29.2: Samaki

Ujuzi wa Kuendeleza

• Eleza tofauti kati ya samaki wasio na taya na taya
• Jadili sifa za kutofautisha za papa na mionzi ikilinganishwa na samaki wengine wa kisasa

Samaki wa kisasa ni pamoja na takriban spishi 31,000. Samaki walikuwa wenye uti wa mgongo wa mwanzo kabisa, huku spishi zisizo na taya kuwa spishi za mwanzo na za taya zinazotokea baadaye. Wao ni feeders kazi, badala ya sessile, kusimamishwa feeders. Samaki wasio na taya—hagfishes na lampreys-wana crani tofauti na viungo vya akili tata ikiwa ni pamoja na macho, na kuwatofautisha na chordates ya uti wa mgongo.

samaki wenye taya

Samaki wasio na tawi ni craniates ambazo zinawakilisha kizazi cha kale cha vertebrate kilichotokea zaidi ya miaka nusu bilioni iliyopita. Katika siku za nyuma, hagfishes na lampreys ziliainishwa pamoja kama agnathans. Leo hii, hagfishes na lampreys hutambuliwa kama clades tofauti, hasa kwa sababu lampreys ni wauti wa kweli, ilhali hagfishes si. Kipengele kinachofafanua ni ukosefu wa appendages zilizounganishwa (mapezi). Baadhi ya samaki wa mwanzo wa taya walikuwa ostracoderms (ambayo hutafsiri “ngozi ya shell”). Ostracoderms walikuwa samaki vertebrate encased katika silaha bony, tofauti na samaki sasa taya, ambayo hawana mfupa katika mizani yao.

Myxini: Hagfishes

Myxini ya clade inajumuisha angalau spishi 20 za hagfishes. Hagfishes ni scavengers kama eel-kama wanaoishi kwenye sakafu ya bahari na kulisha mgongo wafu, samaki wengine, na wanyama wa baharini (Kielelezo\(\PageIndex{1}\)). Hagfishes ni baharini kabisa na hupatikana katika bahari duniani kote, isipokuwa kwa mikoa ya polar. Kipengele cha pekee cha wanyama hawa ni tezi za kinamasi chini ya ngozi ambayo hutoa kamasi kupitia pores ya uso. Kamasi hii inaruhusu hagfish kutoroka kutoka kwenye mtego wa wadudu. Hagfish pia huweza kupotosha miili yao katika fundo ili kulisha na wakati mwingine hula mizoga kutoka ndani nje.

Kielelezo\(\PageIndex{1}\): Hagfish ya Pasifiki ni wachafu wanaoishi kwenye sakafu ya bahari. (mikopo: Linda Snook, NOAA/CBNMS)

Mifupa ya hagfish inajumuisha cartilage, ambayo inajumuisha notochord ya cartilaginous ambayo inaendesha urefu wa mwili. Notochord hii hutoa msaada kwa mwili wa hagfish. Hagfishes haifai nafasi ya notochord na safu ya vertebral wakati wa maendeleo, kama vile vidonda vya kweli.

Petromyzontidae: Lampreys

Clade Petromyzontidae inajumuisha takriban spishi 35—40 au zaidi za lampreys. Lampreys ni sawa na hagfishes kwa ukubwa na umbo; hata hivyo, lampreys zina baadhi ya elementi za uti wa mgongo. Lampreys hawana appendages paired na mfupa, kama vile hagfishes. Kama watu wazima, lampreys ni sifa ya toothed, funnel-kama sucking kinywa. Aina nyingi zina hatua ya vimelea ya mzunguko wa maisha yao wakati ambao ni ectoparasites ya samaki (Kielelezo\(\PageIndex{2}\)).

Kielelezo\(\PageIndex{2}\): Hizi vimelea bahari lampreys ambatanisha na ziwa trout jeshi yao na kufyonza na kutumia lugha zao mbaya kwa rasp mbali mwili ili kulisha damu trout ya. (mikopo: USGS)

Lampreys huishi hasa katika maji ya pwani na safi, na kuwa na usambazaji duniani kote, isipokuwa katika mikoa ya kitropiki na polar. Spishi fulani ni baharini, lakini spishi zote huzaa katika maji safi. Maziwa hupandwa nje, na mabuu hutofautiana kabisa na fomu ya watu wazima, hutumia miaka 3 hadi 15 kama wafugaji wa kusimamishwa. Mara baada ya kufikia ukomavu wa kijinsia, watu wazima huzaa na kufa ndani ya siku.

Lampreys wana notochord kama watu wazima; hata hivyo, notochord hii imezungukwa na muundo wa cartilaginous unaoitwa arcualia, ambayo inaweza kufanana na aina ya mageuzi mapema ya safu ya vertebral.

Ganthostomes: samaki wenye tawi

Gnathostomes au “taya-midomo” ni wenye uti wa mgongo ambao wana taya. Mojawapo ya maendeleo muhimu zaidi katika mageuzi ya mapema ya vertebrate ilikuwa maendeleo ya taya, ambayo ni muundo wa hinged unaohusishwa na crani ambayo inaruhusu mnyama kufahamu na kupasuka chakula chake. Mageuzi ya taya yaliruhusu gnathostomes mapema kutumia rasilimali za chakula ambazo hazikupatikana kwa samaki wasio na taya.

Gnathostomes mapema pia zilikuwa na seti mbili za mapezi ya paired, kuruhusu samaki kuendesha kwa usahihi. Mapezi ya pectoral hupatikana kwenye mwili wa anterior, na mapafu ya pelvic kwenye posterior. Mageuzi ya taya na mapezi yaliyooanishwa kuruhusiwa gnathostomes kupanua kutoka kusimamishwa sedentary kulisha samaki taya kuwa predators simu. Uwezo wa gnathostomes kutumia vyanzo vipya vya virutubisho uwezekano ni sababu moja kwamba walibadilisha samaki wengi wasio na taya wakati wa kipindi cha Devonian. Makundi mawili mapema ya gnathostomes walikuwa acanthodians na placoderms (Kielelezo\(\PageIndex{3}\)), ambayo iliondoka mwishoni mwa kipindi cha Silurian na sasa haipo. Samaki wengi wa kisasa ni gnathostomes ambayo ni ya Clades Chondrichthyes na Osteichthyes.

Kielelezo\(\PageIndex{3}\): Dunkleosteous ilikuwa placoderm kubwa kutoka kipindi cha Devonian, miaka milioni 380—360 iliyopita. Ilipima hadi mita 10 kwa urefu na kupima hadi tani 3.6. (mikopo: Nobu Tamura)

Chondrichthyes: Samaki ya Cartilaginous

Chondrichthyes clade ni tofauti, yenye papa (Kielelezo\(\PageIndex{4}\)), mionzi, na skates, pamoja na sawfishes na aina kadhaa za samaki zinazoitwa chimaeras, au “papa” ya “roho”. Chondrichthyes ni samaki wenye taya ambao wana mapezi ya paired na mifupa yaliyotengenezwa kwa cartilage. Clade hii iliondoka takriban miaka milioni 370 iliyopita katika Devonian mapema au katikati. Wao hufikiriwa kushuka kutoka kwenye placoderms, ambayo ilikuwa na mifupa yaliyofanywa kwa mfupa; hivyo, mifupa ya cartilaginous ya Chondrichthyes ni maendeleo ya baadaye. Sehemu za mifupa ya shark zinaimarishwa na vidonge vya carbonate ya kalsiamu, lakini hii si sawa na mfupa.

Samaki wengi wa cartilaginous huishi katika makazi ya baharini, na aina chache zinazoishi katika maji safi kwa sehemu au maisha yao yote. Papa wengi ni carnivores wanaolisha mawindo ya kuishi, ama kumeza yote au kutumia taya na meno yao kuivunja vipande vidogo. Shark meno uwezekano tolewa kutoka mizani jagged kwamba cover ngozi zao, aitwaye mizani placoid. Spishi zingine za papa na mionzi ni feeders kusimamishwa zinazolisha planktoni.

Kielelezo\(\PageIndex{4}\): Hammerhead papa huwa na shule wakati wa mchana na kuwinda mawindo usiku. (mikopo: Masashi Sugawara)

Papa wana viungo vizuri vya akili vinavyowasaidia katika kupata mawindo, ikiwa ni pamoja na hisia kali ya harufu na electroreception, na mwisho labda nyeti zaidi ya mnyama yeyote. Viungo vinavyoitwa ampullae ya Lorenzini vinaruhusu papa kuchunguza mashamba ya sumakuumeme yanayotengenezwa na vitu vyote vilivyo hai, ikiwa ni pamoja na mawindo yao. Electroreception imeonekana tu katika wanyama wa majini au amphibious. Papa, pamoja na samaki wengi na amfibia wa majini na mabuu, pia wana chombo cha hisia kinachoitwa mstari wa nyuma, ambacho kinatumika kuchunguza mwendo na vibration katika maji ya jirani, na mara nyingi huchukuliwa kuwa sawa na “kusikia” katika vimelea duniani. Mstari wa usambazaji unaonekana kama mstari mweusi unaoendesha pamoja na urefu wa mwili wa samaki.

Papa huzaa ngono, na mayai hupandwa ndani. Aina nyingi ni ovoviviparous: yai ya mbolea huhifadhiwa katika oviduct ya mwili wa mama na kiinitete hulishwa na yai ya yai. Mayai hupigwa ndani ya uterasi, na vijana huzaliwa hai na hufanya kazi kikamilifu. Baadhi ya spishi za papa ni oviparous: Hutaga mayai yanayoangua nje ya mwili wa mama. Majusi yanalindwa na kesi ya yai ya shark au “mfuko wa fedha wa mermaid” (Kielelezo\(\PageIndex{5}\)) ambacho kina msimamo wa ngozi. Kesi ya yai ya shark ina minyiri ambayo hupiga mwani na kutoa kifuniko cha shark cha watoto wachanga. Aina chache za papa ni viviparous: Vijana huendeleza ndani ya mwili wa mama na huzaa kuzaliwa.

Kielelezo\(\PageIndex{5}\): Majusi ya Shark yanaonekana wazi kwa njia ya kesi hizi za uwazi za yai. Muundo wa pande zote ni kiini kinacholisha kiinitete kinachokua. (mikopo: Jek Bacarisas)

Rays na skates wanaunda aina zaidi ya 500 na ni karibu kuhusiana na papa. Wanaweza kutofautishwa na papa kwa miili yao iliyopigwa, mapafu ya pectoral ambayo yamepanuliwa na kuunganishwa kwa kichwa, na slits ya gill kwenye uso wao wa tumbo (Kielelezo\(\PageIndex{6}\)). Kama papa, mionzi na skates zina mifupa ya cartilaginous. Spishi nyingi ni za baharini na huishi kwenye sakafu ya bahari, na usambazaji wa karibu duniani kote.

Kielelezo\(\PageIndex{6}\): Stingray hii inachanganya chini ya mchanga wa sakafu ya bahari. (mikopo: “Sailn1"/Flickr)

Osteichthyes: Bony samaki

Wanachama wa Osteichthyes ya clade, pia huitwa samaki ya bony, wana sifa ya mifupa ya bony. Idadi kubwa ya samaki wa siku za sasa ni wa kundi hili, ambalo lina takriban spishi 30,000, na kuifanya kuwa darasa kubwa la wauti waliopo leo.

Karibu samaki wote wa bony wana mifupa yenye ossified na seli maalum za mfupa (osteocytes) zinazozalisha na kudumisha tumbo la phosphate ya kalsiamu. Tabia hii imebadilishwa tu katika makundi machache ya Osteichthyes, kama vile sturgeons na paddlefish, ambayo ina mifupa ya kimsingi ya cartilaginous. Ngozi ya samaki ya bony mara nyingi hufunikwa na mizani inayoingiliana, na tezi katika ngozi hutengeneza kamasi ambayo inapunguza drag wakati wa kuogelea na kusaidia samaki katika osmoregulation. Kama papa, samaki wa bony wana mfumo wa mstari wa usambazaji ambao hutambua vibrations katika maji.

Samaki yote ya bony hutumia gills kupumua. Maji hutolewa juu ya gills ambazo ziko katika vyumba vinavyofunikwa na ventilated na kinga, misuli ya misuli inayoitwa operculum. Samaki wengi wa bony pia wana kibofu cha kuogelea, chombo kilichojaa gesi ambacho husaidia kudhibiti buoyancy ya samaki. Samaki ya Bony imegawanywa zaidi katika clades mbili zilizopo: Actinopterygii (samaki ya ray-finned) na Sarcopterygii (samaki ya lobe-finned).

Actinopterygii, samaki ray-finned, ni pamoja na wengi ukoo samaki-tuna, bass, trout, na samaki (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)), miongoni mwa wengine. Samaki wenye rangi ya radi huitwa kwa mapezi yao ambayo ni webs ya ngozi inayoungwa mkono na miiba ya bony inayoitwa rays. Kwa upande mwingine, mapezi ya Sarcopterygii ni nyama na lobed, mkono na mfupa (Kielelezo\(\PageIndex{7}\)). Wanachama wanaoishi wa clade hii ni pamoja na lungfishes zisizojulikana na coelacanths.

Kielelezo\(\PageIndex{7}\): (a) sahani ya sockeye na (b) coelacanth ni samaki wote wa bony ya Osteichthyes clade. Coelacanth, wakati mwingine huitwa samaki lobe-finned, ilifikiriwa kuwa imekwisha mwisho katika kipindi cha Cretaceous Marehemu, miaka milioni 100 iliyopita, mpaka moja iligunduliwa mwaka 1938 karibu na Visiwa vya Comoros kati ya Afrika na Madagascar. (mikopo a: mabadiliko ya kazi na Timothy Knepp, USFWS; mikopo b: mabadiliko ya kazi na Robbie Cada)

Muhtasari

Wenye uti wa mgongo wa mwanzo kabisa waliotengana na chordates ya uti wa mgongo walikuwa samaki wasio na taya. Samaki na taya (gnathostomes) zilibadilika baadaye. Jaws iliruhusu gnathostomes mapema kutumia vyanzo vipya vya chakula. Agnathani ni pamoja na hagfishes na lampreys. Hagfishes ni scavengers kama eel-kama kulisha uti wa mgongo wafu na samaki wengine. Lampreys ni sifa ya kinywa cha toothed, funnel-kama kunyonya, na aina nyingi ni vimelea kwenye samaki wengine. Gnathostomes ni pamoja na samaki cartilaginous na samaki bony, pamoja na tetrapods nyingine zote. Samaki ya cartilaginous ni pamoja na papa, mionzi, skates, na papa za roho. Samaki wengi wa cartilaginous huishi katika makazi ya baharini, na aina chache zinazoishi katika maji safi kwa sehemu au maisha yao yote. Wengi wa samaki wa sasa ni wa Osteichthyes ya clade, ambayo ina takriban aina 30,000. Samaki Bony inaweza kugawanywa katika clades mbili: Actinopterygii (samaki ray-finned, karibu aina zote zilizopo) na Sarcopterygii (samaki lobe-finned, inahusu chini ya 10 aina zilizopo lakini ambayo ni mababu wa tetrapods).

faharasa

Actinopterygii

samaki wenye rangi nyekundu

ampulla ya Lorenzini

sensory chombo ambayo inaruhusu papa kuchunguza mashamba ya umeme zinazozalishwa na viumbe hai

Chondrichthyes

jawed samaki na mapezi paired na mifupa alifanya ya cartilage

gnathostome

samaki ya taya

hagfish

eel-kama samaki tawless wanaoishi kwenye sakafu ya bahari na ni scavengers

lamprey

samaki taya sifa ya toothed, funnel-kama, sucking kinywa

mstari wa nyuma

maana chombo kinachoendesha urefu wa mwili wa samaki; kutumika kuchunguza vibration katika maji

Myxini

hagfishes

Osteichthyes

samaki bony

ostracoderm

moja ya samaki mwanzo taya kufunikwa katika mfupa

Petromyzontidae

kikundi cha taa

Sarcopterygii

samaki ya lobe-finned

kuogelea kibofu

katika samaki, gesi kujazwa chombo ambayo husaidia kudhibiti buoyancy ya samaki