қашуға мүмкіндік береді. Бұғаудың атауы оның 145-250 сәуледен тұратын, арқасының ортасынан құйрығының тамырына дейін созылатын, ұзын, толқынды арқа қанатына байланысты берілген. Бұғаудың бас сүйегі екі қабаттан тұрады: дерматокраниум және хондрокраниум. Хондрокраниум қабатын көру мүмкін емес, өйткені ол тері сүйектерінің астында орналасқан. Бұғаудың бас сүйегі 28 біріккен сүйектен тұрады, олар дерматокраниумды құрайды. Ауыздың жоғарғы жағы үш сүйектен тұрады: эктоптеригоид, палатайн және вомер. Оларда екі тіс жиынтығы бар, оның бірі – аңды ұстап, бақылау үшін мандибуляр және премаксилляр сүйектерінен шығатын үлкен өткір тістер. Екінші тіс жиынтығы, артқы жағында орналасқан және гиомандибуляр сүйегіне жалғанған, фарингеальді тіс пластиналарынан тұрады, олар қоректік заттарды сұрыптап, үлкен тағамдарды ұнтақтау үшін қолданылады. Тағы үш сүйек төменгі жақты құрайды: тіс сүйегі, бұрышты сүйек және сурангуляр сүйек. Бас сүйектің ми жағын мұрын, анторбиталь, жас сүйек, тері, миыралық, миыралықтан кейінгі, жоғарғы миыралық, экстраскапуляр, миыралықтан кейінгі және операциялық сүйектер құрайды. Бас сүйегінің барлық бөлігі сүйектер жиынтығы арқылы белдеуге бекітілген. Бұғауды көбінесе «тірі қазбалар» немесе «алғашқы балықтар» деп атайды, өйткені олар өз ата-бабаларына тән кейбір алғашқы белгілерді сақтап қалды, соның ішінде өзгертілген (сырттан дөңгеленген) гетероцеркал құйрық қанаты, жоғары тамырланған газды қап өкпесі, спиральді клапанның қалдықтары және сүйекті гұларлық пластина. Сүйекті гұларлық пластина төменгі жақтың екі жағының арасында төменгі жақтың сыртында орналасқан. Басқа ерекшеліктері – ұзын, өткір тістер және екі шығыңқы түтік тәрізді мұрын тесігі.

The typical length of a bowfin is ; Young of the year typically grow to by October. The body of the bowfin is elongated and cylindrical, with the sides and back olive to brown in color, often with vertical bars and dark reticulations or another camouflaged pattern. The dorsal fin has horizontal bars, and the caudal fin has irregular vertical bars. The underside is white or cream, and the paired fins and anal fin are bright green. During larval stage, hatchlings from about total length are black and tadpole like in appearance. At approximately total length they have been described as looking like miniature placoderms. They grow quickly, and typically leave the nest within 4 to 6 weeks after hatching. Young males have a black eyespot on the base of the tail (caudal peduncle) that is commonly encircled by an orange yellowish border, while the female's is black, if present at all. It is thought the purpose of the eyespot is to confuse predators, deflecting attacks away from the head of the fish to its tail, which affords the bowfin an opportunity to escape predation. The bowfin is so named for its long, undulating dorsal fin consisting of 145 to 250 rays that runs from the middle of the back to the base of the tail. The skull of the bowfin is made of two layers of skull, the dermatocranium and the chondrocranium. The chondrocranium layer cannot be seen because it is located below the dermal bones. The bowfin skull is made up of 28 fused bones, which compose the dermatocranium. The roof of the mouth is made up of three bones, the ectopterygoid, the palantine, and the vomer. They have two sets of teeth, including one set of larger sharp teeth coming out of the mandibular and premaxillary bones to grasp and control the prey. The other set of teeth, located posteriorly and connected to the hyomandibular bone, is made up of pharyngeal tooth patches, which are used for sorting out nutrients and grinding down larger pieces of food. Another three bones make up the lower jaw: the dentary, the angular, and the surangular. The cranial surface of the skull is made up of the nasals, the antorbital, the lacrimal, the parietal, the intertemporal, the post parietal, the supratemporal, the extra scapular, the post temporal, and the opercular. The entirety of the skull is attached to the girdle through another set of bones. Bowfin are often referred to as "living fossils" or "primitive fish" because they retained some of the primitive characters common to their ancestors, including a modified (rounded externally) heterocercal caudal fin, a highly vascularized gas bladder lung, vestiges of a spiral valve, and a bony gular plate. The bony gular plate is located underneath the head on the exterior of the lower jaw between the two sides of the lower jaw bone. Other distinguishing characteristics include long, sharp teeth, and two protruding tube like nostrils.

Көрінісі ұқсас балықтар

Солтүстік жыланбауырлар (Channa argus) сыртқы түрі жағынан ұқсас болғандықтан, көбінесе олардың сопақ, цилиндрлі пішіні және арқаларының бойымен созылатын ұзын арқа қанаты үшін бұрышқа (bowfin) ұқсайды. Солтүстік жыланбауырлар – Қытай, Ресей және Корея өзендері мен сағаларында табиғи ортада өсетін, балықпен қоректенетін балықтар. Олар Солтүстік Американың кейбір аймақтарына әкелініп, бекініп қалған. Дегенмен, Солтүстік Америкада табиғи түр болып табылатын бұрышқа қарағанда, солтүстік жыланбауыр инвазивті түр деп есептеледі және ондағы қоршаған ортаға зиян келтіреді. Бұрышқа тән ерекшеліктерге құйрық сабағындағы қара дақ, қоңыр және зәйтүн түстері, қысқа анальдық қанаты, дөңгелек бас пішіні, солтүстік жыланбауырға қарағанда кеуде қанаттарынан қашықта орналасқан таз қанаттары және төменгі жақтың ішкі жағындағы гулярлық пластинасы жатады. Тағы бір айырмашылық – бұрышқа қабыршақтары денесінен басына дейін біркелкі жалғаспайды. Бұрышқаның басы тегіс және қабыршақсыз, ал солтүстік жыланбауырдың қабыршақтары денесінен басына дейін біркелкі жалғасады. Солтүстік Америка мен Еуразия өзендері мен көлдерінде кездесетін жыртқыш балық – лота лота (Lota lota) да жиі бұрышқа деп жаңылысады. Бурботты жалпақ басы, иегіндегі сақалшасы, ұзын анальдық қанаты және кеуде қанаттарының астында орналасқан таз қанаттары арқылы ажыратуға болады.

Бау-баудың дене пішінінің дамуы мен дамуы

Алғашқы балықтардың жауы болмаған, олар ауыздары арқылы тамақ сору үшін теріс қысымды пайдаланған. Қасқырдың жауырығы – олардың үлкен және толыққанды жемді ұстап жеу қажеттілігінен туындаған эволюциялық нәтижесі. Көбірек қоректік заттарды алу арқасында, қасқырлар белсенді өмір салтымен өмір сүре алады. Қасқырдың жауырығында бірнеше бейімделулер бар. Жоғарғы және алдыңғы жақ сүйектері бірігіп кеткен, ал артқы хондрокраниум омыртқамен байланысады, бұл жақ сүйегінің еркін айналуына мүмкіндік береді. Суспензорий бірнеше сүйектен тұрады және мұрын, ми қабығы және төменгі жақ сүйегімен байланысады. Жақ ашылғанда, эпаксиалдық бұлшық еттер жоғарғы жақ сүйегіне бекітілген хондрокраниумды көтереді, ал аддуктор бұлшық еттері төменгі жақ сүйегін жабуға қатысады. Осы жақ ашу-жабу қабілеті қасқырдың үлкен жемді ұстап, оны қорытуға мүмкіндік беретін белсенді жыртқыш болуына көмектеседі. Қасқырдың омыртқа бағанасы сүйектелген, ал бұрынғы балықтарға қарағанда, омыртқа дененің негізгі тірегі болып табылады, ал бұрынғы балықтарда негізгі тірегі нотохорда болған. Қасқырдың жүйке тікенектері мен қабырғалары да айқын болып келеді, бұл эволюциялық ерекшелік қосымша тіреуді қамтамасыз етуге және жұпталмаған қанаттарды тұрақтандыруға көмектеседі. Омыртқа бағанасының эволюциясы қасқырдың бағананы сындырмай, қысымға түсетін бүйірлік иілуге төтеп беруіне мүмкіндік береді. Бұл, өз кезегінде, тек нотохордасы бар балықтарға қарағанда, қасқырдың бақыланатын және күшті қозғалыстарын қамтамасыз етеді. Қасқырдың құйрығы дөңгелек гетероцеркал пішіндес, ол гомоцеркал құйрығына ұқсайды. Мұндай құйрық денеге ағыстық пішін береді, бұл қасқырдың соқпақты азайту арқылы жүзу қабілетін жақсартуға мүмкіндік береді. Бұл құйрық түрлері газ көпіршігі бар балықтарда жиі кездеседі, өйткені көпіршік балықтарды табиғи жүзу қабілетімен қамтамасыз етеді. Аз қозғалыс кезінде, қасқырлар оттегінің жартысынан астамын ауадан алу арқылы алады. Балықтарда газ көпіршігін желдету үшін екі түрлі ауамен тыныс алу механизмі бар. I типтегі ауамен тыныс алу, газ алмасуды реттеу үшін ауа немесе су гипоксиясымен ынталандырылатын ауамен дем алу алмасуына сәйкес келеді; II типтегі ауамен тыныс алу – тек дем алу, ол газ көпіршігінің көлемін реттеуге, жүзу қабілетін бақылауға арналған деп саналады. Қасқырлар қараңғыда жиі дем алады, сондықтан олар белсендірек болады. Ауамен тыныс алу белгілі бір шектеулерге ие. Оттегінің, көмірқышқыл газының және қанатшаңның экстрадуральдық сұйықтығының pH деңгейін өзгерту тәжірибелері тыныс алу жылдамдығына, жүрек соғуының жиілігіне немесе қан қысымына әсер етпеді, бұл орталық химиорецепторлардың реттеуінің жоқтығын көрсетеді. Керісінше, қасқырдың тыныс алу үрдісі судың оттегі құрамына және су температурасына жауап береді, өйткені су температурасы оттегі құрамында маңызды рөл атқарады. Зертханада 10°C-тан жоғары температурада тыныс алу жылдамдығының артуы байқалды. Қасқырлар судағы оттегі деңгейі төмендеген кезде де тыныс алу жылдамдығының артуын көрсетті. Герпетолог В. Т. Нилл 1950 жылы өзеннен 0,25 миль (0 км) қашықтықтағы жер астындағы камерада (ұйқыдағы күйде) қасқыр тапқанын хабарлады. Бұдан бұрын су тасқыны осы аймаққа жеткені және кейін шегінгені де атап өтілді. Су деңгейі төмендеген кезде, қасқыр сияқты өзен түрлерінің су ағысымен суға кетіп қалуы мүмкін, және олар су деңгейі төмендеген кезде тұрып қалуы мүмкін. Аэстивация туралы бірнеше зерттеушілер деректер келтіргенмен, зертханалық тәжірибелер қасқырлардың физиологиялық тұрғыдан 3-5 күннен артық ауада тіршілік ете алмайтынын көрсетті. Алайда, далалық зерттеулер жүргізілмеген. Қасқырдың аэстивация қабілетін растайтын нақты дәлелдердің болмауына қарамастан, қасқырлардың ауамен тыныс ала алу қабілетіне байланысты, олар ұзақ уақыт ауаға ұшыраған жағдайда да тірі қала алатыны белгілі. Олардың жабын талшықтары мен ламеллалары қатты құрылымға ие, бұл ламеллалардың құлауын болдырмауға және тіпті ауамен әсер ету кезінде газ алмасуына көмектеседі.

The first fish lacked jaws and used negative pressure to suck their food in through their mouths. The jaw in the bowfin is a result of their evolutionary need to be able to catch and eat bigger and more nutritious prey. As a result of being able to gather more nutrients, Bowfin are able to live a more active lifestyle. The jaw of a bowfin has several adaptations. The maxilla and premaxilla are fused and the posterior chondrocranium articulates with the vertebra which allows the jaw freedom to rotate. The suspensorium includes several bones and articulates with the snout, brain case, and the mandible. When the jaw opens epaxial muscles lift the chondrocranium, which is attached to the upper jaw, while adductor muscles act to close the lower jaw. This ability to open and close the jaw helps the bowfin to be an active predator that can catch bigger prey and digest them. The vertebral column in bowfin is ossified and in comparison to earlier fish, the centra are the major support for the body, whereas in earlier fish the notochord was the main form of support. In bowfin neural spines and ribs also increase in prominence, an evolutionary aspect that helps provide additional support and stabilize unpaired fins. The evolution of the vertebral column allows the bowfin to withstand lateral bending that puts the column under compression without breaking. This, in turn, allows the bowfin to have more controlled and powerful movements, in comparison to fish that had only a notochord. The bowfin has a rounded heterocercal tail that resembles a homocercal tail. This type of tail gives the body a streamlined shape which allows the bowfin to improve its swimming ability by reducing drag. These types of tails are common in fish with gas bladders, because the bladder supplies the fish with natural buoyancy. When performing low level physical activity, bowfin obtain more than half of their oxygen from breathing air. The fish have two distinct air breathing mechanisms used to ventilate the gas bladder. Air breathing type I is consistent with the action of exhale / inhale exchange, stimulated by either air or water hypoxia, to regulate gas exchange; type II air breaths are inhalation alone, which is believed to regulate gas bladder volume, to control buoyancy. Bowfin air breath more frequently when they are in darkness, and correspondingly more active. Air breathing is at a maximum in the range Bowfin do not use central chemoreceptor regulation for respiration control. Experiments manipulating the oxygen content, carbon dioxide content, and pH of bowfin extradural fluid did not affect breathing rate, heart rate, or blood pressure pointing to a lack of central chemoreceptor regulation. Instead, bowfin respiratory patterns respond to water oxygen content and water temperature, as water temperatures play a role in oxygen content. In the lab, bowfin showed an increase in the breathing rate when the temperatures were raised above 10°C. Bowfin also showed an increase in breathing rate when exposed to lower oxygen levels in the water. Herpetologist W. T. Neill reported in 1950 that he unearthed a bowfin aestivating (in a dormant state) in a chamber below the ground surface, in diameter, .25 mile (0 km) from a river. It was further noted that flood levels had previously reached the area, and receded. It is not unusual for riverine species like bowfin to move into backwaters with flood currents, and become trapped when water levels recede. While aestivation is anecdotally documented by multiple researchers, laboratory experiments have suggested instead that bowfin are physiologically incapable of surviving more than three to five days of air exposure. However, no field manipulation has been performed. Regardless of the lack of evidence confirming the bowfin's ability to aestivate, it has been noted that bowfin can survive prolonged conditions of exposure to air because they have the ability to breathe air. Their gill filaments and lamellae are rigid in structure which helps prevent the lamellae from collapsing and aids gas exchange even during air exposure.

Эволюция және филогенез

Амия мен туыстарының эволюциясы, оның ішінде базальды тірі телеостар арасындағы қарым-қатынасы және кладтардың құрылымы туралы әртүрлі гипотезалар мен пікірталастар одан әрі жалғасуда. Бауфин – бірнеше туысқа жататын көптеген жойылып кеткен түрлерді қамтитын Halecomorphi тобының соңғы қалған өкілі. Халекоморфтар көбінесе Телеостейге жақын топ ретінде қабылданды, бірақ бұл сұрақ тудырды. Қазіргі актиноптеригиандардың морфологиялық талдаулары неоптеригиан кладының халекостомалық үлгісін көрсетсе, ал қазба таксондары монофилеттік Голостейді көрсетті. Монофилеттік Голостей кем дегенде екі ядролық гендік талдау, қазба және тірі балықтардың тәуелсіз зерттеуі, сондай-ақ, өте сақталған геномдық элементтерді талдау арқылы да анықталды. Актиноптериги класының қазіргі шашақты балықтарына 42 орден, 431 отбасы және 23 000-нан астам түр жатады. Олар қазіргі уақытта Chondrostei (холостейлер) және Neopterygii (телеост балықтары) деп аталатын екі инфраклассқа бөлінеді. Ащы балық, қайың балық, бихир және қамыс балықтары – кондростеялардың отыз сегіз түрін құрайды және олар реликт түрлер саналады. Неоптеригианның 23 000-нан астам түріне гары және бауфин сияқты сегіз реликт түр кіреді.