Mikä rooli uroskalojen kirkkaalla värillä on? Mikä määrittää kalan värin

Värityksellä on suuri biologinen merkitys kaloille. Siellä on suojaavia ja varoitusvärejä. Suojaväri on tarkoitettu

Chena peittää kalan taustalla ympäristöön. Varoitus tai semaattinen väritys koostuu yleensä silmiinpistyvistä suurista, kontrastisia täplistä tai juovista, joilla on selkeät rajat. Se on tarkoitettu esimerkiksi myrkyllisissä ja myrkyllisissä kaloissa estämään petoeläintä hyökkäämästä niihin, ja tässä tapauksessa sitä kutsutaan pelotteeksi.

Tunnistusväriä käytetään varoittamaan territoriaalisia kaloja kilpailijoista tai houkuttelemaan naaraat uroksiin varoittamalla niitä, että urokset ovat valmiita kutemaan. Viimeistä varoitusvärityyppiä kutsutaan yleisesti kalojen parittelupuvuksi. Usein tunnistusväri paljastaa kalan. Tästä syystä monilla aluetta vartioivilla kaloilla tai niiden jälkeläisillä tunnistusväri kirkkaan punaisen täplän muodossa sijaitsee vatsassa, näytetään tarvittaessa vastustajalle, eikä se häiritse kalan peittämistä. kun se sijaitsee vatsasta pohjaan asti. On myös pseudosemaattinen väritys, joka jäljittelee toisen lajin varoitusväriä. Sitä kutsutaan myös mimikriksi. Sen avulla vaarattomat kalalajit voivat välttää saalistajan hyökkäyksen, joka pitää niitä vaarallisena lajina.

Myrkkyrauhaset.

Joillakin kalalajeilla on myrkkyrauhasia. Ne sijaitsevat pääosin evien piikien tai piikkisäteiden juuressa (kuva 6).

Kaloissa on kolmenlaisia ​​myrkkyrauhasia:

1. orvaskeden yksittäiset solut, jotka sisältävät myrkkyä (stargazer);

2. myrkyllisten solujen kompleksi (stingray-stingray);

3. itsenäinen monisoluinen myrkyllinen rauhanen (syyli).

Vapautuneen myrkyn fysiologinen vaikutus ei ole sama. Rauskussa myrkky aiheuttaa voimakasta kipua, voimakasta turvotusta, vilunväristyksiä, pahoinvointia ja oksentelua, joissakin tapauksissa kuolemaa. Syylän myrkky tuhoaa punasoluja, vaikuttaa hermostoon ja johtaa halvaukseen, jos myrkky pääsee verenkiertoon, se johtaa kuolemaan.

Joskus myrkyllisiä soluja muodostuu ja ne toimivat vain lisääntymisen aikana, muissa tapauksissa - jatkuvasti. Kalat jaetaan:

1) aktiivisesti myrkyllinen (tai myrkyllinen, jolla on erikoistunut myrkyllinen laite);

2) passiivisesti myrkyllinen (jolla on myrkyllisiä elimiä ja kudoksia). Myrkyllisimpiä ovat pufferfish-lajin kalat, joiden sisäelimet (sukurauhaset, maksa, suolet) ja iho sisältävät myrkkyhermomyrkkyä (tetrodotoksiinia). Myrkky vaikuttaa hengitys- ja vasomotorisiin keskuksiin, kestää 4 tunnin kiehumista ja voi aiheuttaa nopean kuoleman.

Myrkyllinen ja myrkyllinen kala.

Kalat, joilla on myrkyllisiä ominaisuuksia, jaetaan myrkyllisiin ja myrkyllisiin. Myrkyllisillä kaloilla on myrkyllinen laite - piikit ja myrkylliset rauhaset, jotka sijaitsevat piikien tyvessä (esim. meriskorpioni

(Eurapean kerchak) kutuaikana) tai piikkien ja eväsäteiden urissa (Scorpaena, Frachinus, Amiurus, Sebastes jne.). Myrkkyjen vaikutuksen voimakkuus on erilainen - paiseen muodostumisesta pistoskohdassa hengitys- ja sydänsairauksiin ja kuolemaan (vakavissa Trachurus-infektion tapauksissa). Syödessään nämä kalat ovat vaarattomia. Kalat, joiden kudokset ja elimet ovat myrkyllisiä kemiallinen koostumus ovat myrkyllisiä, eikä niitä pidä syödä. Niitä on erityisen paljon tropiikissa. Carcharinus glaucus -hain maksa on myrkyllistä, kun taas hain Tetrodonissa on myrkyllisiä munasarjoja ja munia. Eläimistössämme, marinkassa Schizothorax ja Osman Diptychus, kaviaari ja vatsakalvo ovat myrkyllisiä, barbusissa ja temppelissä Varicorhynus kaviaarilla on laksatiivinen vaikutus. Myrkyllisten kalojen myrkky vaikuttaa hengitys- ja vasomotorisiin keskuksiin, eikä se tuhoudu keittämällä. Joissakin kaloissa on myrkyllistä verta (ankeriaat Muraena, Anguilla, Conger, samoin kuin nahkiainen, suutari, tonnikala, karppi jne.)

Myrkylliset ominaisuudet näkyvät näiden kalojen veriseerumin ruiskeessa; ne katoavat kuumennettaessa happojen ja emästen vaikutuksesta. Vanhentuneiden kalojen myrkytys liittyy siihen, että siihen ilmestyy myrkyllisiä putrefaktiivisten bakteerien jätetuotteita. Erityistä "kalamyrkyä" muodostuu hyvänlaatuisissa kaloissa (pääasiassa sammissa ja valkolohissa) anaerobisen Bacillus ichthyismi -bakteerin (lähellä B. botulinusta) jätetuotteena. Myrkyn vaikutus ilmenee raa'an (mukaan lukien suolatun) kalan käytöllä.

Kalojen valoisat elimet.

Kyky lähettää kylmää valoa on laajalle levinnyt erilaisissa merikalaryhmissä, jotka eivät ole sukua keskenään (useimmissa syvänmeren kalaryhmissä). Tämä on erityinen hehku, jossa valon emissio (toisin kuin tavallinen - lämpösäteilystä johtuva - joka perustuu elektronien termiseen virittymiseen ja sen vuoksi lämmön vapautumiseen) liittyy kylmän valon syntymiseen ( seurauksena syntyy tarvittava energia kemiallinen reaktio). Jotkut lajit tuottavat valoa itse, kun taas toiset ovat hehkunsa velkaa symbioottisille valobakteereille, jotka ovat kehon pinnalla tai erityisissä elimissä.

Luminesenssielinten laite ja sijainti eri vesiväestössä ovat erilaisia ​​ja palvelevat eri tarkoitusta. Hehkua tarjoavat yleensä erityiset rauhaset, jotka sijaitsevat orvaskedessä tai tietyissä asteikoissa. Rauhaset koostuvat valoisista soluista. Kalat pystyvät mielivaltaisesti "sytymään" ja "sammuttamaan" hehkunsa. Valoisten elinten sijainti on erilainen. Useimmissa syvänmeren kaloissa ne kerätään ryhmiin ja riveihin sivuille, vatsaan ja päähän.

Valoiset elimet auttavat löytämään saman lajin yksilöitä pimeässä (esimerkiksi parveilevien kalojen parissa), toimivat suojakeinona - ne valaisevat yhtäkkiä vihollisen tai heittävät ulos valoverhon, ajaen siten hyökkääjät pois ja piiloutuen ne tämän valopilven suojeluksessa. Monet petoeläimet käyttävät hehkua kevyenä syöttinä ja houkuttelevat niitä pimeässä kaloihin ja muihin organismeihin, joista ne ruokkivat. Joten esimerkiksi joillakin matalanmeren nuorilla hailla on erilaisia valoisia elimiä, ja Grönlanninhain silmät hehkuvat kuin kirkkaat lyhdyt. Näiden elinten lähettämä vihertävä fosforivalo houkuttelee kaloja ja muita merieläimiä.

Kalan aistielimet.

Näköelin - silmä - muistuttaa rakenteeltaan valokuvauslaitetta, ja silmän linssi on kuin linssi ja verkkokalvo on kuin filmi, jolle kuva saadaan. Maaeläimillä linssillä on linssimäinen muoto ja se pystyy muuttamaan kaarevuuttaan, joten eläimet voivat säätää näkökykyään etäisyyden mukaan. Kalan linssi on pallomainen eikä voi muuttaa muotoaan. Heidän näkönsä rakentuu uudelleen eri etäisyyksille, kun linssi lähestyy verkkokalvoa tai siirtyy pois siitä.

Kuuloelin - esitetään vain alanumero. korva, joka koostuu nesteellä täytetystä labyrintista, leikatussa kuulokivissä (otoliitteissa) kellua. Kuulohermo havaitsee heidän värähtelynsä, joka välittää signaaleja aivoihin. Otoliittit toimivat myös kalojen tasapainoelimenä. Useimpien kalojen vartaloa pitkin kulkee sivuviiva - elin, joka havaitsee matalataajuisia ääniä ja veden liikkeen.

Hajuelin sijaitsee sieraimissa, jotka ovat yksinkertaisia ​​kuoppia, joiden limakalvon läpäisee hajusta tuleva hermohaara. aivojen osia. Hajuaisti akvaariokalat hyvin kehittynyt ja auttaa heitä löytämään ruokaa.

Makuelimet - makuhermoja edustavat suuontelon, antenneissa, päässä, vartalon sivuilla ja evien säteissä; auttaa kaloja määrittämään ruoan tyypin ja laadun.

Kosketuselimet ovat erityisen hyvin kehittyneitä kaloilla, jotka elävät lähellä pohjaa ja ovat aistiryhmiä. huulilla sijaitsevat solut, kuonon pää, evät ja erityiset. tunnuselimet (dec. antennit, lihaiset kasvut).

Uimarakko.

Kalojen kelluvuus (kalojen tiheyden suhde veden tiheyteen) voi olla neutraali (0), positiivinen tai negatiivinen. Useimmissa lajeissa kelluvuus vaihtelee välillä +0,03 - -0,03. Positiivisella kelluvuudella kalat kelluvat ylös, neutraalilla kelluvuudella ne kelluvat vesipatsassa, negatiivisella kelluvuudella ne uppoavat.

Kaloissa neutraali kelluvuus (tai hydrostaattinen tasapaino) saavutetaan:

1) uimarakon avulla;

2) lihasten kasteleminen ja luurangon keventäminen (syvänmeren kaloissa)

3) rasvan kerääntyminen (hait, tonnikalaa, makrillia, kampelaa, gobit, särmää jne.).

Useimmilla kaloilla on uimarakko. Sen esiintyminen liittyy luurungon ilmestymiseen, mikä lisää luisten kalojen osuutta. Rustoisilla kaloilla ei ole uimarakkoa, luisilla kaloilla se puuttuu pohjakaloista (gobies, kampela, kokkara), syvänmeren kaloissa ja joissakin nopeasti uivissa lajeissa (tonnikala, bonito, makrilli). Hydrostaattinen lisäsopeutuminen näissä kaloissa on nostovoima, joka muodostuu lihasponnistelujen ansiosta.

Uimarakko muodostuu ruokatorven selän seinämän ulkonemisen seurauksena, sen päätehtävä on hydrostaattinen. Uimarakko havaitsee myös paineen muutokset, liittyy suoraan kuuloelimeen, koska se on äänivärähtelyjen resonaattori ja heijastaja. Loachesissa uimarakko on peitetty luukapselilla, on menettänyt hydrostaattisen toimintansa ja on saanut kyvyn havaita ilmanpaineen muutoksia. Keuhkokaloissa ja luisissa ganoideissa uimarakko suorittaa hengitystoimintoa. Jotkut kalat pystyvät pitämään ääntä uimarakon avulla (turska, kummeliturska).

Uimarakko on suhteellisen suuri elastinen pussi, joka sijaitsee munuaisten alla. Se tapahtuu:

1) pariton (useimmat kalat);

2) parillinen (keuhkokala ja monisulinen).

Monet luonnon salaisuudet ja mysteerit ovat edelleen ratkaisematta, mutta joka vuosi tutkijat löytävät yhä enemmän uusia lajeja aiemmin tuntemattomista eläimistä ja kasveista.

Hiljattain löydettiin siis etanamadot, joiden esi-isät asuivat maan päällä yli 500 miljoonaa vuotta sitten; Tiedemiehet onnistuivat myös saamaan kiinni kalan, jonka uskottiin aiemmin kuolleen sukupuuttoon 70 miljoonaa vuotta sitten.

Tämä materiaali on omistettu valtameren elämän poikkeuksellisille, salaperäisille ja toistaiseksi selittämättömille ilmiöille. Opi ymmärtämään monimutkaisia ​​ja vaihtelevia suhteita valtameren asukkaiden välillä, joista monet ovat eläneet sen syvyyksissä miljoonia vuosia.

Oppitunnin tyyppi: Tiedon yleistäminen ja systematisointi

Kohde: erudition, kognitiivisen ja luovuus opiskelijat; kyky etsiä tietoa vastatakseen esitettyihin kysymyksiin muodostuu.

Tehtävät:

Koulutuksellinen: muotoilu kognitiivinen kulttuuri, joka on hallittu koulutustoiminnan prosessissa, ja esteettinen kulttuuri kykynä tuntea ja arvokkaasti suhtautua villieläinten esineisiin.

Kehitetään: kognitiivisten motiivien kehittäminen uuden tiedon hankkimiseksi villieläimistä; yksilön kognitiiviset ominaisuudet, jotka liittyvät perusasioiden omaksumiseen tieteellinen tietämys, luonnontutkimusmenetelmien hallitseminen, älyllisten taitojen muodostuminen;

Koulutuksellinen: moraalinormien ja arvojen järjestelmässä suuntautuminen: tunnustaminen Korkea arvo elämä kaikissa ilmenemismuodoissaan, oman ja muiden ihmisten terveys; ekologinen tietoisuus; koulutus rakkaudesta luontoon;

Henkilökohtainen: vastuun ymmärtäminen hankitun tiedon laadusta; omien saavutusten ja kykyjen riittävän arvioinnin arvon ymmärtäminen;

kognitiivinen: kyky analysoida ja arvioida ympäristötekijöiden vaikutuksia, riskitekijöitä terveyteen, ihmisen toiminnan seurauksia ekosysteemeissä, oman toiminnan vaikutuksia eläviin organismeihin ja ekosysteemeihin; keskittyä jatkuvaan kehittämiseen ja itsensä kehittämiseen; kyky työskennellä eri tietolähteiden kanssa, muuntaa sitä muodosta toiseen, vertailla ja analysoida tietoa, tehdä johtopäätöksiä, valmistella viestejä ja esityksiä.

Sääntely: kyky organisoida itsenäisesti tehtävien suorittaminen, arvioida työn oikeellisuutta, toiminnan heijastusta.

Kommunikaatiokykyinen: kommunikatiivisen kompetenssin muodostuminen kommunikaatiossa ja yhteistyössä ikätovereiden kanssa, sukupuolisosialisaatioon liittyvien piirteiden ymmärtäminen teini-iässä, sosiaalisesti hyödyllinen, kasvatuksellinen, tutkimus-, luova ja muu toiminta.

Tekniikka: Terveyttä säästävä, ongelmallinen, kehittävä koulutus, ryhmätoiminta

Oppitunnin rakenne:

Keskustelu - pohdiskella aiemmin hankittua tietoa tietystä aiheesta,

videon katsominen (elokuva),

Aihe «

« Mikä määrittää kalan värin?

Esitys "Mikä määrittää kalan värin"

Meren asukkaat ovat maailman kirkkaimpia olentoja. Tällaiset organismit, jotka hohtavat kaikissa sateenkaaren väreissä, elävät lämpimien trooppisten merien auringonpaisteessa.

Kalan väritys, sen biologinen merkitys.

Värityksellä on suuri biologinen merkitys kaloille. Siellä on suojaavia ja varoitusvärejä. Suojaväri on tarkoitettu naamioimaan kaloja ympäristön taustaa vasten. Varoitus tai semaattinen väritys koostuu yleensä silmiinpistyvistä suurista, kontrastisia täplistä tai juovista, joilla on selkeät rajat. Se on tarkoitettu esimerkiksi myrkyllisissä ja myrkyllisissä kaloissa estämään petoeläintä hyökkäämästä niihin, ja tässä tapauksessa sitä kutsutaan pelotteeksi.

Tunnistusväri käytetään varoittamaan kilpailijaa territoriaalisissa kaloissa tai houkuttelemaan naaraat uroksiin varoittamalla niitä, että urokset ovat valmiita kutemaan. Viimeistä varoitusvärityyppiä kutsutaan yleisesti kalojen parittelupuvuksi. Usein tunnistusväri paljastaa kalan. Tästä syystä monilla aluetta vartioivilla kaloilla tai niiden jälkeläisillä tunnistusväri kirkkaan punaisen täplän muodossa sijaitsee vatsassa, näytetään tarvittaessa vastustajalle, eikä se häiritse kalan peittämistä. kun se sijaitsee vatsasta pohjaan asti. On myös pseudosemaattinen väritys, joka jäljittelee toisen lajin varoitusväriä. Sitä kutsutaan myös mimikriksi. Sen avulla vaarattomat kalalajit voivat välttää saalistajan hyökkäyksen, joka pitää niitä vaarallisena lajina.

Mikä määrittää kalan värin?

Kalojen väri voi olla yllättävän monipuolinen, mutta niiden värin kaikki mahdolliset sävyt johtuvat erityisten solujen, joita kutsutaan kromatoforeiksi, työstä. Niitä löytyy tietystä kalan ihokerroksesta ja ne sisältävät monenlaisia ​​pigmenttejä. Kromatoforit jaetaan useisiin tyyppeihin.

Ensinnäkin nämä ovat melanoforeja sisältää mustaa pigmenttiä nimeltä melaniini. Lisäksi etitroforit, jotka sisältävät punaista pigmenttiä, ja ksantoforit, joissa se on keltaista. Jälkimmäistä tyyppiä kutsutaan joskus lipoforeiksi, koska karotenoidit, jotka muodostavat pigmentin näissä soluissa, ovat liuenneet lipideihin. Guanoforit tai iridosyytit sisältävät guaniinia, joka antaa kalojen värille hopeanhohtoisen värin ja metallisen kiillon. Kromatoforien sisältämät pigmentit eroavat kemiallisesti stabiilisuudesta, vesiliukoisuudesta, ilmaherkkyydestä ja joistakin muista ominaisuuksista. Itse kromatoforit eivät myöskään ole muodoltaan samanlaisia ​​- ne voivat olla joko tähtiä tai pyöristettyjä. Monet värit kalojen värjäyksessä saadaan asettamalla joitain kromatoforeja muiden päälle, tämän mahdollisuuden tarjoaa solujen esiintyminen ihossa eri syvyyksillä. Esimerkiksi, vihreä väri saadaan, kun syvällä makaavia guanoforeja yhdistetään ksantoforeihin ja niitä peittäviin erytroforeihin. Jos lisäät melanoforeja, kalan keho saa Sininen väri.

Kromatoforeilla ei ole hermopäätteitä melanoforeja lukuun ottamatta. He ovat jopa mukana kahdessa järjestelmässä kerralla, joilla on sekä sympaattinen että parasympaattinen hermotus. Muun tyyppisiä pigmenttisoluja kontrolloidaan humoraalisesti.

Kalojen väri on varsin tärkeä heidän elämänsä kannalta.. Väritystoiminnot on jaettu holhoamiseen ja varoittamiseen. Ensimmäinen vaihtoehto on suunniteltu peittämään kalan vartalo ympäristössä, joten yleensä tämä väritys koostuu rauhoittavista väreistä. Varoitusvärjäys päinvastoin sisältää suuren määrän kirkkaita pisteitä ja kontrastivärejä. Sen toiminnot ovat erilaisia. Myrkyllisissä petoeläimissä, jotka yleensä sanovat kehonsa kirkkaudella: "Älä tule lähelleni!", Sillä on pelote. Kotiaan vartioivat alueelliset kalat ovat kirkkaanvärisiä varoittamaan kilpailijaa paikan miehityksestä ja houkuttelemaan naaraan. Eräänlainen varoitusväri on myös kalojen hääpuku.

Kalan kehon väri muuttuu elinympäristöstä riippuen hahmon luonteenpiirteet, jonka avulla voidaan erottaa pelagiset, pohja-, pensas- ja parvivärit.

Siten kalojen väri riippuu monista tekijöistä, mukaan lukien elinympäristö, elämäntapa ja ravinto, vuodenaika ja jopa kalan mieliala.

Tunnistusväri

Koralliriuttojen ympärillä olevissa elämän saastuttamissa vesissä jokaisella kalalajilla on oma tunnistusmaali, samanlainen kuin yhden joukkueen jalkapalloilijoiden univormut. Tämän ansiosta muut kalat ja saman lajin yksilöt voivat tunnistaa sen välittömästi.

Koiran väri muuttuu kirkkaammaksi, kun se yrittää houkutella naaraan.

Dogfish - tappava vaarallinen saalistaja

Koirakalat kuuluvat kukkakalojen tai puffikalojen luokkaan, ja niitä on yli yhdeksänkymmentä lajia. Se eroaa muista kaloista ainutlaatuinen kyky turvota peloissaan ja nieltäessä suuren määrän vettä tai ilmaa. Samaan aikaan hän pistelee piikkejä, sylkeen ulos hermomyrkkyä nimeltä tetrodotoksiini, joka on 1200 kertaa tehokkaampi kuin kaliumsyanidi.

Koirakalaa kutsuttiin hampaiden erityisestä rakenteesta johtuen pufferfishiksi. Puffihampaat ovat erittäin vahvoja, sulautuneet yhteen ja näyttävät neljältä levyltä. Heidän avullaan hän halkaisee nilviäisten ja rapujen kuoret saadakseen ruokaa. Harvinainen tapaus tunnetaan, kun elävää kalaa, ei halunnut tulla syödyksi, puri kokin sormesta. Jotkut kalalajit voivat myös purra, mutta suurin vaara on sen liha. Japanissa tätä eksoottista kalaa kutsutaan fuguksi, taitavasti kypsennettynä, se on paikallisten herkkujen luettelon kärjessä. Tällaisen ruokalajin yhden annoksen hinta saavuttaa 750 dollaria. Kun amatöörikokki ottaa sen valmistuksen hoitaakseen, maistelu päättyy tappava lopputulos, koska tämän kalan iho ja sisäelimet sisältävät vahvimman myrkyn. Ensin kielen kärki puutuu, sitten raajat, jota seuraa kouristukset ja välitön kuolema. Kalaa perattaessa koirasta tulee haisevaa, aavemaista hajua.

Maurien idolikalan väritys on silmiinpistävin, kun se metsästää saalistaan.

Rungon pääväri on valkoinen. Yläleuan reuna on musta. Alaleuka on lähes kokonaan musta. Kuonon yläosassa on kirkkaan oranssi täplä mustalla reunuksella. Ensimmäisen selkäevän ja vatsaevän välissä on leveä musta raita. Ensimmäisestä mustasta raidasta alkaa alusta alkaen kaksi ohutta, kaarevaa sinertävää raitaa lantion evät selkäevän etuosaan ja vatsaontelosta selkäevän tyveen. Kolmas, vähemmän havaittavissa oleva sinertävä raita sijaitsee silmistä taaksepäin. Toinen, vähitellen laajeneva, leveä musta raita sijaitsee selkäsäteistä vatsan säteiden suuntaan. Toisen leveän mustan raidan takana on ohut pystysuora valkoinen viiva. Kirkkaan kelta-oranssi täplä ohuella valkoisella reunalla ulottuu hännästä vartalon keskelle, jossa se sulautuu vähitellen päävalkoiseen väriin. Häkäevä on musta valkoisilla koristeilla.

Päivän ja yön väritys

Yöllä fuilier kala nukkuu merenpohja, saa tumman värin, joka vastaa väriä meren syvyydet ja pohja. Herääessään se kirkastuu ja muuttuu täysin vaaleaksi lähestyessään pintaa. Väriä vaihtamalla siitä tulee vähemmän havaittavissa.

hereillä oleva kala

Kalan herääminen

nukkuva kala

Varoitusväri

Kaukaa näkemällä kirkkaan värinen harlekiinihammaskala”, muut kalat ymmärtävät heti, että tämä metsästysalue on jo varattu.

Varoitusväri

Kirkas väritys varoittaa saalistajaa: varo, tämä olento maistuu pahalta tai on myrkyllinen! Teräväkärkinen kukkakala erittäin myrkyllinen, eivätkä muut kalat koske siihen. Japanissa tätä kalaa pidetään syötävänä, mutta sitä leikattaessa on läsnä kokeneen asiantuntijan, joka poistaa myrkkyä ja tekee lihasta vaarattoman. Ja kuitenkin tämä kala, jota kutsutaan fuguksi ja jota pidetään herkkuna, vaatii monien ihmisten hengen joka vuosi. Joten vuonna 1963 kyykalat myrkytettiin lihalla ja 82 ihmistä kuoli.

Kala ei ole ulkonäöltään ollenkaan pelottava: se on vain kämmenen kokoinen, ui häntä eteenpäin, hyvin hitaasti. Suomujen sijaan - ohut elastinen iho, joka voi vaaratilanteessa ilmaantua alkuperäistä kolminkertaiseen kokoon - eräänlainen suojalasien silmäinen, ulkoisesti vaaraton pallo.

Kuitenkin hänen maksansa, ihonsa, suolensa, kaviaarinsa, maitonsa ja jopa hänen silmänsä sisältävät tetrodoksiinia, vahvaa hermomyrkkyä, josta 1 mg on ihmiselle tappava annos. Tehokasta vastalääkettä sille ei vielä ole, vaikka itse myrkkyä käytetään mikroskooppisina annoksina ikään liittyvien sairauksien ehkäisyyn sekä eturauhasen sairauksien hoitoon.

Monivärinen mysteeri

Useimmat meritähdet liikkuvat hyvin hitaasti ja elävät puhtaalla pohjalla piiloutumatta vihollisilta. Haalistuneet, vaimentuneet sävyt auttaisivat niitä tulemaan näkymättömiksi, ja on hyvin outoa, että tähdillä on niin kirkas väri.

Kalan kehon väri saa elinympäristöstä riippuen tunnusomaisia ​​piirteitä, jotka mahdollistavat erottamisen pelaginen, pohja, pensas ja parviväri.

Pelagiset kalat

Termi "pelaginen kala" tulee paikasta, jossa ne elävät. Tämä alue on meren tai valtameren alue, joka ei rajoita pohjapintaa. Pelageal - mikä se on? Kreikasta "pelagial" tulkitaan "avomereksi", joka toimii nektonin, planktonin ja pleustonin elinympäristönä. Perinteisesti pelaginen vyöhyke on jaettu useisiin kerroksiin: epipelaginen - sijaitsee jopa 200 metrin syvyydessä; mesopelagial - jopa 1000 metrin syvyydessä; batypelagiaalinen - jopa 4000 metriä; yli 4000 metriä - abyspelagial.

Suosittuja tyyppejä

Pääasiallinen kaupallinen kalasaalis on pelaginen kala. Sen osuus kokonaissaaliista on 65–75 prosenttia. Suuren luonnollisen tarjonnan ja saatavuuden vuoksi pelagiset kalat ovat edullisin äyriäislaji. Tällä ei kuitenkaan ole vaikutusta mauttomuus ja hyödyllisyys. Kaupallisen saaliin johtava asema on Mustanmeren, Pohjanmeren, Marmaranmeren, Itämeren sekä Pohjois-Atlantin ja Tyynenmeren altaan merillä. Näitä ovat kuore (kuore), sardelli, silli, silli, piikkimakrillit, turska (sinikitaturska), makrilli.

pohjakala- suurin osa elinkaari suoritetaan pohjassa tai pohjan välittömässä läheisyydessä. Niitä esiintyy sekä mannerjalustan rannikkoalueilla että avomerellä mantereen rinnettä pitkin.

Pohjakalat voidaan jakaa kahteen päätyyppiin: puhtaasti pohjakalat ja benthopelagiset, jotka kohoavat pohjan yläpuolelle ja uivat vesipatsassa. Litteän rungon muodon lisäksi monien pohjakalojen rakenteen mukautuva piirre on alasuu, jonka ansiosta ne voivat ruokkia maasta. Ruoan mukana imetty hiekka työntyy yleensä ulos kidusrakojen kautta.

umpeen kasvanut väritys

Umpikasvanut maalaus- ruskehtava, vihertävä tai kellertävä selkä ja yleensä poikittaisia ​​raitoja tai tahroja sivuilla. Tämä väri on tyypillistä pensaikkoissa tai koralliriutoissa oleville kaloille. Joskus nämä kalat, erityisesti trooppisella vyöhykkeellä, voivat olla erittäin kirkkaanvärisiä.

Esimerkkejä umpeen kasvaneista kaloista ovat: tavallinen ahven ja hauki - makean veden muodoista; meriskorpioniruffi, monet härät ja korallikalat ovat peräisin merestä.

Kasvillisuus maiseman elementtinä on tärkeä myös aikuisille kaloille. Monet kalat ovat erityisesti sopeutuneet elämään pensaikkoissa. Niillä on vastaava suojaväri. tai erityinen kehon muoto, joka muistuttaa ts zardelia, jonka joukossa kala elää. Joten räsynpoimijan merihevosen evien pitkät kasvut yhdessä vastaavan värin kanssa tekevät siitä täysin näkymätön vedenalaisten metsiköiden joukossa.

parven väritys

Useat rakenteessa olevat piirteet liittyvät myös koulunkäyntiin, erityisesti kalojen väriin. Kouluvärjäys auttaa kaloja suuntautumaan toisiinsa. Niissä kaloissa, joissa parvittelutapa on tyypillistä vain nuorille, voi vastaavasti myös esiintyä parvivärjäystä.

Liikkuva parvi poikkeaa muodoltaan paikallaan olevasta, mikä liittyy suotuisten hydrodynaamisten olosuhteiden tarjoamiseen liikkumiselle ja suuntautumiselle. Liikkuvan ja paikallaan olevan parven muoto vaihtelee eri kalalajeissa, np voi olla erilainen samassa lajissa. Liikkuva kala muodostaa kehonsa ympärille tietyn voimakentän. Näin ollen parvessa liikkuessaan kalat sopeutuvat toisiinsa tietyllä tavalla.Parvet ryhmitellään kaloista, jotka ovat yleensä samankokoisia ja biologisesti samankaltaisia. Parven kaloilla, toisin kuin monilla nisäkkäillä ja linnuilla, ei ilmeisesti ole pysyvää johtajaa, ja ne keskittyvät vuorotellen joko yhteen tai toiseen jäsenistään tai useammin useampaan kalaan kerralla. Kalat navigoivat parvessa ennen kaikkea näköelinten ja sivulinjan avulla.

Matkiminen

Yksi mukautuksista on värinmuutos. Litteät kalat ovat tämän ihmeen mestareita: ne voivat muuttaa väriä ja kuviota merenpohjan kuvion ja värin mukaan.

Esityksen isännöinti

Kalat ovat äärimmäisiä erilaisia ​​värejä erittäin oudolla suunnittelulla. Trooppisten ja lämpimien vesien kaloissa havaitaan erityinen värivalikoima. Tiedetään, että saman lajin kalat eri vesistöissä ovat erivärisiä, vaikka ne säilyttävätkin enimmäkseen tälle lajille ominaisen kuvion. Ota ainakin hauki: sen väri muuttuu tummanvihreästä kirkkaaksi keltainen väri. Ahvenen evät ovat yleensä kirkkaan punaisia, sivuilta vihertäviä ja selkä tumma, mutta on valkoisia (joissa) ja päinvastoin tummia (ilmenissä). Kaikki tällaiset havainnot viittaavat siihen, että kalojen väri riippuu niistä järjestelmällinen asema elinympäristöstä ympäristötekijät, ravitsemusolosuhteet.

Kalojen väritys johtuu ihoa sisältävistä pigmenttijyväistä löytyvistä erityisistä soluista. Tällaisia ​​soluja kutsutaan kromatoforeiksi.

Erottele: melanoforit (sisältävät mustia pigmenttijyviä), erytroforit (punaiset), ksantoforit (keltaiset) ja guanoforit, iridosyytit (hopea väri).

Vaikka jälkimmäisiä pidetään kromatoforeina ja niissä ei ole pigmenttijyviä, ne sisältävät kiteistä ainetta - guaniinia, jonka ansiosta kalat saavat metallisen kiillon ja hopean värin. Kromatoforeista vain melanoforeilla on hermopäätteitä. Kromatoforien muoto on hyvin monimuotoinen, mutta yleisimmät ovat tähtimäiset ja kiekkomaiset.

Kemiallisen kestävyyden suhteen musta pigmentti (melaniini) on kestävin. Se ei liukene happoihin, emäksiin, eikä muutu kalan fysiologisen tilan muutosten seurauksena (nälkä, ravinto). Punaiset ja keltaiset pigmentit liittyvät rasvoihin, joten niitä sisältäviä soluja kutsutaan lipoforeiksi. Erytroforien ja ksantoforien pigmentit ovat erittäin epästabiileja, liukenevat alkoholeihin ja riippuvat ravinnon laadusta.

Kemiallisesti pigmentit ovat monimutkaisia ​​aineita, jotka kuuluvat eri luokkiin:

1) karotenoidit (punainen, keltainen, oranssi)

2) melaniinit - indolit (musta, ruskea, harmaa)

3) flaviinit ja puriiniryhmät.

Melanoforit ja lipoforit sijaitsevat ihon eri kerroksissa rajakerroksen (cutis) ulko- ja sisäpuolella. Guanoforit (tai leukoforit tai iridosyytit) eroavat kromatoforeista siinä, että niissä ei ole pigmenttiä. Niiden väri johtuu proteiinijohdannaisen guaniinin kiderakenteesta. Guanoforit sijaitsevat kuoron alla. On erittäin tärkeää, että guaniini sijaitsee solun plasmassa pigmenttijyvien tavoin ja sen pitoisuus voi muuttua solunsisäisten plasmavirtojen (paksuminen, oheneminen) seurauksena. Guaniinikiteet ovat muodoltaan kuusikulmioisia ja niiden sijainnista solussa riippuen väri muuttuu hopeanhohtoisesta valkoisesta sinertävän violetiksi.

Guanoforeja löytyy monissa tapauksissa yhdessä melanoforien ja erytroforien kanssa. Niillä on erittäin tärkeä biologinen rooli kalojen elämässä, koska sijaitsevat vatsan pinnalla ja sivuilla, ja ne tekevät kalasta vähemmän havaittavissa alhaalta ja sivuilta; värjäyksen suojaava rooli on erityisen korostunut tässä.

Pigmenttipuiden tehtävänä on pääasiassa laajentaa, ts. vievät enemmän tilaa (laajeneminen) ja vähentävät ts. vievät pienimmän tilan (sopimus). Plasman supistuessa tilavuuden pienentyessä plasmassa olevat pigmenttirakeet keskittyvät. suurin osa solun pinta vapautuu tästä pigmentistä ja sen seurauksena värin kirkkaus heikkenee. Laajentumisen aikana soluplasma leviää suuremmalle pinnalle ja pigmenttirakeita jakautuu sen mukana. Tästä johtuen suuri pinta kalan rungosta on peitetty tällä pigmentillä, mikä antaa kalalle pigmentille ominaisen värin.

Syynä pigmenttisolujen pitoisuuden kasvuun voivat olla sekä sisäiset tekijät (solun, organismin fysiologinen tila) että jotkut tekijät. ulkoinen ympäristö(lämpötila, happipitoisuus ja hiilidioksidin tuloaukko). Melanoforeilla on hermotus. Kantoforeilla ja erytroforeilla ei ole hermotusta: Siksi hermosto voi vaikuttaa vain suoraan melanoforeihin.

On todettu, että luisten kalojen pigmenttisolut säilyttävät vakiomuotonsa. Koltsov uskoo, että pigmenttisolun plasmassa on kaksi kerrosta: ektoplasma (pintakerros) ja kinoplasma (sisäkerros), joka sisältää pigmenttijyviä. Ektoplasma on kiinnitetty säteittäisillä fibrilleillä, kun taas kinoplasma on erittäin liikkuva. Ektoplasma määrittää kromatoforin ulkoisen muodon (järjestetyn liikkeen muodon), säätelee aineenvaihduntaa, muuttaa sen toimintaa hermoston vaikutuksesta. Ektoplasma ja kinoplasma, joilla on erilaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, keskinäinen kostuvuus, kun niiden ominaisuudet muuttuvat ulkoisen ympäristön vaikutuksesta. Laajentumisen (laajenemisen) aikana kinoplasma kostuttaa ektoplasman hyvin ja leviää tästä johtuen ektoplasman peittämien halkeamien läpi. Pigmenttirakeet sijaitsevat kinoplasmassa, ovat hyvin kostutettuja sillä ja seuraavat kinoplasman virtausta. Keskittyessä havaitaan päinvastainen kuva. Protoplasman kaksi kolloidista kerrosta on erotettu toisistaan. Kinoplasma ei kastele ektoplasmaa ja tästä johtuen kinoplasmaa
vie pienimmän tilavuuden. Tämä prosessi perustuu pintajännityksen muutokseen protoplasman kahden kerroksen rajalla. Ektoplasma on luonteeltaan proteiiniliuos ja kinoplasma lesitiinityyppinen lipoidi. Kinoplasma on emulgoitunut (erittäin hienojakoinen) ektoplasmassa.

Hermosäätelyn lisäksi kromatoforeilla on myös hormonaalinen säätely. On oletettava, että eri olosuhteissa yksi tai toinen määräys suoritetaan. Vartalon värin silmiinpistävää sopeutumista ympäristön väriin havaitaan merineuloissa, gobeissa ja kampeloissa. Esimerkiksi kampela pystyy kopioimaan maan kuvion ja jopa shakkilaudan suurella tarkkuudella. Tämä ilmiö selittyy sillä, että hermosto on johtavassa asemassa tässä sopeutumisessa. Kala havaitsee värin näköelimen kautta ja sitten tätä havaintoa muuttamalla hermosto ohjaa pigmenttisolujen toimintaa.

Muissa tapauksissa hormonaalinen säätely näkyy selvästi (värjäytyminen pesimäkauden aikana). Kalan veressä on lisämunuaisen adrenaliinihormoneja ja aivolisäkkeen takaosan - pituitriinia. Adrenaliini aiheuttaa keskittymistä, pituitriini on adrenaliinin antagonisti ja aiheuttaa laajentumista (diffuusiota).

Näin ollen pigmenttisolujen toiminta on hermoston ja hormonaalisten tekijöiden hallinnassa, ts. sisäiset tekijät. Mutta niiden lisäksi ympäristötekijöillä (lämpötila, hiilidioksidi, happi jne.) on merkitystä. Kalan värin muuttamiseen tarvittava aika on erilainen ja vaihtelee muutamasta sekunnista useisiin päiviin. Yleensä nuoret kalat muuttavat väriään nopeammin kuin aikuiset.

Tiedetään, että kalat muuttavat kehon väriä ympäristön värin mukaan. Tällainen kopiointi suoritetaan vain, jos kalat näkevät maan värin ja kuvion. Tämän todistaa seuraava esimerkki. Jos kampela makaa mustalla laudalla, mutta ei näe sitä, niin sillä ei ole mustan laudan väriä, vaan sille näkyvän valkoisen maan väri. Päinvastoin, jos kampela makaa valkoisella pohjalla, mutta näkee mustan laudan, niin sen ruumis saa mustan laudan värin.Nämä kokeet osoittavat vakuuttavasti, että kalat sopeutuvat helposti muuttamalla väriään epätavalliseen maahan.

Valaistus vaikuttaa kalan väriin. "Kuten pimeissä paikoissa, joissa on vähän valoa, kalat menettävät värinsä. Kirkkaat kalat, jotka ovat eläneet jonkin aikaa pimeässä, muuttuvat vaaleaksi. Sokeat kalat tummuvat. ja kalan rungon vaaleneminen riippuu ei vain maan valaistukseen, vaan myös näkökulmaan, jossa kalat näkevät maan.Jos taimen silmät sidotaan tai poistetaan, kalasta tulee musta.Jos peität vain alemman puolet silmästä, kalasta tulee tumma, ja jos liimaa vain silmän yläosa, kala säilyttää värinsä.

Valolla on voimakkain ja monipuolisin vaikutus kalojen väriin. Kevyt
vaikuttaa melanoforeihin sekä silmien ja hermoston kautta että suoraan. Joten Frisch, joka valaisi tiettyjä kalan ihon alueita, sai paikallisen värimuutoksen: havaittiin valaistun alueen tummumista (melanoforien laajenemista), joka hävisi 1-2 minuuttia valon sammuttamisen jälkeen. Kalojen pitkäaikaisen valaistuksen yhteydessä selän ja vatsan väri muuttuu. Yleensä elävien kalojen selkä matalia syvyyksiä ja kirkkaissa vesissä sillä on tumma sävy ja vatsa on vaalea. Suurissa syvyyksissä elävillä kaloilla ja mutaiset vedet sellaista värieroa ei havaita. Selän ja vatsan värieroilla uskotaan olevan mukautuva arvo: kalan tumma selkä on vähemmän näkyvissä ylhäältä tummaa taustaa vasten ja vaalea vatsa alhaalta. Tässä tapauksessa vatsan ja selän erilainen väritys johtuu pigmenttien epätasaisesta sijoituksesta. Selässä ja sivuilla on melanoforeja ja sivuilla vain iridosyyttejä (tuanoforeja), jotka antavat vatsalle metallisen kiillon.

Ihon paikallisen kuumennuksen yhteydessä tapahtuu melanoforien laajenemista, mikä johtaa tummumiseen, kun taas jäähdytykseen - vaalenemiseen. Happipitoisuuden lasku ja hiilihapon pitoisuuden nousu muuttavat myös kalojen väriä. Olet luultavasti huomannut, että kaloissa kuoleman jälkeen se ruumiinosa, joka oli vedessä, on vaaleampaa (melanoforipitoisuus), ja se osa, joka työntyy esiin vedestä ja tulee kosketuksiin ilman kanssa, on tumma (melanoforin laajeneminen). Kalat ovat normaalitilassa, yleensä väri on kirkas, monivärinen. Kun hapen määrä laskee jyrkästi tai tukehtuu, se muuttuu vaaleammaksi, tummat sävyt katoavat melkein kokonaan. Kalaverkoston ihon värin haalistaminen johtuu kromatoforien ja kromatoforien keskittymisestä. , ensisijaisesti melanoforeja. Hapenpuutteen seurauksena kalan ihopinta ei saa happea verenkierron pysähtymisen tai kehon huonon hapensaannin seurauksena (tukkehduksen alku), se saa aina vaaleat sävyt. Hiilidioksidin lisääntyminen vedessä vaikuttaa kalojen väriin samalla tavalla kuin hapenpuute. Näin ollen nämä tekijät (hiilidioksidi ja happi) vaikuttavat suoraan kromatoforeihin, joten ärsytyksen keskus sijaitsee itse solussa - plasmassa.

Hormonien vaikutus kalojen väriin paljastuu ensinnäkin aikana kiima-aika(kasvatuskausi). Erityisesti mielenkiintoinen väritys miehillä havaittu iho ja evät. Kromatoforien toiminta on hormonaalisten aineiden ja höyhenjärjestelmän hallinnassa. Esimerkki kanssa taistelevat kalat. Tässä tapauksessa kypsät urokset saavat hormonien vaikutuksen alaisena vastaavan värin, jonka kirkkautta ja loistoa lisää naaraan näkeminen. Miesten silmät näkevät naisen, tämä havainto välittyy hermoston kautta kromatoforeihin ja saa ne laajentumaan. Miesten ihon kromatoforit toimivat tässä tapauksessa hormonien ja hermoston ohjauksessa.

Minnow'n kokeellinen työ osoitti, että adrenaliinin ruiskutus saa aikaan kalan ihon vaalenemisen (melanoforin supistuminen). Lisämunuaisten ihon mikroskooppinen tutkimus osoitti, että melanoforit ovat supistumistilassa ja lipoforit laajenemassa.

Kysymyksiä itsetutkiskelua varten:

1. Kalan ihon rakenne ja toiminnallinen merkitys.

2. Liman muodostumismekanismi, sen koostumus ja merkitys.

3. Vaakojen rakenne ja toiminnot.

4. Ihon fysiologinen rooli ja suomujen uusiutuminen.

5. Pigmentaation ja värin rooli kalojen elämässä.

Osa 2: Laboratoriotöiden materiaalit.

Miksi kalat tarvitsevat kirkkaita värejä? Mistä kalojen vaihteleva pigmentti johtuu? Mitä mimikri on? Kuka näkee kalojen kirkkaat värit syvyydessä, jossa ikuinen pimeys hallitsee? Siitä, kuinka kalojen väri korreloi niiden käyttäytymisreaktioihin ja mitä sosiaalisia toimintoja sillä on - biologit Alexander Mikulin ja Gerard Chernyaev.

Aiheen yleiskatsaus

Värityksellä on suuri ekologinen merkitys kaloille. Siellä on suojaavia ja varoitusvärejä. Suojaväri on tarkoitettu naamioimaan kaloja ympäristön taustaa vasten. Varoitus tai semaattinen väritys koostuu yleensä silmiinpistyvistä suurista, kontrastisia täplistä tai juovista, joilla on selkeät rajat. Se on tarkoitettu esimerkiksi myrkyllisissä ja myrkyllisissä kaloissa estämään petoeläintä hyökkäämästä niihin, ja tässä tapauksessa sitä kutsutaan pelotteeksi. Tunnistusväriä käytetään varoittamaan territoriaalisia kaloja kilpailijoista tai houkuttelemaan naaraat uroksiin varoittamalla niitä, että urokset ovat valmiita kutemaan. Viimeistä varoitusvärityyppiä kutsutaan yleisesti kalojen parittelupuvuksi. Usein tunnistusväri paljastaa kalan. Tästä syystä monilla aluetta vartioivilla kaloilla tai niiden jälkeläisillä tunnistusväri kirkkaan punaisen täplän muodossa sijaitsee vatsassa, näytetään tarvittaessa vastustajalle, eikä se häiritse kalan peittämistä. kun se sijaitsee vatsasta pohjaan asti.

On myös pseudosemaattinen väritys, joka jäljittelee toisen lajin varoitusväriä. Sitä kutsutaan myös mimikriksi. Sen avulla vaarattomat kalalajit voivat välttää saalistajan hyökkäyksen, joka pitää niitä vaarallisena lajina.

On muitakin väriluokituksia. Esimerkiksi kalan värityypit erotetaan, mikä heijastaa tämän lajin ekologisen rajoituksen ominaisuuksia. Pelaginen väri on tyypillistä makean ja meriveden pinnan lähellä asuville. Sille on ominaista musta, sininen tai vihreä selkä ja hopeiset sivut ja vatsa. Tumma selkä tekee kalasta vähemmän näkyvän pohjaa vasten. Jokikaloilla on musta ja tummanruskea selkä, joten ne ovat vähemmän havaittavissa tummaa pohjaa vasten. Järvikaloilla selkä on värjätty sinertävän ja vihertävän sävyin, koska tämä selän väri on vähemmän havaittavissa vihertävän veden taustalla. Sininen ja vihreä selkä on tyypillistä useimmille meren pelagisille kaloille, mikä piilottaa ne meren sinisten syvyyksien taustaa vasten. Kalan hopeiset sivut ja vaalea vatsa näkyvät huonosti alhaalta peilipinnan taustalla. Pelagisten kalojen vatsassa oleva köli minimoi vatsan puolelta muodostuvan varjon ja paljastaa kalan. Kalaa sivulta katsottuna tummaan selkään osuva valo ja suomujen kiilteen peittämä kalan alaosan varjo antavat kalalle harmaan, huomaamattoman ulkonäön.

Pohjan väritykselle on ominaista tumma selkä ja sivut, joissa on joskus tummempia tahroja, sekä vaalea vatsa. Pohjakaloissa, jotka elävät jokien pikkukivimaaperän yläpuolella kirkas vesi, yleensä vartalon sivuilla on vaaleita, mustia ja muita värillisiä täpliä, joskus hieman pidentyneitä selkä-vatsan suunnassa, joskus pitkittäisnauhan muodossa (ns. kanavaväri). Tämä väritys tekee kalasta huomaamattoman läpinäkyvän kivijauheen taustalla virtaava vesi. Seisovien makean veden altaiden pohjakaloissa ei ole kirkkaita tummia täpliä kehon sivuilla tai niiden ääriviivat ovat epäselviä.

Kalojen umpeenkasvulle on ominaista ruskehtava, vihertävä tai kellertävä selkä ja yleensä poikittaiset tai pitkittäiset raidat ja tahrat sivuilla. Tämä väri on ominaista kaloille, jotka elävät vedenalaisen kasvillisuuden ja koralliriuttojen keskellä. Poikittaiset raidat ovat ominaisia ​​väijyspetoeläimille, jotka metsästävät rannikon pensaikkoja (hauki, ahven) tai niiden välissä hitaasti uivia kaloja (piikka). Pinnalla eläville kaloille, pinnalla makaavien levien joukossa, on tunnusomaista pitkittäiset raidat (seeprakala). Raidat eivät vain peitä kaloja levien joukossa, vaan myös leikkaavat kalan ulkonäköä. Leikoileva väritys, usein hyvin kirkas kaloille epätavallista taustaa vasten, on ominaista koralli kalat missä ne ovat näkymättömiä kirkkaiden korallien taustalla.

Parvikaloille on ominaista parviväritys. Tämä väritys helpottaa parven yksilöiden suuntautumista toisiinsa. Se esiintyy yleensä muiden värimuotojen taustalla ja ilmenee joko yhtenä tai useampana täplänä kehon sivuilla tai selkäevä, tai tumma raida pitkin vartaloa tai kaudaalivarren tyvessä.

Monilla rauhallisilla kaloilla on vartalon takaosassa "petossilmä", joka häiritsee petoeläintä saaliin heiton suuntaan.

Kalojen koko värivalikoima johtuu erityisistä soluista - kromatoforeista, joita esiintyy kalan ihossa ja jotka sisältävät pigmenttejä. Seuraavat kromatoforit erotetaan toisistaan: melanoforit, jotka sisältävät mustia pigmenttijyviä (melaniinia); punaiset erytroforit ja keltaiset ksantoforit, joita kutsutaan lipoforeiksi, koska niissä olevat pigmentit (karotenoidit) ovat liuenneet lipideihin; guanoforeja tai iridosyyttejä, jotka sisältävät rakenteessa guaniinikiteitä, jotka antavat kaloille metallisen kiillon ja hopeanhohtoisia suomuja. Melanoforit ja erytroforit ovat tähtivärisiä, ksantoforit pyöristettyjä.

Kemiallisesti eri pigmenttisolujen pigmentit eroavat toisistaan ​​merkittävästi. Melaniinit ovat polymeerejä, joilla on suhteellisen korkea molekyylipaino musta, ruskea, punainen tai keltainen.

Melaniinit ovat erittäin pysyviä yhdisteitä. Ne eivät liukene mihinkään polaarisiin tai ei-polaarisiin liuottimiin eivätkä happoihin. Melaniinit voivat kuitenkin värjäytyä kirkkaassa auringonvalossa, pitkäaikaisessa altistumisessa ilmalle tai, erityisen tehokkaasti, pitkäaikaisessa hapettumisessa vetyperoksidilla.

Melanoforit pystyvät syntetisoimaan melaniinia. Melaniinin muodostuminen tapahtuu useissa vaiheissa johtuen tyrosiinin peräkkäisestä hapettumisesta dihydroksifenyylialaniiniksi (DOPA) ja sitten kunnes melaniinin makromolekyylin polymeroituminen tapahtuu. Melaniineja voidaan myös syntetisoida tryptofaanista ja jopa adrenaliinista.

Ksantoforeissa ja erytroforeissa vallitsevat pigmentit ovat rasvoihin liuenneita karotenoideja. Niiden lisäksi nämä solut voivat sisältää pteriinejä joko ilman karotenoideja tai yhdessä niiden kanssa. Pteriinit näissä soluissa sijaitsevat erikoistuneissa pienissä organelleissa, joita kutsutaan pterinosomeiksi ja jotka sijaitsevat kaikkialla sytoplasmassa. Myös pääasiassa karotenoideilla värjätyissä lajeissa pteriinit syntetisoituvat ensin ja tulevat näkyviin ksantoforien ja erytroforien kehittyessä, kun taas ruoasta saatavat karotenoidit havaitaan vasta myöhemmin.

Pteriinit tarjoavat keltaista, oranssia tai punaista väriä useissa kalaryhmissä, samoin kuin sammakkoeläimissä ja matelijoissa. Pteriinit ovat amfoteerisia molekyylejä, joilla on heikkoja happamia ja emäksisiä ominaisuuksia. Ne liukenevat huonosti veteen. Pteriinien synteesi tapahtuu puriinin (guaniinin) välituotteiden kautta.

Guanoforit (iridoforit) ovat muodoltaan ja kooltaan hyvin erilaisia. Guanoforit koostuvat guaniinikiteistä. Guaniini on puriiniemäs. Guaniinin kuusikulmainen kiteet sijaitsevat guanoforien plasmassa, ja plasmavirtojen ansiosta ne voivat keskittyä tai jakautua koko soluun. Tämä seikka, valon tulokulma huomioon ottaen, johtaa kalojen ihon värin muuttumiseen hopeanvalkoisesta sinertävän violetiksi ja sinivihreäksi tai jopa kelta-punaiseksi. Joten, neonkalan loistava sinivihreä raita vaikutuksen alaisena sähkövirta saa punaisen kiillon, kuten erythrosonus. Guanoforit, jotka sijaitsevat ihossa muiden pigmenttisolujen alapuolella, yhdessä ksantoforien ja erytroforien kanssa antavat vihreää, ja näiden solujen ja melanoforien kanssa - sinistä.

Toinen tapa saada kalojen ihon sinivihreä väri on löydetty. On havaittu, että naaraspalakalat eivät synny kaikkia munasoluja kutemisen aikana. Jotkut niistä jäävät sukurauhasiin ja saavat sinivihreän värin resorptioprosessissa. Kutujen jälkeisenä aikana kokkareiden naaraiden veriplasma saa kirkkaan vihreän värin. Naaraiden eväistä ja ihosta löydettiin samanlainen sinivihreä pigmentti, jolla on ilmeisesti mukautuva arvo kutujen jälkeisen lihotuksen aikana meren rannikkovyöhykkeellä levien keskuudessa.

Joidenkin tutkijoiden mukaan vain melanoforit sopivat hermopäätteille, ja melanoforilla on kaksoishermotus: sympaattinen ja parasympaattinen, kun taas ksantoforeilla, erytroforeilla ja guanoforeilla ei ole hermotusta. Muiden kirjoittajien kokeelliset tiedot viittaavat myös erytroforien hermostoon. Kaiken tyyppiset pigmenttisolut ovat humoraalisen säätelyn alaisia.

Kalojen värin muutoksia tapahtuu kahdella tavalla: pigmentin kerääntymisestä, syntetisoinnista tai tuhoutumisesta soluun sekä kromatoforin itsensä fysiologisen tilan muutoksesta muuttamatta sen pigmenttipitoisuutta. Esimerkki ensimmäisestä värinmuutosmenetelmästä on sen tehostaminen kutua edeltävänä aikana monissa kaloissa, koska karotenoidipigmentit kerääntyvät ksantoforeihin ja erytroforeihin, kun ne tulevat näihin soluihin muista elimistä ja kudoksista. Toinen esimerkki: kalojen asuminen vaalealla pohjalla lisää guaniinin muodostumista guanoforeissa ja samalla melaniinin hajoamista melanoforeissa ja päinvastoin, melaniinin muodostumiseen tummalla taustalla liittyy katoamista. guaniinista.

Kun melanoforin tila muuttuu fysiologisesti hermoimpulssin vaikutuksesta, plasman liikkuvassa osassa - kinoplasmassa - sijaitsevat pigmenttijyvät kerätään yhdessä sen kanssa solun keskiosaan. Tätä prosessia kutsutaan melanoforin supistumiseksi (aggregaatioksi). Supistumisen seurauksena valtaosa pigmenttisoluista vapautuu pigmenttirakeista, mikä johtaa värin kirkkauden heikkenemiseen. Samanaikaisesti solun pintakalvon ja luustofibrillien tukemana melanoforin muoto pysyy muuttumattomana. Pigmenttirakeiden jakautumisprosessia solussa kutsutaan laajenemiseksi.

Keuhkokalan orvaskedessä sijaitsevat melanoforit ja sinä ja minä emme pysty vaihtamaan väriä niissä olevien pigmenttijyvien liikkeen vuoksi. Ihmisillä ihon tummuminen auringossa tapahtuu pigmentin synteesin vuoksi melanoforeissa ja valaistuminen ihon hilseilyn seurauksena pigmenttisolujen mukana.

Hormonaalisen säätelyn vaikutuksesta ksantoforien, erytroforien ja guanoforien väri muuttuu johtuen itse solun ja ksantoforien ja erytroforien muodon muutoksesta sekä pigmenttien pitoisuuden muutoksesta itse solussa.

Melanoforien pigmenttirakeiden supistumis- ja laajenemisprosessit liittyvät muutoksiin solun kinoplasman ja ektoplasman kostuvuusprosesseissa, mikä johtaa pintajännityksen muutokseen näiden kahden plasmakerroksen rajalla. Tämä on puhtaasti fysikaalinen prosessi, ja se voidaan suorittaa keinotekoisesti jopa kuolleissa kaloissa.

Hormonaalisessa säätelyssä melatoniini ja adrenaliini aiheuttavat melanoforien supistumista, aivolisäkkeen takaosan hormonit - laajenemista: pituitriini - melanoforeja ja prolaktiini ksantoforien ja erytroforien laajenemista. Guanoforit ovat myös alttiina hormonaalisille vaikutuksille. Siten adrenaliini lisää verihiutaleiden hajoamista guanoforeissa, kun taas cAMP:n solunsisäisen tason nousu lisää verihiutaleiden aggregaatiota. Melanoforit säätelevät pigmentin liikettä muuttamalla solunsisäistä cAMP- ja Ca ++ -pitoisuutta, kun taas erytroforeissa säätely tapahtuu vain kalsiumin perusteella. Solunulkoisen kalsiumin tason jyrkkä nousu tai sen mikroinjektio soluun liittyy pigmenttirakeiden aggregoitumiseen erytroforeissa, mutta ei melanoforeissa.

Yllä olevat tiedot osoittavat, että sekä solunsisäisellä että ekstrasellulaarisella kalsiumilla on tärkeä rooli sekä melanoforien että erytroforien laajenemisen ja supistumisen säätelyssä.

Kalojen väritys niiden evoluutiossa ei voinut syntyä erityisesti käyttäytymisreaktioiden vuoksi, ja sillä on oltava jokin aikaisempi fysiologinen toiminta. Toisin sanoen ihopigmenttien joukko, pigmenttisolujen rakenne ja niiden sijainti kalojen ihossa eivät ilmeisesti ole sattumanvaraisia, ja niiden pitäisi heijastaa näiden rakenteiden toimintojen muutosten evoluutiopolkua, jonka aikana moderni organisaatio elävien kalojen ihon pigmenttikompleksi.

Oletettavasti pigmenttijärjestelmä osallistui alun perin kehon fysiologisiin prosesseihin osana ihon eritysjärjestelmää. Myöhemmin kalan ihon pigmenttikompleksi alkoi osallistua coriumissa tapahtuvien fotokemiallisten prosessien säätelyyn, ja evoluution kehityksen myöhemmissä vaiheissa se alkoi suorittaa kalojen todellisen värjäyksen tehtävää käyttäytymisreaktioissa.

Primitiivisten organismien kohdalla ihon eritysjärjestelmällä on tärkeä rooli heidän elämässään. Luonnollisesti yksi aineenvaihdunnan lopputuotteiden haitallisten vaikutusten vähentämisen tehtävistä on vähentää niiden vesiliukoisuutta polymeroinnilla. Tämä toisaalta mahdollistaa niiden myrkyllisen vaikutuksen neutralisoinnin ja samalla metaboliittien keräämisen erikoistuneisiin soluihin ilman niitä. merkittäviä kustannuksia poistamalla nämä polymeerirakenteet edelleen kehosta. Toisaalta itse polymerointiprosessi liittyy usein valoa absorboivien rakenteiden venymiseen, mikä voi johtaa värillisten yhdisteiden ilmestymiseen.

Ilmeisesti puriinit guaniinikiteiden muodossa ja pteriinit päätyivät ihoon typen aineenvaihdunnan tuotteina ja poistuivat tai kerääntyivät esimerkiksi soiden muinaisille asukkaille kuivuuden aikana, kun he joutuivat horrostilaan. On mielenkiintoista huomata, että puriinit ja erityisesti pteriinit ovat laajalti edustettuina kalojen, mutta myös sammakkoeläinten ja matelijoiden sekä niveljalkaisten, erityisesti hyönteisten, kehon ihossa, mikä saattaa johtua niiden poistamisen vaikeudesta. johtuen näiden eläinryhmien ilmaantumisesta maalle.

Melaniinin ja karotenoidien kertymistä kalan ihoon on vaikeampi selittää. Kuten edellä mainittiin, melaniinin biosynteesi tapahtuu indolimolekyylien polymeroitumisen vuoksi, jotka ovat tyrosiinin entsymaattisen hapettumisen tuotteita. Indoli on myrkyllistä elimistölle. Melaniini osoittautuu ihanteelliseksi vaihtoehdoksi haitallisten indolijohdannaisten säilytykseen.

Karotenoidipigmentit, toisin kuin edellä käsitellyt, eivät ole aineenvaihdunnan lopputuotteita ja ovat erittäin reaktiivisia. Ne ovat ravintoperäisiä, ja siksi niiden roolin selventämiseksi on helpompi ottaa huomioon niiden osallistuminen aineenvaihduntaan suljettu järjestelmä esimerkiksi kalanmarissa.

Kuluneen vuosisadan aikana on ilmaistu yli kaksi tusinaa mielipidettä karotenoidien toiminnallisesta merkityksestä eläinten elimistöön, mukaan lukien kalat ja niiden kaviaari. Erityisen kiivasta keskustelua käytiin karotenoidien roolista hengityksessä ja muissa redox-prosesseissa. Näin ollen oletettiin, että karotenoidit pystyvät kuljettamaan kalvon läpi happea tai varastoimaan sitä pigmentin keskimmäistä kaksoissidosta pitkin. Viime vuosisadan 70-luvulla Viktor Vladimirovich Petrunyaka ehdotti karotenoidien mahdollista osallistumista kalsiumin aineenvaihduntaan. Hän havaitsi karotenoidien pitoisuuden tietyillä mitokondrioiden alueilla, joita kutsutaan kalkosfääriksi. Kalojen alkionkehityksen aikana on havaittu karotenoidien vuorovaikutusta kalsiumin kanssa, minkä seurauksena näiden pigmenttien väri muuttuu.

On todettu, että karotenoidien päätehtävät kalanmarissa ovat: niiden antioksidanttitehtävä suhteessa lipideihin sekä osallistuminen kalsiumin aineenvaihdunnan säätelyyn. Ne eivät ole suoraan mukana hengitysprosesseissa, vaan edistävät puhtaasti fyysisesti hapen liukenemista ja siten hapen varastointia rasvasulkeutumissa.

Näkemykset karotenoidien toiminnasta ovat muuttuneet perusteellisesti rakenteellinen organisaatio niiden molekyylejä. Karotenoidit koostuvat ionirenkaista, mukaan lukien happea sisältävät ryhmät - ksantofyllit tai ilman niitä - karoteenit ja hiiliketju, mukaan lukien kaksoiskonjugoitujen sidosten järjestelmä. Aikaisemmin karotenoidien toiminnassa suurta merkitystä pidettiin niiden molekyylien iononirenkaiden ryhmien muutoksilla eli joidenkin karotenoidien muuttumisella toisiksi. Olemme osoittaneet, että laadullinen koostumus työssä karotenoideja suuri merkitys ei, ja karotenoidien toiminnallisuus liittyy konjugaatioketjun läsnäoloon. Se määrittää näiden pigmenttien spektriominaisuudet sekä niiden molekyylien avaruudellisen rakenteen. Tämä rakenne sammuttaa radikaalien energian lipidien peroksidaatioprosesseissa ja suorittaa antioksidanttien tehtävää. Se tarjoaa tai häiritsee kalsiumin kuljetusta kalvon läpi.

Kalakaviaarissa on muitakin pigmenttejä. Siten pigmentti, joka on lähellä valon absorptiospektrissä sappipigmenttejä ja sen proteiinikompleksi skorpionikaloissa, määrää näiden kalojen munien värin monimuotoisuuden varmistaen alkuperäisen kytkimen havaitsemisen. Siikamunien keltuaisessa oleva ainutlaatuinen hemoproteiini edistää sen selviytymistä pagon-tilassa, eli sen jäätyessä jääksi. Se edistää osan keltuaisen palamista tyhjäkäynnillä. Todettiin, että sen pitoisuus kaviaarissa on korkeampi niissä siikalajeissa, joiden kehitys tapahtuu ankarammissa olosuhteissa. lämpötilaolosuhteet talvet.

Karotenoidit ja niiden johdannaiset - retinoidit, kuten A-vitamiini, pystyvät keräämään tai kalvon läpi siirtämään kaksiarvoisten metallien suoloja. Tämä ominaisuus on ilmeisesti erittäin tärkeä meren selkärangattomille, jotka poistavat kalsiumia kehosta, jota käytetään myöhemmin ulkoisen luuston rakentamisessa. Ehkä tämä on syy siihen, että suurimmalla osalla selkärangattomista on ulkoinen eikä sisäinen luuranko. On hyvin tunnettua, että ulkoiset kalsiumia sisältävät rakenteet ovat laajalti edustettuina sienissä, hydroideissa, koralleissa ja matoissa. Ne sisältävät merkittäviä pitoisuuksia karotenoideja. Nilviäisissä karotenoidien päämassa on keskittynyt liikkuviin vaippasoluihin - amoebosyytteihin, jotka kuljettavat ja erittävät CaCO 3:a kuoreen. Äyriäisillä ja piikkinahkaisilla karotenoidit yhdessä kalsiumin ja proteiinin kanssa ovat osa niiden kuorta.

On edelleen epäselvää, kuinka nämä pigmentit kulkeutuvat iholle. On mahdollista, että fagosyytit olivat alkuperäisiä soluja, jotka toimittivat pigmenttejä iholle. Kaloista on löydetty makrofageja, jotka fagosytoivat melaniinia. Melanoforien samankaltaisuudesta fagosyyttien kanssa osoittaa prosessien läsnäolo niiden soluissa ja sekä fagosyyttien että melanoforien esiasteiden ameboidinen liike pysyvään sijaintipaikkaansa ihossa. Kun orvaskesi tuhoutuu, siihen ilmestyy myös makrofageja, jotka kuluttavat melaniinia, lipofuskiinia ja guaniinia.

Kromatoforien muodostumispaikka kaikissa selkärankaisten luokissa on ns. hermoharjan solujen kerääntyminen, joka syntyy hermoputken yläpuolelle hermoputken irtoamiskohdassa ektodermista hermotuksen aikana. Tämän irtautumisen suorittavat fagosyytit. Pigmentoimattomien kromatoblastien muodossa olevat kromatoforit kalojen alkiovaiheessa pystyvät siirtymään geneettisesti ennalta määrätyille kehon alueille. Kypsemmät kromatoforit eivät pysty ameboidisiin liikkeisiin eivätkä muuta muotoaan. Lisäksi niihin muodostuu tätä kromatoforia vastaava pigmentti. AT alkion kehitys luiset kalan kromatoforit eri tyyppejä näkyvät tietyssä järjestyksessä. Ihon melanoforit erottuvat ensin, sen jälkeen ksantoforit ja guanoforit. Ontogeneesiprosessissa erytroforit ovat peräisin ksantoforeista. Siten fagosytoosin varhaiset prosessit alkiogeneesissä osuvat ajallisesti ja tilallisesti yhteen pigmentoimattomien kromatoblastien, melanoforien esiasteiden, ilmaantumisen kanssa.

Siten vertaileva analyysi melanoforien ja melanomakrofagien rakenteesta ja toiminnoista antaa aihetta uskoa, että eläimen fylogeneesin alkuvaiheessa pigmenttijärjestelmä ilmeisesti oli osa ihon eritysjärjestelmää.

Kehon pintakerroksiin ilmestyessään pigmenttisolut alkoivat suorittaa erilaista toimintaa, joka ei liittynyt eritysprosesseihin. Luisten kalojen ihon dermaalisessa kerroksessa kromatoforit sijaitsevat erityisellä tavalla. Ksantoforit ja erytroforit sijaitsevat yleensä dermiksen keskikerroksessa. Niiden alla on guanoforeja. Melanoforeja löytyy alemmasta dermiksestä guanoforien alapuolelta ja ylemmästä dermiksestä juuri orvaskeden alapuolelta. Tämä pigmenttisolujen järjestely ei ole sattumaa ja mahdollisesti johtuen siitä, että useiden aineenvaihduntaprosessien kannalta tärkeiden aineiden, erityisesti D-ryhmän vitamiinien, valoindusoidut synteesiprosessit keskittyvät ihoon. melanoforit säätelevät valon tunkeutumisen voimakkuutta ihoon, ja guanoforit suorittavat heijastimen tehtävää kuljettaen valoa kahdesti dermiksen läpi, kun sitä puuttuu. On mielenkiintoista huomata, että suora altistuminen valolle ihoalueilla johtaa muutokseen melanoforien vasteessa.

Melanoforeja on kahta tyyppiä, jotka eroavat toisistaan ulkomuoto, lokalisaatio iholla, reaktiot hermostuneisiin ja humoraalisiin vaikutuksiin.

Korkeammissa selkärankaisissa, mukaan lukien nisäkkäät ja linnut, löytyy pääasiassa epidermaalisia melanoforeja, joita kutsutaan yleisemmin melanosyyteiksi. Sammakkoeläimissä ja matelijoissa ne ovat ohuita pitkänomaisia ​​soluja, joilla on vähäinen rooli nopeassa värinmuutoksessa. Alkukantaisissa kaloissa, erityisesti keuhkokaloissa, on epidermaalisia melanoforeja. Niillä ei ole hermotusta, ne eivät sisällä mikrotubuluksia eivätkä pysty supistumaan ja laajenemaan. Suuremmassa määrin näiden solujen värin muutos liittyy niiden kykyyn syntetisoida omaa melaniinipigmenttiään, etenkin kun ne altistetaan valolle, ja värin heikkeneminen tapahtuu orvaskeden hilseilyprosessissa. Epidermaaliset melanoforit ovat ominaisia ​​organismeille, jotka elävät joko kuivuvissa vesistöissä ja joutuvat anabioosiin (keuhkokalat) tai vedestä eläville (maan selkärankaisille).

Lähes kaikilla poikilotermisillä eläimillä, kaloilla mukaan lukien, on dendromuotoisia ihomelanoforeja, jotka reagoivat nopeasti hermostuneisiin ja humoraalisiin vaikutuksiin. Ottaen huomioon, että melaniini ei ole reaktiivinen, se ei voi suorittaa muita fysiologisia toimintoja kuin seulontaa tai annosteltua valon siirtymistä ihoon. On mielenkiintoista huomata, että tyrosiinin hapettumisprosessi etenee tietystä hetkestä alkaen kahteen suuntaan: kohti melaniinin muodostumista ja kohti adrenaliinin muodostumista. Evoluutioteorian mukaan muinaisissa chordaateissa tällainen tyrosiinin hapettuminen saattoi tapahtua vain ihossa, jossa happea oli saatavilla. Samalla itse adrenaliini nykyaikainen kala vaikuttaa hermoston kautta melanoforeihin, ja aiemmin mahdollisesti ihossa muodostunut johti suoraan niiden supistumiseen. Ottaen huomioon, että eritystoimintoa suoritti alun perin iho, ja myöhemmin munuaiset, jotka saavat intensiivisesti veren happea, ovat erikoistuneet tämän toiminnon suorittamiseen, nykyaikaisten kalojen kromafiinisolut, jotka tuottavat adrenaliinia, sijaitsevat lisämunuaisissa.

Tarkastellaanpa ihon pigmenttijärjestelmän muodostumista primitiivisten chordaattien, kalamuotoisten ja kalojen fylogeneettisen kehityksen aikana.

Lansetissa ei ole pigmenttisoluja ihossa. Lansetissa on kuitenkin pariton valoherkkä pigmenttitäplä hermoputken etuseinässä. Myös koko hermoputkessa, hermosolun reunoja pitkin, on valoherkkiä muodostelmia - Hessen silmät. Jokainen niistä on kahden solun yhdistelmä: valoherkkä ja pigmentti.

Vaippaeläimissä vartalo on pukeutunut yksikerroksiseen soluepidermiin, joka korostaa pinnallaan erityisen paksun hyytelömäisen kalvon - tunika. Suonet kulkevat tunikan paksuuden läpi, jonka läpi veri kiertää. Ihossa ei ole erityisiä pigmenttisoluja. Vaippaeläimiä ja erikoistuneita erityselimiä ei ole. Heillä on kuitenkin erityisiä soluja - nefrosyytit, joihin aineenvaihduntatuotteet kerääntyvät, antaen heille ja keholle punaruskean värin.

Primitiivisten syklostomien ihossa on kaksi kerrosta melanoforeja. Ihon ylemmässä kerroksessa - koriumissa, orvaskeden alla on harvinaisia ​​soluja, ja alaosassa on voimakas melaniinia tai guaniinia sisältävä solukerros, joka suojaa valoa pääsemästä alla oleviin elimiin ja kudoksiin. . Kuten edellä mainittiin, keuhkokaloilla on hermottomia orvaskeden ja ihon melanoforeja. Fylogeneettisesti edistyneemmissä kaloissa melanoforit, jotka pystyvät muuttamaan valonläpäisyään hermoston ja humoraalisen säätelyn vuoksi, sijaitsevat ylemmissä kerroksissa orvaskeden alla ja guanoforit - dermiksen alemmissa kerroksissa. Luisissa ganoideissa ja teleosteissa ksantoforeja ja erytroforeja esiintyy dermiksessä melanoforien ja guanoforien kerrosten välissä.

Alempien selkärankaisten fylogeneettisen kehityksen prosessissa, samanaikaisesti ihon pigmenttijärjestelmän komplikaatioiden kanssa, näköelimet paranivat. Hermosolujen valoherkkyys yhdessä melanoforien valonläpäisyn säätelyn kanssa muodosti perustan näköelinten syntymiselle selkärankaisilla.

Siten monien eläinten hermosolut reagoivat valaistukseen sähköisen aktiivisuuden muutoksella sekä hermopäätteistä vapautuvien välittäjäaineiden lisääntymisen nopeudella. Karotenoideja sisältävän hermokudoksen epäspesifinen valoherkkyys havaittiin.

Kaikki aivojen osat ovat valoherkkiä, mutta aivojen keskiosa, joka sijaitsee silmien välissä, ja käpyrauhanen ovat valoherkimpiä. Käpyrauhasen soluissa on entsyymi, jonka tehtävänä on muuttaa serotoniinia melatoniiniksi. Jälkimmäinen aiheuttaa ihon melanoforien supistumista ja tuottajien sukurauhasten kasvun hidastumista. Kun käpylisäke on valaistu, melatoniinin pitoisuus siinä laskee.

Tiedetään, että näkevät kalat tummuvat tummalla taustalla ja kirkastuvat vaalealla. Kirkas valo kuitenkin aiheuttaa kalojen tummumista käpyrauhasen melatoniinituotannon vähenemisen vuoksi ja vähäinen tai ei valoa aiheuttaa kirkastumista. Samoin kalat reagoivat valoon poistaessaan silmänsä, eli ne kirkastuvat pimeässä ja tummuvat valossa. Todettiin, että sokeassa luolakalassa päänahan ja kehon keskiosan jäännösmelanoforit reagoivat valoon. Monien kalojen ihon väri voimistuu kypsyessään käpylisäkkeen hormonien vuoksi.

Guanoforien valon aiheuttama heijastuksen värimuutos havaittiin silmänpohjassa, punaisessa neonissa ja sinisessä neonissa. Tämä osoittaa, että päivä- ja yövärin määräävän kiillon värin muutos ei riipu ainoastaan ​​kalojen visuaalisesta valonhavainnosta, vaan myös valon suorasta vaikutuksesta ihoon.

Kalan ylemmissä, hyvin valaistuissa kerroksissa kehittyvissä alkioissa, toukissa ja poikasissa selän puolella melanoforit peittävät keskushermoston valolta ja näyttää siltä, ​​että kaikki viisi aivojen osaa ovat näkyvissä. Pohjassa kehittyvillä ei ole tällaista sopeutumista. Sevan-siikan munien ja toukkien altistuminen valolle lisää melaniinin synteesiä alkioiden ihossa tämän lajin alkionkehityksen aikana.

Kalan ihon valon säätelyn melanofori-guanoforijärjestelmällä on kuitenkin haittapuoli. Valokemiallisten prosessien suorittamiseen tarvitaan valoanturi, joka määrittäisi, kuinka paljon valoa todella pääsi ihoon, ja välittäisi tämän tiedon melanoforeille, joiden pitäisi joko tehostaa tai heikentää valovirtaa. Näin ollen tällaisen anturin rakenteiden tulee toisaalta absorboida valoa eli sisältää pigmenttejä, ja toisaalta raportoida tietoa niille putoavan valovirran suuruudesta. Tätä varten niiden on oltava erittäin reaktiivisia, rasvaliukoisia ja myös muutettava kalvojen rakennetta valon vaikutuksesta ja muutettava sen läpäisevyyttä erilaisille aineille. Tällaisten pigmenttianturien tulisi sijaita ihossa melanoforien alapuolella, mutta guanoforien yläpuolella. Juuri tässä paikassa sijaitsevat karotenoideja sisältävät erytroforit ja ksantoforit.

Kuten tiedetään, karotenoidit osallistuvat primitiivisten organismien valon havaitsemiseen. Karotenoideja on fototaksisiin kykenevien yksisoluisten organismien silmissä, sienten rakenteissa, joiden hyyfit reagoivat valoon, useiden selkärangattomien ja kalojen silmissä.

Myöhemmin kehittyneemmissä organismeissa näköelinten karotenoidit korvataan A-vitamiinilla, joka ei absorboi valoa spektrin näkyvässä osassa, mutta osana rodopsiinia on myös pigmentti. Tällaisen järjestelmän etu on ilmeinen, koska värillinen rodopsiini, joka on absorboinut valoa, hajoaa opsiiniksi ja A-vitamiiniksi, jotka, toisin kuin karotenoidit, eivät absorboi näkyvää valoa.

Itse lipoforien jakautuminen erytroforeihin, jotka pystyvät muuttamaan valonläpäisyä hormonien vaikutuksesta, ja ksantoforeihin, jotka itse asiassa ovat ilmeisesti valonilmaisimia, antoi tälle järjestelmälle mahdollisuuden säädellä ihon fotosynteesiprosesseja, ei vain silloin, kun valo altistuu samanaikaisesti keholle ulkopuolelta, mutta myös sen korreloimiseksi fysiologisen tilan ja kehon näiden aineiden tarpeiden kanssa säätelee hormonaalisesti valonläpäisyä sekä melanoforien että erytroforien kautta.

Siten itse värjäys oli ilmeisesti muuntunut seuraus pigmenttien suorituksesta muista kehon pintaan liittyvistä fysiologisista toiminnoista, ja evolutionaarisen valinnan avulla se sai itsenäisen toiminnon mimikrissä ja signalointitarkoituksiin.

ilmaantuminen erilaisia ​​tyyppejä värjäytymisellä oli alun perin fysiologisia syitä. Joten pintavesien asukkaille, vaikutti merkittävää säteilyä, voimakasta melaniinipigmentaatiota tarvitaan kehon selkäosassa ylemmän dermiksen melanoforien muodossa (säätelemään valon siirtymistä ihoon) ja dermiksen alemmassa kerroksessa (suojaamaan kehoa ylimääräiseltä). valo). Sivuilla ja erityisesti vatsassa, jossa valon tunkeutuminen ihoon on pienempi, on tarpeen vähentää melanoforien pitoisuutta ihossa lisäämällä guanoforien määrää. Tällaisen värin ilmaantuminen pelagisissa kaloissa vaikutti samanaikaisesti näiden kalojen näkyvyyden heikkenemiseen vesipatsaassa.

Nuoret kalat reagoivat enemmän valon voimakkuuteen kuin taustan muutokseen, eli täydellisessä pimeydessä ne kirkastuvat ja tummuvat valossa. Tämä osoittaa melanoforien suojaavan roolin liiallista altistumista valolle kehossa. Tässä tapauksessa kalanpoikaset ovat aikuisia pienemmän koonsa vuoksi alttiimpia valon haitallisille vaikutuksille. Tämän vahvistaa vähemmän melanoforeilla pigmentoituneiden poikasten huomattavasti suurempi kuolema, kun ne altistetaan suoralle auringonvalolle. Toisaalta petoeläimet syövät intensiivisemmin tummempia poikasia. Näiden kahden tekijän, valon ja petoeläinten, vaikutus johtaa vuorokausien pystysuuntaisiin vaelluksiin useimmissa kaloissa.

Monien kalalajien nuorilla, jotka elävät kouluelämää aivan veden pinnalla, suojatakseen kehoa liialliselta valolle altistumiselta, melanoforien alle muodostuu voimakas guanoforikerros, joka antaa selän sinertävän. tai vihertävä sävy, ja joidenkin kalojen, kuten kelttien, poikasissa selkä guaniinin takana kirjaimellisesti hehkuu heijastuneen valon kautta, suojaten liialliselta säteilyltä, mutta myös tekemällä poikasten näkyväksi kalaa syöville linnuille.

Monilla trooppisilla kaloilla, jotka elävät pienissä puroissa, joita metsän latvus varjostaa auringonvalolta, ihossa on melanoforien alla oleva guanoforikerros, joka siirtää valoa toissijaisesti ihon läpi. Tällaisista kaloista löytyy usein lajeja, jotka käyttävät lisäksi guaniinikiiltoa "valaisina" raidoina, kuten neoneina, tai täplinä ohjeena luodessaan parvia tai kutukäyttäytymisessä havaitakseen lajinsa vastakkaista sukupuolta olevia yksilöitä hämärässä. .

Merenpohjakaloilla, jotka ovat usein litistyneet selkä-vatsan suunnassa ja elävät istuvaa elämäntapaa, on ihon valokemiallisten prosessien säätelemiseksi pinnalla oltava nopeita muutoksia yksittäisissä pigmenttisoluryhmissä valon paikallisen fokusoitumisen mukaisesti. niiden ihon pinnalla, mikä tapahtuu prosessin aikana, sen taittuminen veden pinnalla aaltojen ja aaltoilun aikana. Tämä ilmiö voidaan havaita valinnalla ja johtaa mimikriin ilmaantumiseen, joka ilmaistaan ​​​​vartalon sävyn tai kuvion nopeana muutoksena vastaamaan pohjan väriä. On mielenkiintoista huomata, että merenpohjan asukkailla tai kaloilla, joiden esi-isät olivat pohja, on yleensä suuri kyky muuttaa väriään. Makeissa vesissä "auringonsäteiden" ilmiötä pohjassa ei yleensä esiinny, eikä siellä ole kaloja, joiden väri muuttuu nopeasti.

Syvyyden myötä valon intensiteetti pienenee, mikä mielestämme johtaa tarpeeseen lisätä valon läpäisyä ihon läpi ja näin ollen melanoforien lukumäärän vähenemiseen samalla kun valon läpäisyn säätely lisääntyy. lipoforien avulla. Ilmeisesti tämän seurauksena se muuttuu punaiseksi monissa puolisyvän veden kaloissa. Punaiset pigmentit syvyydellä, jossa auringonvalon punaiset säteet eivät ulotu, näyttävät mustilta. Suurissa syvyyksissä kalat ovat joko värittömiä tai valoisissa kaloissa mustia. Tässä ne eroavat luolakala, jossa valon puuttuessa ihossa ei tarvita lainkaan valoa säätelevää järjestelmää, jonka yhteydessä niihin katoavat melanoforit ja guanoforit ja viimeiseksi monissa lipoforit.

Suoja- ja varoitusvärien kehittäminen erilaisissa systemaattisissa kalaryhmissä voisi mielestämme edetä vain tietyn kalaryhmän ihon pigmenttikompleksin organisoitumisasteen perusteella, joka oli jo syntynyt kalastuksen aikana. evoluution kehitys.

Niinpä sellaisella ihon pigmenttijärjestelmän monimutkaisella organisaatiolla, jonka ansiosta monet kalat voivat muuttaa väriä ja sopeutua erilaisiin elinolosuhteisiin, oli oma esihistoriansa toimintojen muutoksineen, kuten osallistuminen eritysprosesseihin, ihon valoprosesseihin ja lopuksi. , kalan vartalon todellisessa värissä.

Bibliografia

Britton G. Luonnollisten pigmenttien biokemia. M., 1986

Karnaukhov V.N. biologiset toiminnot karotenoidit. M., 1988

Kott K. Eläinten mukautuva väritys. M., 1950

Mikulin A. E., Soin S. G. Karotenoidien toiminnallisesta merkityksestä luukalojen alkionkehityksessä//Vopr. iktyologia. 1975. Vol. 15. Issue. 5 (94)

Mikulin A. E., Kotik L. V., Dubrovin V. N. Karotenoidipigmenttien muutosten dynamiikan kuvioita luukalojen alkionkehityksen aikana//Biol. tiede. 1978. Nro 9

Mikulin AE Karotenoidien spektriominaisuuksien muutosten syyt luisten kalojen alkionkehityksessä / Biologisesti aktiiviset aineet ja tekijät vesiviljelyssä. M., 1993

Mikulin A.E. Pigmenttien ja pigmentaation toiminnallinen merkitys kalojen ontogeneesissä. M., 2000

Petrunyaka VV Karotenoidien ja A-vitamiinin vertaileva jakautuminen ja rooli eläinkudoksissa//Journal. evoluutio biochem. ja fysiologia. 1979. V.15. Nro 1

Chernyaev Zh. A., Artsatbanov V. Yu., Mikulin A. E., Valyushok D. S. Sytokromi "O" siikakaviaarissa // Vopr. iktyologia. 1987. T. 27. Numero. 5

Chernyaev Zh. A., Artsatbanov V. Yu., Mikulin A. E., Valyushok D. S. Siikakaviaarin pigmentaation erityispiirteet//Siikabiologia: la. tieteellinen tr. M., 1988

Kalojen väri on hyvin monipuolinen. AT Kaukoidän vedet jossa asuu pieniä (8-10 senttimetriä *), kuoremaisia ​​nuudelikalaja, joiden runko on väritön, täysin läpinäkyvä: sisäosat näkyvät ohuen ihon läpi. Lähellä merenrantaa, jossa vesi niin usein vaahtoaa, tämän kalan laumat ovat näkymättömiä. Lokit onnistuvat syömään "nuudeleita" vasta, kun kalat hyppäävät ulos ja ilmestyvät veden yläpuolelle. Mutta samat valkeat rannikon aallot, jotka suojaavat kaloja linnuilta, usein tuhoavat ne: rannoilla voi joskus nähdä kokonaisia ​​kalanuudeleita, joita meri heittää ulos. Uskotaan, että ensimmäisen kutu jälkeen tämä kala kuolee. Tämä ilmiö on tyypillinen joillekin kaloille. Niin julma luonto! Meri heittää ulos sekä elävän että luonnollisen kuoleman "nuudeleita".

* (Tekstissä ja kuvien alla on ilmoitettu suurimmat kalojen koot.)

Koska kalanuudeleita löytyy yleensä suurista karjoista, niitä olisi pitänyt käyttää; osittain se on edelleen louhittu.

On myös muita kaloja, joilla on läpinäkyvä runko, esimerkiksi syvänmeren Baikal golomyanka, josta keskustelemme yksityiskohtaisemmin alla.

Aasian itäisessä kärjessä Tšuktšin niemimaan järvissä elää musta dalliumkala.

Sen pituus on jopa 20 senttimetriä. Musta väri tekee kalasta huomaamattoman. Dallium elää turveisissa tummavesisissä joissa, järvissä ja soissa, hautautuu talveksi kosteaan sammaleen ja ruohoon. Ulkoisesti dallium on samanlainen kuin tavalliset kalat, mutta se eroaa niistä siinä, että sen luut ovat herkkiä, ohuita ja jotkut puuttuvat kokonaan (infraorbitaalisia luita ei ole). Mutta tämä kala on erittäin kehittynyt rintaevät. Eivätkö evät, kuten lapalavat, auta kaloja tunkeutumaan säiliön pehmeään pohjaan selviytyäkseen talven kylmyydestä?

Puro taimen on värjätty mustilla, sinisillä ja punaisilla erikokoisilla täplillä. Tarkemmin katsottuna voi nähdä, että taimen vaihtaa vaatteitaan: kutuaikana se on pukeutunut erityisen kukkaiseen "pukuun", muina aikoina - vaatimattomampiin vaatteisiin.

Melkein jokaisesta viileästä purosta ja järvestä löytyvä pieni minnow kala on väriltään poikkeuksellisen kirjava: selkä on vihertävä, sivut keltaiset kulta- ja hopeaheijastuksin, vatsa punainen, kellertävät evät ovat tummalla reunalla. . Sanalla sanoen minnow on pienikokoinen, mutta hänellä on paljon voimaa. Ilmeisesti tästä syystä hänet kutsuttiin lempinimeksi "buffoon", ja tällainen nimi on ehkä enemmän oikeudenmukainen kuin "minnow", koska minnow ei ole ollenkaan alasti, vaan siinä on suomuja.

Etenkin kirkkaimmat merikalat trooppiset vedet. Monet heistä voivat kilpailla menestyksekkäästi paratiisin linnut. Katso taulukkoa 1. Täällä ei ole kukkia! Punainen, rubiini, turkoosi, musta sametti ... Ne yhdistyvät yllättävän harmonisesti toisiinsa. Kihara, ikään kuin taitavien käsityöläisten hioama, joidenkin kalojen evät ja runko on koristeltu geometrisesti säännöllisillä raidoilla.

Luonnossa, korallien ja merililjojen joukossa nämä värikkäät kalat ovat upea kuva. Kuuluisa sveitsiläinen tiedemies Keller kirjoittaa trooppisista kaloista kirjassaan Life of the Sea: "Koralliriuttakalat edustavat tyylikkäintä näkyä. Niiden värit eivät ole kirkkaudeltaan ja loistoltaan huonompia kuin värit. trooppisia perhosia ja linnut. Taivaansininen, kellertävänvihreä, samettisen musta ja raidallinen kala välkkyy ja käpristyy väkijoukkoon. Tartut tahattomasti verkkoon saadaksesi heidät kiinni, mutta .. yksi silmänräpäys - ja ne kaikki katoavat. Sivuttain puristetun rungon ansiosta ne voivat tunkeutua helposti koralliriuttojen halkeamiin ja rakoihin."

Tunnetuilla hauilla ja ahvenilla on vartalossa vihertäviä raitoja, jotka peittävät nämä petoeläimet jokien ja järvien ruohikkoisissa metsikköissä ja auttavat heitä lähestymään saalistaan ​​huomaamatta. Mutta myös takaa-ajetuilla kaloilla (särki, särki jne.) on holhoava väritys: valkoinen vatsa tekee niistä melkein näkymättömiä alhaalta katsottuna, tumma selkä ei ole silmiinpistävää ylhäältä katsottuna.

Veden ylemmissä kerroksissa elävät kalat ovat väriltään hopeisempia. Yli 100-500 metrin syvyydessä on punaisia ​​kaloja ( meribassi), vaaleanpunaiset (liparis) ja tummanruskeat (pinagore) kukat. Yli 1000 metrin syvyydessä kalat ovat pääosin tummia (merikrotti). Meren syvyyksillä, yli 1700 metriä, kalojen väri on musta, sininen, violetti.

Kalan väri riippuu pitkälti veden ja pohjan väristä.

Läpinäkyvissä VESISSÄ bersh, joka on yleensä harmaa, erottuu valkoisuudesta. Tätä taustaa vasten tummat poikittaiset raidat erottuvat erityisen terävästi. Matalissa suoisissa järvissä ahven on mustaa, ja turvesuosta virtaavissa joissa sinistä ja keltaista ahventa.

Volkhovin siika, joka oli kerran suurissa määrissä asui Volhovin lahdella ja kalkkikiven läpi virtaava Volhovjoki eroaa kaikista Laatokan sioista vaaleissa suomuissa. Sen mukaan tämä siika on helppo löytää Laatokan siian kokonaissaaliista. Laatokan pohjoisosan sioista erotetaan musta siika (suomeksi sitä kutsutaan nimellä "musta siyka", joka tarkoittaa käännöksessä mustaa siikaa).

Pohjois-Laatokan siikan musta väri, kuten vaalean Volhovin, pysyy melko vakaana: Etelä-Laatokan siika ei menetä väriään. Mutta ajan myötä, monien sukupolvien jälkeen, tämän eteläiseen Laatokaan jääneen siikan jälkeläiset menettävät mustan värinsä. Siksi tämä ominaisuus voi vaihdella veden värin mukaan.

Laskuveden jälkeen rannikon harmaaseen mutaan jäänyt kampela on lähes täysin näkymätön: harmaa väri hänen selkänsä sulautuu lietteen väriin. Kampela ei saanut tällaista suojaavaa väriä sillä hetkellä, kun se joutui likaiselle rannalle, vaan sai sen perintönä naapuriltaan; ja kaukaiset esi-isät. Mutta kalat pystyvät vaihtamaan väriä hyvin nopeasti. Laita minnow tai muu kirkkaanvärinen kala mustapohjaiseen akvaarioon ja hetken kuluttua näet, että kalan väri on haalistunut.

Kalojen värjäyksessä on monia yllättäviä asioita. Kalojen joukossa, jotka elävät syvyyksissä, joissa edes heikko auringonsäde ei tunkeudu, on kirkkaanvärisiä.

Se tapahtuu myös näin: kalaparvessa, jonka väri on yhteinen tietylle lajille, tulee valkoisia tai mustia yksilöitä; ensimmäisessä tapauksessa havaitaan niin kutsuttu albinismi, toisessa - melanismi.