Введение

Подотряд рыб. Скаты — это группа морских скатов, относящаяся к типу хрящевых рыб. Они классифицируются в подотряд Myliobatoidei отряда Myliobatiformes и состоят из восьми семейств: Hexatrygonidae (шестижаберные скаты), Plesiobatidae (глубоководные скаты), Urolophidae (круглые скаты), Urotrygonidae (круглые скаты-хвостоколы), Dasyatidae (скаты-хлысты), Potamotrygonidae (пресноводные скаты), Gymnuridae (бабочкообразные скаты) и Myliobatidae (орляковые скаты). Известно около 220 видов скатов, объединенных в 29 родов. Скаты широко распространены в прибрежных тропических и субтропических морских водах по всему миру. Некоторые виды, такие как колючий скат (Dasyatis thetidis), встречаются в теплых умеренных океанах, а другие, такие как глубоководный скат (Plesiobatis daviesi), обитают в глубоких океанах. Пресноводные скаты и некоторые скаты-хлысты (например, нигерский скат (Fontitrygon garouaensis)) встречаются только в пресных водах. Большинство милобатоидов – придонные (обитающие вблизи дна), но некоторые, такие как пелагические скаты и орляковые скаты, – пелагические. Виды скатов все чаще оказываются под угрозой исчезновения или становятся уязвимыми, особенно из-за нерегулируемого рыболовства. По состоянию на 2013 год 45 видов были занесены в Красный список МСОП как уязвимые или находящиеся под угрозой исчезновения. Статус некоторых других видов изучен недостаточно, что приводит к отнесению их к категории «данных недостаточно».

Эволюция

Скат отделился от своих ближайших родственников, панрей, в поздней юрской период и диверсифицировался на протяжении мелового периода в различные современные семейства. Самые ранние скаты, по-видимому, были бентосными, а предки орляков стали пелагическими в начале позднего мелового периода. Окаменелости скатов, сохранившие тело целиком, очень редки, но известны из некоторых лагерштеттов, сохраняющих мягкотелых животных. Вымерший Cyclobatis из мелового периода Ливана, предположительно, был скатом, который конвергентно развил телосложение, очень похожее на ската, хотя его точное таксономическое положение остается неопределенным. Истинные окаменелости скатов становятся более распространенными в эоцене, с вымершими пресноводными скатами Heliobatis и Asterotrygon, известными из формации Грин-Ривер. Разнообразие окаменелостей скатов известно из эоценовой формации Монте-Болка в Италии, включая раннего ската Arechia, а также Dasyomyliobatis, который, как считается, представляет собой переходную форму между скатами и орляками, и весьма необычного Lessiniabatis, у которого был чрезвычайно короткий и тонкий хвост без жала.

Челюсти и зубы

Рот ската расположен на брюшной стороне позвоночника. Скаты демонстрируют гиостилическое подвешивание челюсти, что означает, что нижняя челюстная дуга подвешена только посредством сочленения с гиомандибулой. Этот тип подвешивания позволяет верхней челюсти обладать высокой подвижностью и выдвигаться вперед. Зубы являются модифицированными плакоидной чешуей, которые регулярно сбрасываются и заменяются. В целом, зубы имеют корень, имплантированный в соединительную ткань, а видимая часть зуба, крупная и плоская, позволяет им дробить панцири твердопанцирной добычи. Самцы скатов проявляют половой диморфизм, развивая куспиды, или заостренные концы, на некоторых из своих зубов. В период размножения некоторые виды скатов полностью меняют морфологию зубов, которая затем возвращается к исходному состоянию в нерестовый период.

Спираль

Шпиракулы – это небольшие отверстия, позволяющие некоторым рыбам и земноводным дышать. У скатов шпиракулы расположены сразу за глазами. Дыхательная система скатов усложнена наличием двух отдельных способов захвата воды для получения кислорода. В большинстве случаев скаты захватывают воду ртом, а затем направляют ее через жабры для газообмена. Это эффективно, но рот не может использоваться во время охоты, так как скаты зарываются в донный осадок и поджидают добычу. Поэтому скаты переключаются на использование шпиракул. С помощью шпиракул они могут забирать воду, свободную от осадка, непосредственно в жабры для газообмена. Эти альтернативные органы вентиляции менее эффективны, чем рот, поскольку шпиракулы не способны прокачивать такой же объем воды. Однако этого достаточно, когда скат спокойно ждет, чтобы напасть на добычу. Плоская форма тела скатов позволяет им эффективно маскироваться в окружающей среде. Они делают это, взмучивая песок и прячась под ним. Поскольку глаза у них расположены на верхней стороне тела, а рот – на нижней, скаты не могут видеть свою добычу после захвата; вместо этого они используют обоняние и электрорецепторы (ампулы Лоренцини), подобные акулам. Во время кормления скаты опускаются на дно, часто оставляя видимыми только глаза и хвост. Коралловые рифы – излюбленные места кормления, которыми они обычно делят с акулами во время прилива.

Размножение

Во время сезона размножения самцы различных видов скатов, таких как круглорот (Urobatis halleri), могут полагаться на ампулы Лоренцини, чтобы ощущать определенные электрические сигналы, испускаемые зрелыми самками перед потенциальным спариванием. Когда самец ухаживает за самкой, он следует за ней вплотную, прикусывая ее грудные плавники. Затем он вводит один из двух класперов в ее клапан. Репродуктивное поведение скатов связано с их поведенческой эндокринологией; например, у видов, таких как атлантический скат (Hypanus sabinus), сначала формируются социальные группы, затем особи демонстрируют сложное поведение ухаживания, которое завершается парным спариванием, схожим с поведением вида Urobatis halleri. Более того, период их спаривания – один из самых продолжительных, зафиксированных у эласмобранховых рыб. Известно, что особи спариваются в течение семи месяцев, прежде чем самки овулируют в марте. В течение этого времени у самцов скатов наблюдается повышение уровня андрогенных гормонов, что связано с длительным периодом спаривания. После рождения потомство обычно отделяется от матери и уплывает, родившись с инстинктивными способностями к самозащите и самостоятельному питанию. У очень небольшого числа видов, например, у гигантского пресноводного ската (Urogymnus polylepis), мать "заботится" о потомстве, позволяя им плавать рядом с ней, пока они не достигнут трети ее размера. В лондонском аквариуме Sea Life две самки родили семь детенышей, хотя они не контактировали с самцом уже два года. Это позволяет предположить, что некоторые виды скатов способны хранить сперму и рожать потомство, когда условия становятся благоприятными.

Движение

Для передвижения скат использует свои парные грудные плавники. Это отличается от акул и большинства других рыб, которые получают основную часть тяги от одного хвостового плавника. Локомоция грудных плавников ската можно разделить на две категории: волнообразную и колебательную. Скаты, использующие волнообразную локомоцию, имеют более короткие и толстые плавники для медленных движений в бентосных областях. Более длинные и тонкие грудные плавники обеспечивают более высокую скорость при колебательной локомоции в пелагических зонах. В то время как другие используют внешние ротовые структуры, называемые цефалическими лопастями, чтобы направлять планктон в ротовую полость. Бентосные скаты (обитающие на морском дне) – засадные хищники. Они ждут, пока добыча приблизится, а затем используют стратегию, называемую "подъемом". Прижав грудные плавники к субстрату, скат поднимает голову, создавая силу всасывания, которая притягивает добычу под тело. Эта форма всасывания всем телом аналогична всасыванию, осуществляемому рыбами с лучевыми плавниками. Скаты демонстрируют широкий спектр цветов и узоров на своей спинной поверхности, чтобы помочь им замаскироваться на песчаном дне. Некоторые скаты могут даже менять цвет в течение нескольких дней, чтобы адаптироваться к новым условиям обитания. Поскольку их рот расположен на нижней стороне тела, они захватывают добычу, а затем дробят и поедают ее своими мощными челюстями. Как и их родственники-акулы, скаты оснащены электрическими сенсорами, называемыми ампулами Лоренцини. Эти органы, расположенные вокруг рта ската, чувствуют естественные электрические заряды потенциальной добычи. У многих скатов есть зубы на челюстях, позволяющие им раздавливать моллюсков, таких как моллюски, устрицы и мидии. Большинство скатов питаются преимущественно моллюсками, ракообразными и, изредка, мелкой рыбой. Пресноводные скаты в Амазонии питаются насекомыми и разрушают их прочные экзоскелеты с помощью жевательных движений, напоминающих жевание млекопитающих. Крупные пелагические скаты, такие как манты, используют фильтрационное питание для потребления огромного количества планктона и были замечены, плавающими в акробатических узорах сквозь скопления планктона.

Повреждения от рейнджеров

Скат обычно не агрессивен и нападает на людей только при провокации, например, когда на него случайно наступают. У скатов может быть один, два или три шипа. Контакт с шипом или шипами вызывает локальную травму (от самого пореза), боль, отек, мышечные спазмы из-за яда и, впоследствии, может привести к инфекции, вызванной бактериями или грибками. Ранение очень болезненное, но редко представляет угрозу для жизни, если шип не проникает в жизненно важную область. Смертельные случаи от уколов очень редки. Шип пронзил грудную стенку и проколол сердце, вызвав массивную травму и кровотечение.

Яд

Яд ската относительно мало изучен из-за смешения ядовитых секреторных клеток тканей и продуктов клеток слизистой оболочки, происходящего при выделении из спинного плавника. Шип покрыт эпидермальным слоем кожи. Во время выделения яд проникает через эпидермис и смешивается со слизью, высвобождаясь на жертву. Обычно другие ядовитые организмы производят и хранят свой яд в железе. Скат примечателен тем, что хранит свой яд в тканевых клетках. Токсины, наличие которых в яде подтверждено, включают цистатин, пероксиредоксин и галектин. Галектин вызывает гибель клеток у жертвы, а цистатины ингибируют защитные ферменты. У людей эти токсины приводят к усилению кровотока в поверхностных капиллярах и гибели клеток. Несмотря на большое количество клеток и токсинов в скате, для производства и хранения яда требуется относительно немного энергии. Яд вырабатывается и хранится в секреторных клетках позвоночного столба в средней дистальной области. Эти секреторные клетки расположены в вентролатеральных бороздках шипа. Клетки как морских, так и пресноводных скатов округлые и содержат большое количество гранулированной цитоплазмы. У морских скатов жалящие клетки расположены только в этих боковых бороздках шипа. У пресноводных скатов жалящие клетки распространяются за пределы боковых борозд, покрывая большую площадь поверхности по всей длине плавника. Из-за этой большой площади и повышенного содержания белков в клетках, яд пресноводных скатов обладает большей токсичностью, чем яд морских скатов. Например, в Малайзии и Сингапуре ската обычно жарят на углях, а затем подают с острым соусом самбал. В Гоа и других штатах Индии его иногда используют в составе острых карри. Как правило, наиболее ценными частями ската считаются крылья, "щеки" (область вокруг глаз) и печень. Остальная часть ската считается слишком жесткой для кулинарного использования.

Экотуризм

Скат обычно очень спокойный и любопытный, и его обычной реакцией является избегание любого беспокойства, однако иногда он может задевать плавниками любые новые объекты, с которыми сталкивается. Тем не менее, некоторые более крупные виды могут быть более агрессивными и к ним следует подходить с осторожностью, поскольку защитный рефлекс ската (использование ядовитого жала) может привести к серьезным травмам или даже смерти.

Другие применения

Кожа ската используется в качестве подложки для оплетки из шнура или кожи (известной как самагава в японском языке) на японских мечах благодаря своей жесткой, шероховатой текстуре, которая предотвращает соскальзывание плетеной оплетки с рукояти во время использования. В нескольких этнологических отделах музеев, таких как Британский музей, представлены наконечники стрел и наконечники копий, изготовленные из жала ската, использовавшиеся в Микронезии и других регионах. Генри де Монфрейд в своих книгах упоминал, что до Второй мировой войны в Африканском Роге бичи делали из хвостов крупных скатов, и эти приспособления наносили жестокие порезы, поэтому в Адене британцы запретили их использование в отношении женщин и рабов. В бывших испанских колониях ската называют raya látigo ("скат-бич"). Некоторые виды скатов часто можно увидеть в экспозициях общественных аквариумов, а в последнее время – и в домашних аквариумах.