Skip to main content
Global

29.2: أسماك

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    196714

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)\(\newcommand{\AA}{\unicode[.8,0]{x212B}}\)

    المهارات اللازمة للتطوير

    • وصف الفرق بين الأسماك الخالية من الفك والأسماك ذات الفك
    • ناقش السمات المميزة لأسماك القرش والراي مقارنة بالأسماك الحديثة الأخرى

    تشمل الأسماك الحديثة ما يقدر بـ 31,000 نوع. كانت الأسماك من أوائل الفقاريات، حيث كانت الأنواع الخالية من الفك هي الأقدم، وتطورت الأنواع ذات الفك لاحقًا. إنها وحدات تغذية نشطة وليست وحدات تغذية بنظام التعليق. تحتوي الأسماك الخالية من الفك - الهاجفيش واللامبريات - على قحف مميزة وأعضاء حسية معقدة بما في ذلك العيون، مما يميزها عن الحبليات اللافقارية.

    أسماك بلا فك

    الأسماك الخالية من الفك هي قحف تمثل سلالة فقارية قديمة نشأت منذ أكثر من نصف مليار سنة. في الماضي، تم تصنيف سمك الهاجس واللامبري معًا على أنهم أغناثانز. اليوم، يتم التعرف على أسماك الهامستر واللامبريا على أنها مجموعات منفصلة، ويرجع ذلك أساسًا إلى أن اللامبريا هي فقاريات حقيقية، في حين أن سمك الهامستر ليس كذلك. الميزة المميزة هي عدم وجود الزوائد الجانبية المزدوجة (الزعانف). كانت بعض أقدم الأسماك الخالية من الفك هي أسماك الأوستراكودرمز (التي تُترجم إلى «جلد القشرة»). كانت الأوستراكودرم عبارة عن أسماك فقارية مغطاة بالدروع العظمية، على عكس الأسماك التي لا فك لها حاليًا، والتي تفتقر إلى العظام في قشورها.

    ميكسيني: سمك السلمون

    يضم Clade Myxini ما لا يقل عن 20 نوعًا من أسماك القرش. أسماك الهاجع هي زبالون تشبه ثعبان البحر وتعيش في قاع المحيط وتتغذى على اللافقاريات الميتة والأسماك الأخرى والثدييات البحرية (الشكل\(\PageIndex{1}\)). أسماك الهاك بحرية بالكامل وتوجد في المحيطات حول العالم، باستثناء المناطق القطبية. الميزة الفريدة لهذه الحيوانات هي الغدد اللزجة تحت الجلد التي تطلق المخاط من خلال المسام السطحية. يسمح هذا المخاط لسمك الهاك بالهروب من قبضة الحيوانات المفترسة. يمكن لأسماك الهاغ أيضًا لف أجسامها في عقدة لإطعامها وأحيانًا أكل الجثث من الداخل إلى الخارج.

    تُظهر الصورة سمكة الهاد الشبيهة بالديدان متجمعة في حفرة موحلة.
    الشكل\(\PageIndex{1}\): سمك الهاغ في المحيط الهادئ عبارة عن زبالين الذين يعيشون في قاع المحيط. (المصدر: ليندا سنوك، NOAA/CBNMS)

    يتكون الهيكل العظمي لسمك الهاغ من غضروف يتضمن وتر غضروفي يمتد بطول الجسم. يوفر هذا النوتر الدعم لجسم سمك الهاغ. لا تستبدل أسماك الهاك الحبل الشوكي بعمود فقري أثناء التطور، كما تفعل الفقاريات الحقيقية.

    بتروميزونتيداي: لامبريز

    يشمل Clade Petromyzontidae ما يقرب من 35-40 نوعًا أو أكثر من الحملان. تشبه اللامبريا أسماك الهاجس من حيث الحجم والشكل؛ ومع ذلك، تمتلك اللامبريا بعض العناصر الفقرية. تفتقر حيوانات لامبريس إلى الزوائد المزدوجة والعظام، كما تفعل أسماك الهاجس. عند البالغين، تتميز اللمبريا بفم مص مسنن يشبه القمع. تعاني العديد من الأنواع من مرحلة طفيلية من دورة حياتها تكون خلالها طفيليات خارجية للأسماك (الشكل\(\PageIndex{2}\)).

    تُظهر الصورة مصابيح بحرية تشبه العلق مثبتة على سمكة كبيرة.
    الشكل\(\PageIndex{2}\): تلتصق هذه المصابيح البحرية الطفيلية بمضيف التراوت في البحيرة عن طريق الشفط وتستخدم ألسنتها الخشنة لتقطيع اللحم من أجل التغذي على دم التراوت. (الائتمان: هيئة الخدمات العامة الأمريكية)

    تعيش Lampreys بشكل أساسي في المياه الساحلية والمياه العذبة، ولها توزيع عالمي، باستثناء المناطق الاستوائية والقطبية. بعض الأنواع بحرية، لكن جميع الأنواع تفرخ في المياه العذبة. يتم تخصيب البيض خارجيًا، وتختلف اليرقات بشكل واضح عن الشكل البالغ، حيث تقضي من 3 إلى 15 عامًا كمغذيات معلقة. بمجرد بلوغهم مرحلة النضج الجنسي، يتكاثر البالغون ويموتون في غضون أيام.

    يمتلك اللامبريون وتر نوتي مثل البالغين؛ ومع ذلك، فإن هذا الحبل الشوكي محاط ببنية غضروفية تسمى القوقعة، والتي قد تشبه الشكل المبكر من الناحية التطورية للعمود الفقري.

    Gnathostomes: أسماك الفك

    Gnathostomes أو «أفواه الفك» هي فقاريات تمتلك الفكين. كان تطور الفك أحد أهم التطورات في التطور المبكر للفقاريات، وهو هيكل مفصلي مرتبط بالجمجمة يسمح للحيوان بإمساك طعامه وتمزيقه. سمح تطور الفكين للأقزام المبكرة باستغلال الموارد الغذائية التي لم تكن متوفرة للأسماك الخالية من الفك.

    امتلكت gnathostomes المبكرة أيضًا مجموعتين من الزعانف المزدوجة، مما سمح للأسماك بالمناورة بدقة. عادة ما توجد الزعانف الصدرية على الجزء الأمامي من الجسم وزعانف الحوض في الخلف. سمح تطور الفك والزعانف المزدوجة للعناثوستوم بالتوسع من التغذية المعلقة المستقرة للأسماك الخالية من الفك لتصبح مفترسات متحركة. من المحتمل أن تكون قدرة gnathostomes على استغلال مصادر المغذيات الجديدة أحد الأسباب التي أدت إلى استبدالها بمعظم الأسماك الخالية من الفك خلال الفترة الديفونية. كانت المجموعتان الأوليتان من الجناثوستوما هما المجموعتان الأكانثوديتان والبلاكوديرمز (الشكل\(\PageIndex{3}\))، اللتان نشأتا في أواخر العصر السيلوري وانقرضتا الآن. معظم الأسماك الحديثة هي أسماك غناثوستوم تنتمي إلى كلاديس Chondrichthyes و Osteichthyes.

    يُظهر الرسم التوضيحي سمكة كبيرة ذات فم واسع جدًا.
    الشكل\(\PageIndex{3}\): كان Dunkleosteous عبارة عن بلاكوديرم ضخم من العصر الديفوني، قبل 380—360 مليون سنة. يصل طوله إلى 10 أمتار ووزنه حتى 3.6 طن. (تصوير: نوبو تامورا)

    قشور الغضروف: الأسماك الغضروفية

    يتنوع الكلاد Chondrichthyes، ويتكون من أسماك القرش (الشكل\(\PageIndex{4}\))، والأشعة، والزلاجات، جنبًا إلى جنب مع أسماك المنشار وعشرات الأنواع من الأسماك التي تسمى chimaeras، أو أسماك القرش «الشبح». Chondrichthyes هي أسماك ذات فكين تمتلك زعانف مزدوجة وهيكل عظمي مصنوع من الغضروف. نشأ هذا الكليد منذ حوالي 370 مليون سنة في العصر الديفوني المبكر أو الأوسط. ويُعتقد أنها تنحدر من البلاكوديرمات، التي كانت تحتوي على هياكل عظمية مصنوعة من العظام؛ وبالتالي، فإن الهيكل العظمي الغضروفي لتشوندريشثيس هو تطور لاحق. يتم تقوية أجزاء الهيكل العظمي لسمك القرش بحبيبات كربونات الكالسيوم، ولكن هذا ليس مثل العظام.

    تعيش معظم الأسماك الغضروفية في الموائل البحرية، حيث تعيش بعض الأنواع في المياه العذبة لجزء من حياتها أو طوال حياتها. معظم أسماك القرش من الحيوانات آكلة اللحوم التي تتغذى على الفريسة الحية، إما ابتلاعها بالكامل أو باستخدام فكيها وأسنانها لتمزيقها إلى قطع أصغر. من المحتمل أن تكون أسنان سمك القرش قد تطورت من القشور الخشنة التي تغطي جلدها، والتي تسمى القشور الباهتة. بعض أنواع أسماك القرش والراي عبارة عن مغذيات معلقة تتغذى على العوالق.

    تظهر الصورة سمكة قرش ذات خطم واسع.
    الشكل\(\PageIndex{4}\): تميل أسماك القرش ذات رأس المطرقة إلى المدرسة أثناء النهار وتصطاد الفريسة في الليل. (مصدر الصورة: ماساشي سوغاوارا)

    تمتلك أسماك القرش أعضاء حسية متطورة تساعدها في تحديد مكان الفريسة، بما في ذلك حاسة الشم الشديدة والاستقبال الكهربائي، وربما تكون الأخيرة هي الأكثر حساسية من أي حيوان. تسمح الأعضاء المسماة أمبولي لورنزيني لأسماك القرش باكتشاف المجالات الكهرومغناطيسية التي تنتجها جميع الكائنات الحية، بما في ذلك فريستها. تم ملاحظة الاستقبال الكهربائي فقط في الحيوانات المائية أو البرمائية. تمتلك أسماك القرش، جنبًا إلى جنب مع معظم الأسماك والبرمائيات المائية واليرقات، أيضًا عضوًا حساسيًا يسمى الخط الجانبي، والذي يستخدم للكشف عن الحركة والاهتزاز في المياه المحيطة، وغالبًا ما يُعتبر متجانسًا لـ «السمع» في الفقاريات الأرضية. يظهر الخط الجانبي كشريط داكن يمتد على طول جسم السمكة.

    تتكاثر أسماك القرش جنسياً، ويتم تخصيب البيض داخليًا. معظم الأنواع حية للبيض: يتم الاحتفاظ بالبويضات المخصبة في قناة البيض في جسم الأم ويتم تغذية الجنين عن طريق صفار البيض. يفقس البيض في الرحم، ويولد الصغار أحياء ويعملون بكامل طاقتهم. بعض أنواع أسماك القرش مبيضة: فهي تضع بيضًا يفقس خارج جسم الأم. تتم حماية الأجنة بواسطة علبة بيض القرش أو «محفظة حورية البحر» (الشكل\(\PageIndex{5}\)) التي تحتوي على قوام الجلد. تحتوي علبة بيض القرش على مخالب تتعطل في الأعشاب البحرية وتعطي غطاء القرش حديث الولادة. هناك أنواع قليلة من أسماك القرش حية: ينمو الصغار داخل جسم الأم وتلد حية.

    تُظهر الصورة أجنة سمك القرش الطويلة والرقيقة المغلفة في علب البيض.
    الشكل\(\PageIndex{5}\): يمكن رؤية أجنة سمك القرش بوضوح من خلال علب البيض الشفافة هذه. الهيكل الدائري هو الصفار الذي يغذي الجنين المتنامي. (تصوير: جيك باكاريساس)

    تضم الأشعة والزلاجات أكثر من 500 نوع وترتبط ارتباطًا وثيقًا بأسماك القرش. يمكن تمييزها عن أسماك القرش من خلال أجسامها المسطحة، والزعانف الصدرية التي يتم تكبيرها ودمجها في الرأس، والشقوق الخيشومية على سطحها البطني (الشكل\(\PageIndex{6}\)). مثل أسماك القرش، تحتوي أسماك الراي والزلاجات على هيكل عظمي غضروفي. معظم الأنواع بحرية وتعيش في قاع البحر، مع توزيع عالمي تقريبًا.

    تُظهر الصورة شراعيًا لاذعًا بجسم طويل ورفيع ورأس دائري، يستريح على القاع الرملي.
    الشكل\(\PageIndex{6}\): يمتزج هذا الراي اللاسع في القاع الرملي لقاع المحيط. (المصدر: «Sailn1" /فليكر)

    أوستيوتشيس: الأسماك العظمية

    يتميز أعضاء Clade Osteichthyes، والتي تسمى أيضًا الأسماك العظمية، بهيكل عظمي. تنتمي الغالبية العظمى من الأسماك الحالية إلى هذه المجموعة، التي تتكون من حوالي 30.000 نوع، مما يجعلها أكبر فئة من الفقاريات الموجودة اليوم.

    تمتلك جميع الأسماك العظمية تقريبًا هيكلًا عظميًا متحجرًا بخلايا عظمية متخصصة (خلايا عظمية) تنتج مصفوفة فوسفات الكالسيوم وتحافظ عليها. وقد انعكست هذه الخاصية فقط في مجموعات قليلة من نباتات الأوستيش، مثل سمك الحفش وسمك المجداف، والتي تحتوي بشكل أساسي على هياكل عظمية غضروفية. غالبًا ما يتم تغطية جلد الأسماك العظمية بقشور متداخلة، وتفرز الغدد الموجودة في الجلد مخاطًا يقلل من السحب عند السباحة ويساعد الأسماك في تنظيم التناضح. مثل أسماك القرش، تمتلك الأسماك العظمية نظام خط جانبي يكتشف الاهتزازات في الماء.

    تستخدم جميع الأسماك العظمية الخياشيم للتنفس. يتم سحب الماء فوق الخياشيم الموجودة في غرف مغطاة ومهواة بغطاء عضلي واقي يسمى الغطاء الواقي. تحتوي العديد من الأسماك العظمية أيضًا على مثانة سباحة، وهي عضو مملوء بالغاز يساعد على التحكم في طفو الأسماك. تنقسم الأسماك العظمية أيضًا إلى مجموعتين قائمتين: Actinopterygii (الأسماك ذات الزعانف الشعاعية) والساركوبتريجي (الأسماك ذات الزعانف الفصية).

    تشمل أسماك Actinopterygii، وهي الأسماك ذات الزعانف الشعاعية، العديد من الأسماك المألوفة مثل التونة والباس والتراوت والسلمون (الشكل\(\PageIndex{7}\)) وغيرها. تمت تسمية الأسماك ذات الزعانف بالأشعة السينية بسبب زعانفها التي هي عبارة عن شبكات من الجلد تدعمها أشواك عظمية تسمى الأشعة. في المقابل، فإن زعانف Sarcopterygii سمينة ومفصصة ومدعومة بالعظام (الشكل\(\PageIndex{7}\)). يشمل الأعضاء الأحياء في هذه الفئة وجبات الغداء والكولاكانثس الأقل شيوعًا.

    يقارن الرسم التوضيحي بين سمك السلمون الأحمر الساطع (أ) والكولاكانث الأزرق (ب)، وكلاهما متشابهان في الشكل ولهما زعانف.
    الشكل\(\PageIndex{7}\): يعتبر كل من (أ) سمك السلمون السوكي و (ب) الكولاكانث من الأسماك العظمية لكليد أوستيخثييس. كان يُعتقد أن الكولاكانث، الذي يُطلق عليه أحيانًا سمكة ذات زعانف الفص، قد انقرضت في أواخر العصر الطباشيري، قبل 100 مليون سنة، حتى تم اكتشاف واحدة في عام 1938 بالقرب من جزر القمر بين إفريقيا ومدغشقر. (الائتمان أ: تعديل العمل من قبل تيموثي كنيب، USFWS؛ الائتمان ب: تعديل العمل من قبل روبي كادا)

    ملخص

    كانت أقدم الفقاريات التي ابتعدت عن الحبليات اللافقارية هي الأسماك الخالية من الفك. تطورت الأسماك ذات الفكين (gnathostomes) لاحقًا. سمحت Jaws لـ gnathostomes المبكرة باستغلال مصادر الغذاء الجديدة. تشمل الأغناثين سمك القندس واللامبريز. أسماك الهاك عبارة عن زبالين تشبه ثعبان البحر تتغذى على اللافقاريات الميتة والأسماك الأخرى. تتميز اللمبريا بفم مص مسنن يشبه القمع، ومعظم الأنواع طفيلية في الأسماك الأخرى. تشمل Gnathostomes الأسماك الغضروفية والأسماك العظمية، بالإضافة إلى جميع رباعيات الأرجل الأخرى. تشمل الأسماك الغضروفية أسماك القرش والأشعة والزلاجات وأسماك القرش الشبح. تعيش معظم الأسماك الغضروفية في الموائل البحرية، حيث تعيش بعض الأنواع في المياه العذبة لجزء من حياتها أو كلها. تنتمي الغالبية العظمى من الأسماك الحالية إلى Clade Osteichthyes، والتي تتكون من حوالي 30،000 نوع. يمكن تقسيم الأسماك العظمية إلى فئتين: Actinopterygii (الأسماك ذات الزعانف الشعاعية، جميع الأنواع الموجودة تقريبًا) و Sarcopterygii (الأسماك ذات الزعانف الفصية، والتي تضم أقل من 10 أنواع موجودة ولكنها أسلاف رباعي الأرجل).

    مسرد المصطلحات

    أكتينوبتريجي
    أسماك ذات زعانف
    أمبولا من لورنزيني
    عضو حسي يسمح لأسماك القرش باكتشاف المجالات الكهرومغناطيسية التي تنتجها الكائنات الحية
    تشوندريشثييس
    سمكة ذات الفك مع زعانف مزدوجة وهيكل عظمي مصنوع من الغضروف
    gnathostome
    سمكة الفك
    سمك القارورة
    الأسماك الخالية من الفك التي تشبه ثعبان البحر والتي تعيش في قاع المحيط وتعمل كزبالين
    لامبري
    سمكة بلا فك تتميز بفم مسنن يشبه القمع وممتص
    خط جانبي
    عضو حساس يمتد بطول جسم السمكة؛ يستخدم للكشف عن الاهتزاز في الماء
    ميكسيني
    طاووس
    أوستيختيس
    سمكة عظمية
    أوستراكوديرم
    واحدة من أقدم الأسماك الخالية من الفك المغطاة بالعظام
    بيتروميزونتيداي
    كليد أوف لامبريس
    ساركوبتريجي
    الأسماك ذات الزعانف الفص
    مثانة السباحة
    في الأسماك، وهو عضو مملوء بالغاز يساعد على التحكم في طفو الأسماك