معلومات عن السمك

سمك

الأسماك ، أي من حوالي 34000 نوع من الحيوانات الفقارية (phylum Chordata ) توجد في المياه العذبة والمالحة في العالم. تتراوح الأنواع الحية من الجليات البدائي عديم الفك وأسماك الها g من خلال أسماك القرش الغضروفية والزلاجات والشنفين إلى الأسماك العظمية الوفيرة والمتنوعة . معظم أنواع الأسماك من ذوات الدم البارد . ومع ذلك ، فإن أحد الأنواع ، وهو أوبا ( Lampris guttatus ) ، من ذوات الدم الحار .

يتم تطبيق مصطلح الأسماك على مجموعة متنوعة من الفقاريات من عدة سلالات تطورية. يصف شكل حياة وليس مجموعة تصنيفية. كأعضاء في شعبة الحبليات ، تشترك الأسماك في ميزات معينة مع الفقاريات الأخرى. هذه الميزات عبارة عن شقوق خيشومية في مرحلة ما من دورة الحياة ، أو حبل ظهري ، أو قضيب دعم هيكلي ، وحبل عصبي ظهري أجوف ، وذيل . تمثل الأسماك الحية خمس فئات تختلف عن بعضها البعض مثل الفئات الأربع من الحيوانات المألوفة التي تتنفس الهواء – البرمائيات والزواحف والطيور والثدييات. على سبيل المثال ، تحتوي الأسماك الخالية من الفك (Agnatha) على خياشيم في أكياس وتفتقر إلى مشدات الأطراف. agnathans الموجودة هي. كما يوحي الاسم ، فإن الهياكل العظمية لأسماك فئة Chondrichthyes مصنوعة بالكامل من الغضاريف . تفتقر الأسماك الحديثة من هذه الفئة إلى مثانة السباحة ، وتتكون قشورها وأسنانها من نفس مادة البلاك ويد . أسماك القرش والزلاجات والشنفين بهي أمثلة على الأسماك الغضروفية. تعتبر الأسماك العظمية أكبر فئة بكثير. تتراوح الأمثلة من فرس البحر الصغير إلى سمك المارين الأزرق الذي يبلغ وزنه 450 كجم (1000 رطل) ، من النعال المسطحة والفل ودير إلى الأسماك المنتفخة الصندوقية وأسماك شمس المحيط . على عكس قشور الأسماك الغضروفية ، فإن تلك الأسماك العظمية ، إن وجدت ، تنمو طوال الحياة وتتكون من صفائح رقيقة متداخلة من العظام . تحتوي الأسماك العظمية أيضًا على غطاء خيشومي يغطي الشقوق الخيشومية.

دراسة الأسماك ، له أهمية كبيرة. تهم الأسماك البشر لأسباب عديدة ، أهمها علاقتها بالبيئة واعتمادها عليها . السبب الأكثر وضوحًا للاهتمام بالأسماك هو دورها كجزء معتدل ولكن مهم من العالم الإمدادات الغذائية . هذا المورد ، الذي كان يُعتقد أنه غير محدود ، أصبح الآن محدودًا ومتوازنًا مع العوامل البيولوجية والكيميائية والفيزيائية للبيئة المائية. الصيد الجائر والتلوث وتغيير البيئة هم الأعداء الرئيسيون للإدارة السليمة لمصايد الأسماك ، سواء في المياه العذبة أو في المحيط . (للحصول على مناقشة مفصلة لتكنولوجيا واقتصاديات مصايد الأسماك ، انظر الصيد التجاري .) سبب عملي آخر لدراسة الأسماك هو استخدامها في مكافحة الأمراض . بصفتها مفترسة على يرقات البعوض ، فإنها تساعد في الحد من الملاريا والأمراض الأخرى التي ينقلها البعوض.

الأسماك هي حيوانات مختبرية قيمة في العديد من جوانب البحوث الطبية والبيولوجية. على سبيل المثال ، سمح استعداد العديد من الأسماك للتأقلم مع الأسر لعلماء الأحياء بدراسة السلوك وعلم وظائف الأعضاء وحتى علم البيئة في ظل ظروف طبيعية نسبيًا. كانت للأسماك أهمية خاصة في دراسة السلوك الحيواني ، حيث قدمت الأبحاث على الأسماك قاعدة عريضة لفهم السلوك الأكثر مرونة للفقاريات العليا . تستخدم أسماك الحمار الوحشي كنموذج في دراسات التعبير الجيني .

هناك أسباب جمالية وترفيهية للاهتمام بالأسماك. يحتفظ الملايين من الناس بأسماك حية في أحواض السمك المنزلية للمتعة البسيطة المتمثلة في مراقبة جمال وسلوك الحيوانات غير المألوفة لهم. تمثل أسماك الزينة تحديًا شخصيًا للعديد من علماء الأحياء المائية ، مما يسمح لهم باختبار قدرتهم على الاحتفاظ بجزء صغير من البيئة الطبيعية في منازلهم. يعتبر الصيد الرياضي طريقة أخرى للاستمتاع بالبيئة الطبيعية ، التي ينغمس فيها أيضًا ملايين الأشخاص كل عام. الاهتمام بأسماك الزينة والصيد الرياضي يدعم صناعات تقدر بملايين الدولارات في جميع أنحاء العالم.

الملامح العامة

التنوع الهيكلي

كانت الأسماك موجودة منذ أكثر من 450 مليون سنة ، وخلال هذه الفترة كانت موجودة تطورت بشكل متكرر لتلائم تقريبًا كل نوع يمكن تصوره من الموائل المائية . بمعنى ما ، فقاريات الأرض هي ببساطة أسماك معدلة بدرجة عالية: عندما استعمرت الأسماك موائل الأرض ، أصبحت فقاريات برية رباعية الأرجل. المفهوم الشائع للسمكة كحيوان مائي زلق وانسيابي يمتلك زعانف ويتنفس بالخياشيم ينطبق على العديد من الأسماك ، ولكن عدد الأسماك التي تنحرف عن هذا المفهوم أكثر بكثير مما تتوافق معه. على سبيل المثال ، الجسم مستطيل بأشكال عديدة ومقصور بشكل كبير في أشكال أخرى ؛ يتم تسطيح الجسم في بعض (بشكل أساسي في الأسماك التي تعيش في القاع) والضغط جانبياً في العديد من الأنواع الأخرى ؛ قد يتم تمديد الزعانف بشكل متقن لتشكيل أشكال معقدة ، أو قد يتم تصغيرها أو فقدانها ؛ وتختلف أوضاع الفم والعينين والأنف وفتحات الخياشيم بشكل كبير. ظهرت متنفس الهواء في العديد من الخطوط التطورية.

يتم تلوين وتشكيل العديد من الأسماك بطريقة غامضة ، بحيث تتوافق بشكل وثيق مع بيئاتها الخاصة ؛ البعض الآخر من بين أكثر الكائنات الحية ذكاءً ، مع مجموعة واسعة من الأشكال ، غالبًا ما تكون ذات كثافة مذهلة ، على فرد واحد. يمكن تعزيز تألق الأصباغ من خلال البنية السطحية للأسماك ، بحيث تبدو وكأنها تتوهج. عدد من الأسماك غير ذات الصلة لديها أعضاء فعلية منتجة للضوء . العديد من الأسماك قادرة على تغيير التلوين – بعضها لغرض التمويه ، والبعض الآخر لتعزيز الإشارات السلوكية.

يتراوح طول الأسماك البالغة من أقل من 10 ملم (0.4 بوصة) إلى أكثر من 20 مترًا (60 قدمًا) ووزنها من حوالي 1.5 جرام (أقل من 0.06 أونصة) إلى عدة آلاف من الكيلوجرامات. يعيش البعض في ينابيع حرارية ضحلة عند درجات حرارة تزيد قليلاً عن 42 درجة مئوية (100 درجة فهرنهايت) ، والبعض الآخر في بحار القطب الشمالي الباردة ببضع درجات أقل من 0 درجة مئوية (32 درجة فهرنهايت) أو في المياه العميقة الباردة التي يزيد ارتفاعها عن 4000 متر (13100 قدم) تحتها. سطح المحيط. التكيفات الهيكلية والفسيولوجية على وجه الخصوص للحياة في مثل هذه الظروف المتطرفة غير معروفة نسبيًا وتوفر للفضوليين علميًا حافزًا كبيرًا للدراسة.

التوزيع والوفرة

تتحمل جميع المسطحات المائية الطبيعية تقريبًا حياة سمكية ، باستثناء البرك الحرارية شديدة السخونة والبحيرات القلوية شديدة الملوحة ، مثل البحر الميت في آسيا وبحيرة الملح الكبرى في أمريكا الشمالية . التوزيع الحالي للأسماك هو نتيجة للتاريخ الجيولوجي وتطور الأرض وكذلك قدرة الأسماك على الخضوع للتغيير التطوري والتكيف مع الموائل المتاحة . يمكن رؤية الأسماك موزعة حسب الموطن والمنطقة الجغرافية. الاختلافات الرئيسية في الموائل هي البحرية ومياه عذبة . بالنسبة للجزء الأكبر ، تختلف الأسماك في الموائل البحرية عن تلك الموجودة في موائل المياه العذبة ، حتى في المناطق المجاورة ، لكن بعضها ، مثل السلمون ، يهاجر من واحدة إلى أخرى. قد يُنظر إلى موائل المياه العذبة على أنها متعددة الأنواع. الأسماك الموجودة في السيول الجبلية وبحيرات القطب الشمالي والبحيرات الاستوائية والجداول المعتدلة والأنهار الاستوائية ستختلف جميعها عن بعضها البعض ، سواء في التركيب الإجمالي الواضح أو في الصفات الفسيولوجية. حتى في الموائل المجاورة حيث ، على سبيل المثال ، يدخل سيل جبلي استوائي في مجرى منخفض ، ستختلف حيوانات الأسماك. يمكن تقسيم الموائل البحرية إلى أرضيات أعماق المحيطات (قاعية) ، وأرضيات المحيطات في منتصف المياه (أعماق البحار) ، وسطح المحيطات (السطحية) ، والساحل الصخري ، والساحل الرملي ، والشواطئ الموحلة ، والخلجان ، ومصبات الأنهار ، وغيرها. أيضًا ، على سبيل المثال ، سيكون للشواطئ الساحلية الصخرية في المناطق الاستوائية والمعتدلة أنواع مختلفة من الأسماك ، حتى عندما توجد مثل هذه الموائل على طول الخط الساحلي نفسه.

على الرغم من أن الكثير معروف عن التوزيع الجغرافي الحالي للأسماك ، إلا أنه لا يُعرف الكثير عن كيفية حدوث هذا التوزيع. ترتبط أجزاء كثيرة من حيوانات الأسماك في المياه العذبة لأمريكا الشمالية وأوراسيا ولها أصل مشترك بلا شك. ترتبط الحيوانات في إفريقيا وأمريكا الجنوبية ببعضها البعض ، وهي قديمة للغاية ، وربما تكون تعبيرًا عن الانجراف بعيدًا عن القارتين . ترتبط حيوانات جنوب آسيا بتلك الموجودة في آسيا الوسطى ، ويبدو أن بعضها قد دخل إفريقيا. تتكون الحيوانات البحرية الكبيرة للغاية من أسماك الشاطئ في المحيط الهندي والمحيط الهادئ الاستوائية معقد ذي صلة ، لكن حيوانات الشاطئ الاستوائية للمحيط الأطلسي ، على الرغم من احتوائها على مكونات المحيطين الهندي والهادئ ، محدودة نسبيًا وربما أحدث. تختلف الحيوانات البحرية في القطب الشمالي والقطب الجنوبي تمامًا عن بعضها البعض. إن الحيوانات الساحلية في شمال المحيط الهادئ متميزة تمامًا ، وحيوانات شمال المحيط الأطلسي محدودة وربما أصغر سنًا. تتشابه أسماك المحيطات البحرية ، خاصة تلك الموجودة في المياه العميقة ، في جميع أنحاء العالم ، وتظهر القليل من العزلة الجغرافية من حيث مجموعات العائلات. الموائل المحيطية العميقة هي نفسها إلى حد كبير في جميع أنحاء العالم ، ولكن توجد اختلافات في الأنواع ، مما يوضح المناطق الجغرافية التي تحددها التيارات المحيطية والكتل المائية.

تاريخ طبيعي

تاريخ الحياة

ترتبط جميع جوانب حياة الأسماك ارتباطًا وثيقا التكيف مع البيئة الكلية والفيزيائية والكيميائية والبيولوجية. في الدراسات ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار جميع الجوانب المترابطة للأسماك ، مثل السلوك والحركة والتكاثر والخصائص الفيزيائية والفسيولوجية.

ترتبط مع تكيفها مع مجموعة متنوعة للغاية من الموائل مجموعة متنوعة للغاية من دورات الحياة التي تعرضها الأسماك. تفقس الغالبية العظمى من البيض الصغير نسبيًا لبضعة أيام إلى عدة أسابيع أو أكثر بعد نثر البيض في الماء. لا تزال صغار الفقس حديثًا غير متطورة جزئيًا وتسمى اليرقات حتى يتم تكوين هياكل الجسم مثل الزعانف والهيكل العظمي وبعض الأعضاء بشكل كامل. غالبًا ما تكون حياة اليرقات قصيرة جدًا ، وعادة ما تكون أقل من بضعة أسابيع ، ولكنها قد تكون طويلة جدًا ، تستمر اليرقات لمدة خمس سنوات على الأقل. يجب أن تنمو الأسماك الصغيرة واليرقات ، قبل بلوغ مرحلة النضج الجنسي ، بشكل كبير ، وصغر حجمها وعوامل أخرى غالبًا ما تملي أنها تعيش في موطن مختلف عن موطن البالغين. على سبيل المثال ، تحتوي معظم أسماك الشاطئ الاستوائية البحرية على يرقات سطحية. يختلف طعام اليرقات أيضًا ، وغالبًا ما تعيش أسماك اليرقات في المياه الضحلة ، حيث قد تكون أقل تعرضًا للحيوانات المفترسة.

بعد أن تصل السمكة إلى حجمها البالغة ، فإن طول حياتها يخضع لعدة عوامل ، مثل معدلات الشيخوخة الفطرية ، وضغط الافتراس ، وطبيعة المناخ المحلي. القد لا يكون لطول عمر نوع ما في البيئة المحمية لأكواريوم أي علاقة بمدة عيش أفراد هذا النوع في البرية. تعيش العديد من الأسماك الصغيرة من سنة إلى ثلاث سنوات فقط على الأكثر. ومع ذلك ، في بعض الأنواع ، قد يعيش الأفراد ما يصل إلى 10 أو 20 أو حتى 100 عام.

سلوك

سلوك الأسماك موضوع معقد ومتنوع. كما هو الحال في جميع الحيوانات التي لديها جهاز عصبي مركزي تقريبًا ، فإن طبيعة استجابة سمكة فردية للمنبهات من بيئتها تعتمد على الخصائص الموروثة لجهازها العصبي ، وعلى ما تعلمته من التجارب السابقة ، وعلى طبيعة المحفزات. بالمقارنة مع مجموعة متنوعة من الاستجابات البشرية ، ومع ذلك ، فإن استجابة السمكة مقولبة ، ولا تخضع للكثير من التعديل من خلال “الفكر” أو التعلم ، ويجب على الباحثين الحذر من التفسيرات المجسمة لسلوك الأسماك.

الحركة

تمتلك العديد من الأسماك جسمًا انسيابيًا وتسبح بحرية في المياه المفتوحة. ترتبط حركة الأسماك ارتباطًا وثيقًا بالموائل والمكانة البيئية (الوضع العام للحيوان في بيئتها).

تسبح العديد من الأسماك في كل من المياه البحرية والمياه العذبة على السطح ولديها أفواه تتكيف لتتغذى بشكل أفضل (وأحيانًا فقط) على السطح. غالبًا ما تكون هذه الأسماك طويلة ونحيلة ، وقادرة على الاندفاع نحو الحشرات السطحية أو في الأسماك السطحية الأخرى ، وبالتالي الابتعاد عن الحيوانات المفترسة ؛ تعتبر أسماك الإبرة ، و Halfbeaks ، و topminnows (مثل أسماك كيليفيش وأسماك البعوض ) أمثلة جيدة. تهرب الأسماك الطائرة من مفترساتها عن طريق التجمع بسرعة فوق سطح الماء ، مع توفير الفص السفلي من الذيل قوة دفع في الماء. ثم ينزلقون مئات الأمتار على زعانف صدرية وحوضية متضخمة تشبه الأجنحة. تهرب أسماك أمريكا الجنوبية التي تحلق في المياه العذبة من أعدائها بالقفز ودفع أجسادهم المنعزلة بقوة خارج الماء.

التكاثر

تتنوع طرق التكاثر في الأسماك ، لكن معظم الأسماك تضع عددًا كبيرًا من البيض الصغير ، مخصبًا ومتناثرًا خارج الجسم. عادة ما يظل بيض أسماك السطح معلقًا في المياه المفتوحة. تضع العديد من أسماك الشاطئ والمياه العذبة بيضها في القاع أو بين النباتات. بعضها يحتوي على بيض لاصق. إن معدل نفوق الصغار وخاصة البيض مرتفع للغاية ، وغالبًا ما ينمو عدد قليل من الأفراد للنضج من بين مئات وآلاف وفي بعض الحالات ملايين البيض.

ينتج الذكور الحيوانات المنوية ، عادة على شكل مادة بيضاء تسمى ميل ، في خصيتين (أحيانًا واحدة) داخل تجويف الجسم. في الأسماك العظمية تؤدي قناة الحيوانات المنوية من كل خصية إلى فتحة الجهاز البولي التناسلي خلف الفتحة أو فتحة الشرج . في أسماك القرش والسفنين وفي cyclostomes ، تؤدي القناة إلى مجرور . في بعض الأحيان يتم تعديل زعانف الحوض للمساعدة في نقل الذوبان إلى البيض عند فتحة الأنثى أو على الركيزة حيث تضعها الأنثى. في بعض الأحيان ، تُستخدم الأعضاء الملحقة لتخصيب الإناث داخليًا – على سبيل المثال ، claspers للعديد من أسماك القرش والسفنين.

تتشكل البويضات في الإناث في مبيضين (واحد فقط في بعض الأحيان) وتمر عبر المبايض إلى فتحة الجهاز البولي التناسلي وإلى الخارج. في بعض الأسماك يتم إخصاب البيض داخليًا ولكن يتم التخلص منه قبل حدوث التطور. أفراد من حوالي اثنتي عشرة عائلة من كل من الأسماك العظمية ( teleosts ) وأسماك القرش تحمل صغارًا على قيد الحياة. العديد من الزلاجات والشفرات تحمل صغارًا حية . في بعض الأسماك العظمية ، يتطور البيض ببساطة داخل الأنثى ، ويخرج الصغار عندما يفقس البيض .يتطور البعض الآخر داخل المبيض ويتغذى على أنسجة المبيض بعد الفقس ( ولود). هناك أيضًا طرق أخرى تستخدمها الأسماك لتغذية الصغار داخل الأنثى. في جميع من يحملون أحياء ، يولد الصغار بحجم كبير نسبيًا وقليل عددهم. في عائلة واحدة من الأسماك البحرية في المقام الأول ، وهي أسماك الأمواج من ساحل المحيط الهادئ لأمريكا الشمالية واليابان وكوريا ، يولد الذكور من نوع واحد على الأقل ناضجين جنسياً ، على الرغم من أنهم لم ينموا بشكل كامل.

بعض الأسماك خنثى – فرد ينتج كلًا من الحيوانات المنوية والبويضات ، عادة في مراحل مختلفة من حياته. ومع ذلك ، فإن الإخصاب الذاتي نادر الحدوث.

يتم ضمان الإنجاب الناجح ، وفي كثير من الحالات ، الدفاع عن البيض والصغار من خلال القوالب النمطية إلى حد ما ، ولكن غالبًا ما يتم التودد والسلوك الأبوي ، إما من قبل الذكر أو الأنثى أو كليهما. تقوم بعض الأسماك بإعداد أعشاش عن طريق تفريغ المنخفضات في قاع الرمال ( البلطي ، على سبيل المثال) ، أو بناء أعشاش بمواد نباتية وخيوط لزجة تفرزها الكلى أو نفخ مجموعة من الفقاعات المغطاة بالمخاط على سطح الماء. يتم وضع البيض في هذه الهياكل. بعض أنواع البلطي وتحضن أسماك السلور البيض في أفواهها.

تخضع بعض الأسماك ، مثل السلمون ، لهجرات طويلة من المحيط وصعود الأنهار الكبيرة لتتكاثر في أحواض الحصى حيث تفقس هي نفسها (أسماك شاذة). البعض ، مثل ثعابين المياه العذبة (فصيلة Anguillidae) ، تعيش وتنمو حتى النضج في المياه العذبة وتهاجر إلى البحر لتفرخ (الأسماك المتساقطة). تقوم الأسماك الأخرى بهجرات أقصر من البحيرات إلى الجداول ، داخل المحيط ، أو تدخل موائل التكاثر التي لا تحتلها عادةً بطرق أخرى.

الشكل والوظيفة

الجسم

تشبه البنية الأساسية لجسم السمكة ووظيفتها تلك الموجودة في جميع الفقاريات الأخرى . توجد الأنواع الأربعة المعتادة من الأنسجة: الأنسجة السطحية أو الظهارية ، والأنسجة الضامة (العظام ، والغضاريف ، والأنسجة الليفية ، وكذلك الأنسجة المشتقة منها ، والدم) ، والأعصاب ، والأنسجة العضلية. بالإضافة إلى ذلك ، فإن أعضاء وأنظمة أعضاء السمكة توازي تلك الخاصة بالفقاريات الأخرى.

جسم السمكة النموذجي مبسط وشكل مغزلي ، مع رأس أمامي وجهاز خيشومي وقلب ، وهذا الأخير يقع في خط الوسط أسفل غرفة الخياشيم مباشرة. يقع تجويف الجسم ، الذي يحتوي على الأعضاء الحيوية ، خلف الرأس في الجزء الأمامي السفلي من الجسم. تشير فتحة الشرج عادةً إلى النهاية الخلفية لتجويف الجسم وغالبًا ما تحدث أمام قاعدة الزعنفة الشرجية. الحبل الشوكي والعمود الفقري تابع من الجزء الخلفي من الرأس إلى قاعدة زعنفة الذيل ، مروراً الظهر إلى تجويف الجسم وعبر منطقة الذيل (الذيل) خلف تجويف الجسم. يتكون معظم الجسم من أنسجة عضلية ، ونسبة عالية منها ضرورية عن طريق السباحة. في سياق التطور ، تم تعديل مخطط الجسم الأساسي هذا مرارًا وتكرارًا في العديد من أنواع أشكال الأسماك الموجودة اليوم.

يشكل الهيكل العظمي جزءًا لا يتجزأ من نظام حركة الأسماك ، بالإضافة إلى أنه يعمل على حماية الأجزاء الحيوية. يتكون الهيكل العظمي الداخلي من عظام الجمجمة (باستثناء عظام تسقيف الرأس ، والتي هي بالفعل جزء من الهيكل العظمي الخارجي) ، والعمود الفقري ، ودعامات الزعنفة (أشعة الزعنفة). دعامات الزعانف مشتقة من الهيكل العظمي الخارجي ولكن سيتم معالجتها هنا بسبب علاقتها الوظيفية الوثيقة بالهيكل العظمي الداخلي. الهيكل العظمي الداخلي للدوامات ، وأسماك القرش ، والأشعة من الغضروف. تلك الخاصة بالعديد من المجموعات الأحفورية وبعض المجموعات البدائية تتكون الأسماك الحية في الغالب من غضاريف ولكنها قد تحتوي على بعض العظام. بدلاً من العمود الفقري ، كان لدى الفقاريات الأولى حبل ظهري متطور بالكامل ، وهو قضيب مرن صلب من الخلايا اللزجة محاط بغمد ليفي قوي. أثناء تطور الأسماك الحديثة ، تم استبدال القضيب جزئيًا بالغضروف ثم الغضروف المتحجر. تحتفظ أسماك القرش والأشعة بعمود فقري غضروفي ؛ تحتوي الأسماك العظمية على فقرات على شكل بكرة تحل محل الحبل الظهري جزئيًا في أشكال الحياة الأكثر بدائية. الجمجمة ، بما في ذلك الأقواس الخيشومية وفكي الأسماك العظمية ، متحجرة كليًا أو جزئيًا على الأقل. تظل أسماك القرش غضروفية ، وفي بعض الأحيان يتم استبدالها جزئيًا برواسب الكالسيوم ولكن لا يتم استبدالها أبدًا بالعظام الحقيقية.

تغيرت العناصر الداعمة للزعانف (العظام القاعدية أو الشعاعية أو كليهما) بشكل كبير أثناء تطور الأسماك. تم وصف بعض هذه التغييرات في القسم أدناه ( التطور وعلم الحفريات ). تمتلك معظم الأسماك زعنفة ظهرية واحدة في منتصف الظهر. يمتلك العديد منهم اثنين وقليل منهم لديه ثلاث زعانف ظهرية. الزعانف الأخرى هي الذيل الفردي والزعانف الشرجية والزعانف الحوضية والصدرية المقترنة. توجد زعنفة صغيرة ، الزعنفة الدهنية ، مع أشعة زعنفة شعرية ، في العديد من teleosts البدائية نسبيًا (مثل سمك السلمون المرقط ) على الظهر بالقرب من قاعدة الزعنفة الذيلية.

نظام العضلات

يتكون الجزء الأكبر من جسم معظم الأسماك من العضلات. معظم الكتلة هي عضلات الجذع ، وعادة ما تكون عضلات الزعنفة صغيرة نسبيًا. عادة ما تكون الزعنفة الذيلية أقوى زعنفة يتم تحريكها بواسطة عضلات الجذع. عادة ما يتم ترتيب عضلات الجسم في صفوف من مقاطع على شكل شيفرون على كل جانب. تؤدي انقباضات هذه المقاطع ، كل منها مرتبطة بالعمليات الفقرية والفقرية المجاورة ، إلى ثني الجسم على المفصل الفقري ، مما ينتج عنه تموجات متتالية من الجسم ، ويمر من الرأس إلى الذيل ، وينتج عنه ضربات دافعة في الذيل. هذا هو الأخير الذي يوفر حركة قوية للأمام لمعظم الأسماك.

الجهاز الهضمي

يبدأ الجهاز الهضمي ، بالمعنى الوظيفي ، من الفم ، مع استخدام الأسنان لالتقاط الفريسة أو جمع الأطعمة النباتية. يختلف شكل الفم وبنية الأسنان اختلافًا كبيرًا في الأسماك ، اعتمادًا على نوع الطعام الذي يتم تناوله بشكل طبيعي. معظم الأسماك مفترسة ، تتغذى على اللافقاريات الصغيرة أو الأسماك الأخرى ولها أسنان مخروطية بسيطة على الفكين ، على الأقل على بعض عظام سقف الفم ، وعلى هياكل خاصة للقوس الخيشومي أمام المريء . هذه الأخيرة هي الحلق أسنان. تبتلع معظم الأسماك المفترسة فرائسها بالكامل ، وتُستخدم الأسنان للإمساك بالفريسة وحملها ، ولتوجيه الفريسة لتبتلع (الرأس أولاً) ولإدخال الفريسة نحو المريء. هناك أنواع مختلفة من الأسنان في الأسماك. بعض الأسماك ، مثل أسماك القرش وأسماك الضاري المفترسة ، لديها أسنان مقطوعة لدغ قطع من ضحاياها. على الرغم من أن أسنان سمكة القرش تشبه بشكل سطحي أسنان سمكة البيرانا ، إلا أنها تبدو في كثير من النواحي على أنها مقياس معدل ، في حين أن أسنان سمكة البيرانا تشبه أسنان الأسماك العظمية الأخرى ، والتي تتكون من العاج والمينا. أسماك الببغاء لها أفواه تشبه المنقار بأسنان قصيرة تشبه القاطعة لكسر الشعاب المرجانية ولها أسنان حنجرة ثقيلة تشبه الرصيف لسحق المرجان. بعض سمك السلور لها أسنان صغيرة تشبه الفرشاة ، مرتبة في صفوف على الفكين ، لكشط نمو النبات والحيوان من الصخور. العديد من الأسماك (مثل Cyprinidae أو minnows ) ليس لها أسنان فك على الإطلاق ولكن لها أسنان حلق قوية جدًا.

تجمع بعض الأسماك الغذاء العوالق عن طريق إجهادها من تجاويف الخياشيم مع العديد من القضبان الصلبة الممدودة (الجرافات الخيشومية) المثبتة من أحد طرفي القضبان الخيشومية. ينتقل الطعام الذي يتم جمعه على هذه القضبان إلى الحلق حيث يتم ابتلاعه. تحتوي معظم الأسماك على خياشيم قصيرة فقط تساعد في منع جزيئات الطعام من الخروج من تجويف الفم إلى غرفة الخياشيم.

بمجرد وصول الطعام إلى الحلق ، يدخل الطعام إلى مريء قصير ، غالبًا ما يكون قابلاً للتمدد بشكل كبير ، وهو أنبوب بسيط بجدار عضلي يؤدي إلى المعدة . تختلف المعدة بشكل كبير في الأسماك ، اعتمادًا على النظام الغذائي. في معظم الأسماك المفترسة ، يكون ذلك عبارة عن أنبوب أو جراب مستقيم أو منحني بسيط بجدار عضلي وبطانة غدية. يتم هضم الطعام إلى حد كبير هناك ويترك المعدة في شكل سائل.

بين المعدة والأمعاء ، تدخل القنوات القناة الهضمية من الكبد والبنكرياس . الكبد عضو كبير ومُحدد بوضوح . قد ينغمس البنكرياس فيه ، أو ينتشر من خلاله ، أو ينقسم إلى أجزاء صغيرة منتشرة على طول بعض الأمعاء. يتميز الوصل بين المعدة والأمعاء بصمام عضلي. تحدث الحويصلات البوابية (الأكياس العمياء) في بعض الأسماك عند هذا التقاطع ولها وظيفة هضمية أو امتصاصية أو كليهما.

الأمعاء نفسها متغيرة في الطول ، وهذا يتوقف على النظام الغذائي للأسماك. إنه قصير بأشكال مفترسة ، وأحيانًا لا يكون أطول من تجويف الجسم ، ولكنه طويل في الأشكال العاشبة ، ويتم لفه وأطول عدة مرات من الطول الكامل للأسماك في بعض أنواع سمك السلور في أمريكا الجنوبية. الأمعاء هي في المقام الأول عضو لامتصاص العناصر الغذائية في مجرى الدم. كلما كبر سطحه الداخلي ، زادت كفاءته الامتصاصية ، والصمام الحلزوني هو إحدى طرق زيادة سطح الامتصاص.

أسماك القرش ، والأشعة ، والأسماك الرئوية ، والغضروفية الباقية على قيد الحياة ، والهولوستين ، وحتى عدد قليل من teleosts الأكثر بدائية لها صمام حلزوني أو على الأقل آثار منه في الأمعاء. زادت معظم التليوستات الحديثة من مساحة جدران الأمعاء من خلال وجود العديد من الطيات والزغب (نتوءات تشبه الأصابع) إلى حد ما مثل تلك الموجودة في البشر. تنتقل المواد غير المهضومة إلى الخارج من خلال فتحة الشرج في معظم الأسماك البعيدة . في أسماك الرئة وأسماك القرش والشنفين ، يتم تمريرها أولاً من خلال المذرق ، وهو تجويف شائع يستقبل الفتحة المعوية والقنوات من الجهاز البولي التناسلي .

الجهاز التنفسي

يذوب الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الماء ، وتتبادل معظم الأسماك الأكسجين المذاب وثاني أكسيد الكربون في الماء عن طريق الخياشيم . تقع الخياشيم خلف تجويف الفم وإلى جانبه وتتكون من خيوط لحمية مدعمة بأقواس الخياشيم ومليئة بالأوعية الدموية ، مما يعطي الخياشيم لونًا أحمر فاتحًا. يمر الماء المأخوذ باستمرار من خلال الفم للخلف بين قضبان الخياشيم وفوق خيوط الخياشيم ، حيث يحدث تبادل الغازات. تتم حماية الخياشيم بغطاء خيشومي في teleosts والعديد من الأسماك الأخرى ولكن عن طريق اللوحات الجلدية في أسماك القرش والأشعة وبعض مجموعات الأسماك الأحفورية الأقدم. الشعيرات الدموية في الخيوط الخيشومية قريبة من سطح الخياشيم لامتصاص الأكسجين من الماء والتخلي عن ثاني أكسيد الكربون الزائد في الماء.

تحتوي معظم الأسماك الحديثة على عضو هيدروستاتيكي (صابورة ) يسمى المثانة العائمة ، التي تقع في تجويف الجسم أسفل الكلى وفوق المعدة والأمعاء. نشأ في شكل رتج من القناة الهضمية. في التليوستات المتقدمة ، وخاصة الأكانثوبتيرجيانس ، فقدت المثانة اتصالها بالجهاز الهضمي ، وهي حالة تسمى الفيزيائية. تم الاحتفاظ بالاتصال (جسدي) من قبل العديد من البدائيين نسبيًاteleosts. في العديد من سلالات الأسماك غير ذات الصلة ، أصبحت المثانة متخصصة كرئة أو ، على الأقل ، كعضو تنفسي ملحق وعائي للغاية. تلزم بعض الأسماك التي تحتوي على مثل هذه الأعضاء الملحقة تنفس الهواء وسوف تغرق إذا مُنعت من الوصول إلى السطح ، حتى في الماء المؤكسد جيدًا. يمكن للأسماك ذات الشكل الهيدروستاتيكي من المثانة الهوائية التحكم في عمقها من خلال تنظيم كمية الغاز في المثانة. يتم إفراز الغاز ، ومعظمه من الأكسجين ، في المثانة عن طريق غدد خاصة ، مما يجعل الأسماك أكثر قدرة على الطفو ؛ يتم امتصاص الغاز في مجرى الدم عن طريق عضو خاص آخر ، مما يقلل من الطفو العام ويسمح للأسماك بالغرق. قد تحتوي بعض أسماك أعماق البحار على زيوت ، وليس غازات ، في المثانة. أما الأنواع الأخرى التي تعيش في أعماق البحار وبعض أشكال الحياة في قاع البحار ، فلها متأنات سباحة مخفضة بشكل كبير أو فقدت العضو تمامًا.

الدورة الدموية

يتكون جهاز الدورة الدموية أو الأوعية الدموية من القلب والشرايين والشعيرات الدموية والأوردة. في الشعيرات الدموية يتم تبادل الأكسجين وثاني أكسيد الكربون والمغذيات والمواد الأخرى مثل الهرمونات ومنتجات النفايات. تؤدي الشعيرات الدموية إلى الأوردة التي تعيد الدم الوريدي بمخلفاته إلى القلب والكلى والخياشيم. هناك نوعان من الأسرة الشعرية : تلك الموجودة في الخياشيم وتلك الموجودة في باقي الجسم. يخضع القلب ، وهو أنبوب عضلي مطوي مستمر به ثلاثة أو أربعة تضخم يشبه الكيس ، لتقلصات إيقاعية ويتلقى الدم الوريدي في الجيوب الأنفية. يمرر الدم إلى الأُذن ثم إلى مضخة عضلية سميكة ، البطين. ينتقل الدم من البطين إلى بنية منتفخة في قاعدة الشريان الأورطي البطني أسفل الخياشيم مباشرة. يمر الدم إلى الشرايين الواردة (المستقبلة) للأقواس الخيشومية ثم إلى الشعيرات الدموية الخيشومية. يتم إطلاق الغازات العادمة في البيئة ، ويتم امتصاص الأكسجين. يدخل الدم المؤكسد إلى الشرايين الصادرة (الباهظة) لأقواس الخياشيم ثم يتدفق إلى الشريان الأورطي الظهري. من هناك يتوزع الدم على أنسجة وأعضاء الجسم. تمنع الصمامات أحادية الاتجاه التدفق العكسي. وهكذا يختلف دوران الأسماك عن دوران الزواحف والطيور والثدييات في أن الدم المؤكسد لا يعود إلى القلب قبل توزيعه على أجزاء الجسم الأخرى.

التطور وعلم الحفريات

على الرغم من وجود عدد كبير تم العثور على الأسماك الأحفورية ووصفها ، فهي تمثل جزءًا صغيرًا من الأسماك الطويلة والمعقدة تطور الأسماك ، وتظل المعرفة بتطور الأسماك مجزأة نسبيًا. في التصنيف المقدم في هذه المقالة ، تنقسم الفقاريات الشبيهة بالسمك إلى سبع فئات ، لكل منها تنظيم هيكلي أساسي مختلف وتكيفات فيزيائية وفسيولوجية مختلفة للمشكلات التي تطرحها البيئة. كان النمط الأساسي الواسع هو الاستبدال المتعاقب للمجموعات الأكبر سناً بمجموعات أحدث وأفضل تكيفاً. طور عضو أو عدد قليل من أعضاء المجموعة وسيلة أكثر فاعلية للتغذية أو التنفس أو السباحة أو عدة طرق أفضل للعيش. ثم أجبرت هذه المجموعات الأكثر تكيفًا على انقراض أفراد المجموعة الأكبر سناً التي تنافسوا معها على الغذاء المتاح أو أماكن التكاثر أو ضروريات الحياة الأخرى. مع ترسيخ الأسماك الجديدة ، تطور بعضها بشكل أكبر وتكيف مع الموائل الأخرى ، حيث استمروا في استبدال أعضاء المجموعة القديمة الموجودة بالفعل. تكررت العملية حتى تم استبدال جميع أعضاء المجموعة القديمة أو جميعهم تقريبًا في مجموعة متنوعة من الموائل بأعضاء من الخط التطوري الأحدث.

تصنيف

تمييز السمات 

عند تكوين الفرضيات حول تطور الأسماك وفي إنشاء التصنيفات القائمة على هذه الفرضيات ، يركز علماء الأسماك بشكل خاص على الدراسة المقارنة للهيكل العظمي. هناك نوعان من المزايا الأساسية لهذا النهج. أولاً ، من الممكن إجراء مقارنة مباشرة بين المجموعات الموجودة والأحفورية ، وعادةً ما يتم تمثيل الأخيرة فقط ببقايا عظمية. الميزة الثانية هي أن عظام الأسماك الحية يسهل مراقبتها ودراستها نسبيًا ، مقارنة بهياكل الجسم الأخرى. الحفظ السليم والتحضير الخاص للجهاز العصبي، على سبيل المثال ، تكون صعبة ومكلفة عندما تكون الأسماك التي تتم مقارنتها من الأطراف البعيدة للأرض. في دراسة العلاقات بين الأنواع داخل مجموعة ، تم استخدام أوجه التشابه والاختلاف في أبعاد السمات الخارجية ، مثل الرأس وطول الجسم ، وتعداد الشخصيات الخارجية ، مثل الأسنان وأشعة الزعانف و مقاييس. نمط اللون مهم أيضا. في السنوات الأخيرة ، تم الحصول على بيانات قيمة عن تصنيف الأسماك من دراسات السلوك المقارن ، وعلم وظائف الأعضاء ، وعلم الوراثة والتشريح الوظيفي.

التصنيف المشروح

التصنيف التالي مشتق بشكل أساسي من أعمال علماء الأسماك البريطانيين سي باترسون ، آر. مايلز ، بي إتش غرينوود ، وكيه إس طومسون وعالم الأسماك الأمريكي دي روزين ، مع تعديلات واسعة النطاق من علماء الأسماك الأمريكيين جي دي جونسون ، دبليو إن إشماير ، MLJ Stiassny ، LR Parenti و SV Frank و WL Fink وعالم الأسماك الكندي JS Nelson ، من بين آخرين. تنقسم الأسماك عادة إلى ثلاث مجموعات: الطبقة العليا Agnatha (الأسماك الخالية من الفك) ، الطبقة الغضروفية (الأسماك الغضروفية) والطبقة العظمية الفائقة ( الأسماك العظمية ). يتم تضمين المجموعتين الأخيرتين في infraphylum Gnathostomata ، وهي فئة تحتوي على جميع الفقاريات الفكية.

¹⁾https://www.britannica.com/animal/fish