Balık yüzgeci -Fish fin

Bir teleost balık üzerindeki ışın yüzgeçleri , Hector'un fener balığı
(1) pektoral yüzgeçler (eşli), (2) pelvik yüzgeçler (eşli), (3) sırt yüzgeci ,
(4) adipoz yüzgeç, (5) anal yüzgeç, (6) kaudal ( kuyruk yüzgeci

Yüzgeçler , bir balığın vücudundan çıkan kemikli dikenler veya ışınlardan oluşan belirgin anatomik özelliklerdir . Deri ile kaplıdırlar ve çoğu kemikli balıkta görüldüğü gibi perdeli bir şekilde veya köpekbalıklarında görüldüğü gibi bir palete benzer şekilde birleştirilirler . Kuyruk veya kuyruk yüzgeci dışında, balık yüzgeçlerinin omurga ile doğrudan bağlantısı yoktur ve sadece kaslar tarafından desteklenirler . Başlıca işlevleri balıkların yüzmesine yardımcı olmaktır .

Balığın üzerinde farklı yerlerde bulunan yüzgeçler, ilerleme, dönme, dik durma veya durma gibi farklı amaçlara hizmet eder. Çoğu balık yüzerken yüzgeç kullanır, uçan balıklar kaymak için göğüs yüzgeçlerini kullanır ve kurbağa balıkları onları sürünmek için kullanır. Yüzgeçler başka amaçlar için de kullanılabilir; erkek köpekbalıkları ve sivrisinek balıkları sperm vermek için değiştirilmiş bir yüzgeç kullanır, harman köpekbalıkları avlarını sersemletmek için kuyruk yüzgeçlerini kullanır, resif taş balıklarının sırt yüzgeçlerinde zehir enjekte eden dikenler vardır, fener balığı avını cezbetmek için bir olta gibi sırt yüzgecinin ilk omurgasını kullanır ve tetik balıklar , mercan yarıklarına sıkışarak ve yüzgeçlerinde dikenleri kullanarak kendilerini yerlerine kilitleyerek avcılardan kaçınırlar .

yüzgeç türleri

Her tür yüzgeç için, evrim sırasında bu yüzgecin kaybolduğu birkaç balık türü vardır.

Pektoral yüzgeçler Kopie van DSC00282.JPG Çift göğüs yüzgeçleri her iki tarafta bulunur, genellikle operkulumun hemen arkasında katlanmış halde tutulur ve tetrapodların ön ayaklarıyla homologtur . çamur zıpzıpında yürümeye yardımcı olur .
  • Göğüs yüzgeçlerinin belirli ışınları, deniz kızılgerdanlarında ve uçan kırlangıçlarda olduğu gibi parmak benzeri çıkıntılara uyarlanabilir .
    • Manta ışınlarının ve akrabalarının "boynuzlarına" baş yüzgeçleri denir ; bu aslında pektoral yüzgecin ön kısmının bir modifikasyonudur.
  • Pelvik yüzgeçler
    (Karın yüzgeçleri)
    Barb gonio 080526 9681 ltn Pv.jpg Çift pelvik veya ventral yüzgeçler tipik olarak ventral olarak pektoral yüzgeçlerin altında ve arkasında bulunur, ancak birçok balık ailesinde pektoral yüzgeçlerin (örneğin morinalar) önüne yerleştirilebilirler. Tetrapodların arka bacaklarına homologturlar . Pelvik yüzgeç, balığın suda yukarı veya aşağı gitmesine, keskin bir şekilde dönmesine ve hızla durmasına yardımcı olur.
    • Gobilerde , pelvik yüzgeçler genellikle tek bir enayi diskte kaynaştırılır. Bu, nesnelere eklemek için kullanılabilir.
    • Pelvik yüzgeçler, balığın karın yüzeyi boyunca birçok pozisyon alabilir. Atalardan kalma karın pozisyonu (örneğin) minnow'larda görülür ; güneş
    balıklarında göğüs pozisyonu ; ve pelvikler, burbotta görüldüğü gibi, göğüs yüzgeçlerinin önündeyken juguler pozisyon .
    sırt yüzgeci Aileron de requin.jpg
    Köpekbalığının sırt yüzgeci
    Bir kefalin sırt yüzgeci ( Leuciscus cephalus )

    Sırt yüzgeçleri sırtta bulunur. Bir balığın en fazla üç sırt yüzgeci olabilir. Sırt yüzgeçleri, balığı yuvarlanmaya karşı korur ve ani dönüşlerde ve duruşlarda yardımcı olur.

    • Fener balıklarında , sırt yüzgecinin ön tarafı , bir olta ve yem gibi biyolojik bir eşdeğer olan illisium ve esca'ya dönüştürülür .
    • Sırt yüzgecini destekleyen kemiklere Pterygiophore denir . İki ila üç tane vardır: "yakın", "orta" ve "uzak". Kaya gibi sert, dikenli yüzgeçlerde, distal genellikle ortadan kaynaşır veya hiç bulunmaz.
    Anal/kloakal yüzgeç Barb gonio 080526 9660 ltn Af.jpg Anal /kloak yüzgeci , anüs / kloakın arkasındaki ventral yüzeyde bulunur . Bu yüzgeç, balıkları yüzerken dengede tutmak için kullanılır.
    yağ yüzgeci Yağ yüzgeci 01.jpg
    Bir alabalığın yağ yüzgeci
    Yağ yüzgeci sırt yüzgecinin arkasında ve kuyruk yüzgecinin hemen önünde bulunan yumuşak, etli bir yüzgeçtir. Birçok balık familyasında yoktur, ancak 31 euteleostean takımından dokuzunda ( Percopsiformes , Myctophiformes , Aulopiformes , Stomiiformes , Salmoniformes , Osmeriformes , Characiformes , Siluriformes ve Argentiniformes ) bulunur. Bu tarikatların ünlü temsilcileri somon , karasitler ve yayın balığıdır .

    Yağ yüzgecinin işlevi bir gizemdir. Kuluçkahanede yetiştirilen balıkları işaretlemek için sık sık kesilir, ancak 2005'ten elde edilen veriler, adipoz yüzgeçleri çıkarılmış alabalıkların %8 daha yüksek kuyruk atışı frekansına sahip olduğunu göstermiştir. 2011'de yayınlanan ek bilgiler, yüzgecin dokunma, ses ve basınçtaki değişiklikler gibi uyaranların algılanması ve bunlara tepki verilmesi için hayati önem taşıyabileceğini öne sürdü. Kanadalı araştırmacılar, yüzgeçte muhtemelen duyusal bir işlevi olduğunu belirten bir sinir ağı belirlediler, ancak onu kaldırmanın sonuçlarının tam olarak ne olduğundan hala emin değiller.

    2013 yılında yapılan karşılaştırmalı bir çalışma, yağ yüzgecinin iki farklı şekilde gelişebileceğini gösteriyor. Biri, adipoz yüzgecinin diğer orta yüzgeçlerle aynı anda ve aynı doğrudan şekilde larva yüzgeci kıvrımından geliştiği somon türü yoldur. Diğeri, adipoz yüzgecinin larva yüzgeci kıvrımı azaldıktan ve diğer orta yüzgeçler geliştikten sonra geliştiği karakter tipi yoldur. Karakter tipi bir gelişimin varlığının, yağ yüzgecinin "sadece bir larva yüzgeci katı kalıntısı" olmadığını gösterdiğini ve yağ yüzgecinin işlevsiz olduğu görüşüyle ​​tutarsız olduğunu iddia ediyorlar.

    2014'te yayınlanan araştırma, yağ yüzgecinin ayrı soylarda tekrar tekrar evrimleştiğini gösteriyor .

    Kuyruk yüzgeci
    (Kuyruk yüzgeci)
    PletwyRyb.svg

    Barb gonio 080525 9610 ltn Cf.jpg
    Kuyruk yüzgeci kuyruk yüzgecidir (Latince kuyruk anlamına gelen kaudadan gelir), kuyruk sapının sonunda bulunur ve tahrik için kullanılır. Vücut-kuyruk yüzgeci hareketine bakın .

    (A) - Heterocercal , omurun kuyruğun üst lobuna uzandığı ve daha uzun olduğu anlamına gelir ( köpekbalıklarında olduğu gibi ). Hiposerkalın tersidir.

    • Ters heteroserkal olarak da bilinen hiposerkal , omurların kuyruğun alt lobuna uzanması ve daha uzun hale gelmesi ( Anaspida'da olduğu gibi ) anlamına gelir. Heteroserkalin tersidir.

    (B) - Protocercal , omurun kuyruğun ucuna kadar uzandığı ve kuyruğun simetrik olduğu ancak genişlemediği anlamına gelir ( ilk balıklarda ve siklostomlarda olduğu gibi ve neşterlerde daha ilkel bir öncü )

    (C) - Yüzgecin yüzeysel olarak simetrik göründüğü, ancak aslında omurların yüzgecin üst lobuna çok kısa bir mesafe boyunca uzandığı homoserkal

    (D) - Diphycercal , omurun kuyruğun ucuna kadar uzandığı ve kuyruğun simetrik ve geniş olduğu anlamına gelir ( bichir , akciğer balığı , lamprey ve Coelacanth'ta olduğu gibi ). Paleozoik balıkların çoğu , difiserkal heterocercal bir kuyruğa sahipti.

    Çoğu modern balık ( teleost) homocercal bir kuyruğa sahiptir. Bunlar çeşitli şekillerde görünür ve görünebilir:

    • yuvarlak
    • kesilmiş , aşağı yukarı dikey bir kenarla biten (somon gibi)
    • çatallı , iki çatalla biten
    • dışa doğru hafif bir eğri ile biten.
    • lunate veya hilal şeklinde
    Kaudal omurga


    Finletleri
    Thunnus obesus (Bigeye ton balığı) diyagramı kırpılmış.GIF Bazı hızlı yüzen balık türleri , kuyruk yüzgecinin hemen önünde yatay bir kuyruk omurgasına sahiptir. Bir geminin omurgasına çok benzer , bu, kaudal pedinkül üzerinde, genellikle kanatçıklardan oluşan (aşağıya bakınız), kaudal yüzgecine stabilite ve destek sağlayan yanal bir sırttır. Her iki yanda tek bir çift salma veya altta ve üstte iki çift olabilir.

    Finletler , genellikle dorsal ve anal yüzgeçlerin arkasında bulunan küçük yüzgeçlerdir ( bichirlerde sadece sırt yüzeyinde yüzgeçler vardır ve sırt yüzgeci yoktur). Ton balığı veya sauries gibi bazı balıklarda ışınsızdırlar , geri çekilemezler ve son sırt ve/veya anal yüzgeç ile kuyruk yüzgeci arasında bulunurlar.

    kemikli balıklar

    Işın yüzgeçli bir balık iskeleti

    Kemikli balıklar , Osteichthyes adı verilen taksonomik bir grup oluşturur . Kemikten yapılmış iskeletleri vardır ve kıkırdaktan yapılmış iskeletleri olan kıkırdaklı balıklarla karşılaştırılabilirler . Kemikli balıklar ışın yüzgeçli ve lob yüzgeçli balıklar olarak ikiye ayrılır . Çoğu balık, 30.000'den fazla türden oluşan son derece çeşitli ve bol bir grup olan ışın yüzgeçlidir. Bugün var olan en büyük omurgalı sınıfıdır. Uzak geçmişte, lob yüzgeçli balıklar boldu. Günümüzde, yalnızca sekiz canlı türüyle esas olarak soyu tükenmiş durumda. Kemikli balıkların yüzgeç dikenleri ve lepidotrikya adı verilen ışınları vardır. Tipik olarak yüzgeçleri vardır, bu da balığın yüzgeçlerini kullanmak zorunda kalmadan batma ve yüzme arasında nötr bir denge oluşturmasını sağlar . Bununla birlikte, birçok balıkta, özellikle de yüzme keselerinin evrimleştiği kemikli balıkların ortak atasında bulunan ilkel akciğeri koruyan tek balık olan Lungfishes'de yüzme keseleri yoktur . Kemikli balıklarda ayrıca, yüzmek için yüzgeçleri kullanmak zorunda kalmadan nefes almalarına yardımcı olan bir operkulum bulunur.

    lob yüzgeçleri

    Bu Coelacanth gibi lob yüzgeçli balıkların , vücuttan uzanan etli, lob benzeri, pullu bir sap üzerinde taşınan yüzgeçleri vardır. Coelacanth, sahip olduğu çok sayıda kanattan dolayı yüksek manevra kabiliyetine sahiptir ve vücudunu suda hemen her yöne yönlendirebilir.

    Lob yüzgeçli balıklar , Sarcopterygii adı verilen bir kemikli balık sınıfını oluşturur . Vücuda tek bir kemikle bağlanan etli, loblu , çift yüzgeçleri vardır. Lob yüzgeçli balıkların yüzgeçleri, diğer tüm balıkların yüzgeçlerinden farklıdır, çünkü her biri vücuttan uzanan etli, lob benzeri, pullu bir sap üzerinde taşınır. Pektoral ve pelvik yüzgeçler , tetrapod uzuvlarına benzeyen eklemlere sahiptir. Bu yüzgeçler, ilk tetrapod kara omurgalılarının, amfibilerin bacaklarına evrildi . Ayrıca, ışın yüzgeçli balıkların tek sırt yüzgecinin aksine, ayrı tabanlı iki sırt yüzgecine sahiptirler .

    Coelacanth , hala hayatta olan lob yüzgeçli bir balıktır. Yaklaşık 408 milyon yıl önce, Devoniyen'in başlarında kabaca şu anki biçimine dönüştüğü düşünülmektedir. Coelacanth'ların hareketleri türlerine özgüdür. Coelacanth'lar hareket etmek için en yaygın olarak akıntının ve sürüklenmenin yukarı veya aşağı doğru hareketlerinden yararlanır. Sudaki hareketlerini dengelemek için eşleştirilmiş yüzgeçlerini kullanırlar. Okyanus tabanındayken eşleştirilmiş yüzgeçleri herhangi bir hareket için kullanılmaz. Coelacanth'lar kuyruk yüzgeçlerini kullanarak hızlı başlangıçlar için itme gücü yaratabilirler. Coelacanth'lar sahip oldukları çok sayıda yüzgeç nedeniyle yüksek manevra kabiliyetine sahiptir ve vücutlarını suda hemen her yöne yönlendirebilirler. Amuda kalktıkları ve karınlarını yukarı kaldırdıkları görüldü. Rostral organlarının, engeller etrafında hareket etmelerine yardımcı olan Coelacanth elektroalgısını vermeye yardımcı olduğu düşünülmektedir.

    Akciğerli balıklar da yaşayan loblu balıklardır. Afrika ( Protopterus ), Avustralya ( Neoceratodus ) ve Güney Amerika'da ( Lepidosiren ) bulunurlar .

    Lob yüzgeçli balıklarda yüzgeç çeşitliliği

    Işın yüzgeçleri

    Bir tür morina balığı olan mezgit balığı ışın yüzgeçlidir. Üç sırt ve iki anal yüzgeçleri vardır.

    Işın yüzgeçli balıklar , Actinopterygii adı verilen bir kemikli balık sınıfını oluşturur . Yüzgeçlerinde dikenler veya ışınlar bulunur. Bir yüzgeç, yalnızca dikenli ışınları, yalnızca yumuşak ışınları veya her ikisinin bir kombinasyonunu içerebilir. Her ikisi de mevcutsa, dikenli ışınlar her zaman öndedir . Dikenleri genellikle sert ve keskindir. Işınlar genellikle yumuşak, esnek, parçalı ve dallanmış olabilir. Işınların bu segmentasyonu onları dikenlerden ayıran temel farktır; Bazı türlerde dikenler esnek olabilir, ancak asla bölümlere ayrılmazlar.

    Omurgaların çeşitli kullanımları vardır. Yayın balıklarında bir savunma biçimi olarak kullanılırlar; birçok yayın balığı, dikenlerini dışa doğru kilitleme yeteneğine sahiptir. Tetik balıkları ayrıca, dışarı çekilmelerini önlemek için kendilerini yarıklara kilitlemek için dikenler kullanır.

    Lepidorichia genellikle kemikten oluşur , ancak Cheirolepis gibi erken osteichthyanlarda dentin ve mine de vardı . Bölümlere ayrılırlar ve birbiri üzerine yığılmış bir dizi disk olarak görünürler. Dermal pullardan türetilmiş olabilirler. Yüzgeç ışınlarının oluşumunun genetik temelinin, belirli proteinlerin üretimi için kodlanmış genler olduğu düşünülmektedir. Lob yüzgeçli balıklardan tetrapod uzvunun evriminin bu proteinlerin kaybıyla ilgili olduğu öne sürülmüştür.

    Işın yüzgeçli balıklarda yüzgeç çeşitliliği

    kıkırdaklı balıklar

    Bu köpekbalığı gibi kıkırdaklı balıklar , ceratotrichia adı verilen yumuşak ve bölünmemiş ışınlarla , saç ve tüylerdeki azgın keratine benzeyen elastik protein filamentleri ile uzatılmış ve desteklenen yüzgeçlere sahiptir.

    Kıkırdaklı balıklar , Chondrichthyes adı verilen bir balık sınıfını oluşturur. Kemikten ziyade kıkırdaktan yapılmış iskeletleri vardır . Sınıf, köpekbalıklarını , ışınları ve kimeraları içerir . Köpekbalığı yüzgeci iskeletleri, saç ve tüylerdeki azgın keratine benzeyen elastik protein filamentleri olan ceratotrichia adı verilen yumuşak ve bölünmemiş ışınlarla uzatılır ve desteklenir . Başlangıçta, herhangi bir dermal eleman içermeyen pektoral ve pelvik kuşaklar bağlanmadı. Daha sonraki formlarda, her bir yüzgeç çifti, skapulokorakoid ve puboiskiyadik çubuklar geliştiğinde ortada ventral olarak bağlantılı hale geldi. Işınlarda pektoral yüzgeçler başa bağlanmıştır ve çok esnektir. Çoğu köpekbalığında bulunan temel özelliklerden biri, harekete yardımcı olan heteroserkal kuyruktur. Çoğu köpekbalığının sekiz yüzgeci vardır. Köpekbalıkları yalnızca önlerindeki nesnelerden uzaklaşabilir çünkü yüzgeçleri kuyruk ilk yönünde hareket etmelerine izin vermez.

    Çoğu balıkta olduğu gibi, köpekbalıklarının kuyrukları itme sağlar, hız ve ivmeyi kuyruk şekline bağlı hale getirir. Kuyruk yüzgeci şekilleri, farklı ortamlardaki evrimleri nedeniyle köpekbalığı türleri arasında önemli ölçüde farklılık gösterir. Köpekbalıkları , dorsal kısmın genellikle ventral kısımdan belirgin şekilde daha büyük olduğu heteroserkal bir kuyruk yüzgecine sahiptir . Bunun nedeni, köpekbalığının omurgasının o dorsal kısma doğru uzanması ve kas bağlanması için daha büyük bir yüzey alanı sağlamasıdır. Bu, bu negatif yüzer kıkırdaklı balıklar arasında daha verimli hareket sağlar. Buna karşılık, kemikli balıkların çoğu homoserkal bir kuyruk yüzgecine sahiptir.

    Kaplan köpekbalıklarının büyük bir üst lobu vardır, bu da yavaş seyir ve ani hız patlamalarına izin verir. Kaplan köpekbalığı, çeşitli diyetlerini desteklemek için avlanırken suda kolayca bükülüp dönebilmelidir, oysa uskumru ve ringa balığı gibi okul balıklarını avlayan porbeagle köpekbalığı , orucuna ayak uydurmasına yardımcı olmak için büyük bir alt loba sahiptir. -yüzme avı. Diğer kuyruk uyarlamaları, harman köpekbalığının güçlü, uzun üst lobunu balıkları ve kalamarları sersemletmek için kullanması gibi, köpekbalıklarının avlarını daha doğrudan yakalamasına yardımcı olur .

    köpekbalığı yüzgeci

    Köpekbalığı yüzgeci

    Humane Society International'a göre , köpekbalığı yüzgeci olarak bilinen bir eylemde, her yıl yüzgeçleri için yaklaşık 100 milyon köpekbalığı öldürülüyor . Yüzgeçleri kesildikten sonra sakatlanan köpekbalıkları tekrar suya atılır ve ölüme terk edilir.

    Asya'nın bazı ülkelerinde köpekbalığı yüzgeçleri, köpekbalığı yüzgeci çorbası gibi bir mutfak lezzetidir . Şu anda, köpekbalıklarının sürdürülebilirliği ve refahı konusundaki uluslararası endişeler, dünya çapında köpekbalığı yüzgeci çorbasının tüketimini ve bulunabilirliğini etkilemiştir. Köpekbalığı yüzgeci birçok ülkede yasaklanmıştır.

    Fin fonksiyonları

    İtki oluşturma

    Folyo şeklindeki kanatçıklar hareket ettirildiğinde itme üretir , kanatçıkların kaldırılması suyu veya havayı harekete geçirir ve kanatçığı ters yönde iter. Suda yaşayan hayvanlar , yüzgeçlerini suda ileri geri hareket ettirerek önemli bir itme kuvveti elde ederler. Genellikle kuyruk yüzgeci kullanılır, ancak bazı suda yaşayan hayvanlar, göğüs yüzgeçlerinden itiş gücü üretir .

    Hareketli kanatçıklar itme sağlayabilir
    Balıklar, dikey kuyruk yüzgeçlerini bir yandan diğer yana hareket ettirerek itme alır
    Vatozlar büyük göğüs yüzgeçlerinden itilir
    Dr Tony Ayling'in çizimi
    Finletler , kuyruk yüzgeci çevresinde bir girdabın gelişme şeklini etkileyebilir .

    Kavitasyon , negatif basınç, bir sıvı içinde kabarcıkların (boşlukların) oluşmasına neden olduğunda meydana gelir ve bu kabarcıklar hemen ve şiddetli bir şekilde çöker. Önemli hasara ve aşınmaya neden olabilir. Yunuslar ve ton balığı gibi güçlü yüzen deniz hayvanlarının kuyruk yüzgeçlerinde kavitasyon hasarı meydana gelebilir. Kavitasyonun, ortamdaki su basıncının nispeten düşük olduğu okyanus yüzeyine yakın yerlerde meydana gelmesi daha olasıdır. Yunuslar daha hızlı yüzme gücüne sahip olsalar bile hızlarını kısıtlamak zorunda kalabilirler çünkü kuyruklarında çöken kavitasyon baloncukları çok acı vericidir. Kavitasyon da orkinosları yavaşlatır, ancak bunun farklı bir nedeni vardır. Yunusların aksine, bu balıklar sinir uçları olmayan kemikli yüzgeçleri olduğu için kabarcıkları hissetmezler. Yine de daha hızlı yüzemezler çünkü kavitasyon kabarcıkları yüzgeçlerinin etrafında hızlarını sınırlayan bir buhar filmi oluşturur. Ton balığı üzerinde kavitasyon hasarıyla uyumlu lezyonlar bulundu.

    Scombrid balıkları (ton balığı, uskumru ve palamut) özellikle yüksek performanslı yüzücülerdir. Vücutlarının arkasındaki kenar boyunca, kanatçıklar olarak bilinen küçük ışınsız, geri çekilemeyen yüzgeçlerden oluşan bir çizgi vardır . Bu finletlerin işlevi hakkında çok fazla spekülasyon yapıldı. 2000 ve 2001'de Nauen ve Lauder tarafından yapılan araştırmalar, "yüzgeçlerin sabit yüzme sırasında yerel akış üzerinde hidrodinamik bir etkiye sahip olduğunu" ve "en arkadaki kanatçık, akışı gelişen kuyruk girdabına yönlendirmek için yönlendirildiğini, bu da vücudun ürettiği itme kuvvetini artırabileceğini" belirtti. yüzen uskumru kuyruğu".

    Balıklar birden fazla yüzgeç kullanır, bu nedenle belirli bir yüzgeç başka bir yüzgeçle hidrodinamik etkileşime sahip olabilir. Özellikle, kuyruk (kuyruk) yüzgecinin hemen yukarısındaki kanatçıklar, kuyruk yüzgecindeki akış dinamiklerini doğrudan etkileyebilecek yakın kanatçıklar olabilir. 2011 yılında, hacimsel görüntüleme tekniklerini kullanan araştırmacılar, "serbest yüzen balıklar tarafından üretildiği için iz yapılarının ilk anlık üç boyutlu görüntülerini" oluşturmayı başardılar. "Sürekli kuyruk vuruşlarının bağlantılı bir girdap halkaları zincirinin oluşumuyla sonuçlandığını" ve "dorsal ve anal yüzgeç izinin hızla, yaklaşık olarak bir sonraki kuyruk vuruşunun zaman çerçevesi içinde, kuyruk yüzgeci izi tarafından sürüklendiğini" bulmuşlardır.

    Hareketi kontrol etme

    Hareket oluşturulduktan sonra, hareketin kendisi diğer kanatçıkların kullanımıyla kontrol edilebilir.

    Hareketi kontrol etmek için özel kanatçıklar kullanılır
    Tekneler ve uçaklar gibi, balıkların altı serbestlik derecesi , üç öteleme (yükselme, sallanma ve kabarma) ve üç dönme (yalpalama, yalpalama ve yuvarlanma) üzerinde bir miktar kontrole ihtiyacı vardır.
    Birçok resif balığı , düzleştirilmiş vücutlar için optimize edilmiş pektoral ve pelvik yüzgeçlere sahiptir.
    Beyaz köpekbalığının sırt yüzgeci, "bir geminin direğini dengeleyen donanımlar gibi" çalışan ve köpekbalığı yalpalamayı ve yalpalamayı kontrol etmek için daha hızlı yüzerken dinamik olarak sertleşen dermal lifler içerir.

    Resif balıklarının vücutları genellikle açık su balıklarından farklı şekildedir . Açık su balıkları genellikle hız için yapılır ve suda hareket ederken sürtünmeyi en aza indirmek için torpidolar gibi aerodinamik hale getirilir. Resif balıkları, mercan resiflerinin nispeten sınırlı alanlarında ve karmaşık su altı manzaralarında faaliyet gösterir . Bu manevra kabiliyeti düz hat hızından daha önemlidir, bu nedenle mercan kayalığı balıkları, ok atma ve yön değiştirme yeteneklerini optimize eden vücutlar geliştirmiştir. Resifteki çatlaklardan kaçarak veya mercan kafalarının etrafında saklambaç oynayarak avcıları alt ederler. Kelebek balıkları , kızböcekleri ve melek balıkları gibi birçok resif balığının göğüs ve pelvik yüzgeçleri, fren görevi görebilecekleri ve karmaşık manevralara izin verecek şekilde evrimleşmişlerdir. Kelebek balığı , kızbalığı ve melek balığı gibi birçok resif balığı, gözleme gibi derin ve yanal olarak sıkıştırılmış ve kayalardaki çatlaklara sığacak şekilde evrimleşmiştir. Pelvik ve göğüs yüzgeçleri farklı şekilde gelişmiştir, bu nedenle manevra kabiliyetini optimize etmek için düzleştirilmiş gövdeyle birlikte hareket ederler. Kirpi balığı , filefish ve sandfish gibi bazı balıklar, yüzmek için pektoral yüzgeçlere güvenirler ve neredeyse hiç kuyruk yüzgeçleri kullanmazlar.

    üreme

    Bu erkek sivrisinek balığı, iç içe geçen bir organ olarak işlev gören bir anal yüzgeç olan bir gonopodyuma sahiptir.
    Bu genç erkek spinner köpekbalığı , aynı zamanda intromittan organlar olarak da işlev gören pelvik yüzgeçlerde bir değişiklik olan kıskaçlara sahiptir.

    Erkek kıkırdaklı balıklar (köpekbalıkları ve vatozlar) ve bazı canlı taşıyan ışın yüzgeçli balıkların erkekleri, iç döllenmeye izin veren üreme uzantıları, intromittan organlar olarak işlev görmek üzere değiştirilmiş yüzgeçlere sahiptir . Işın yüzgeçli balıklarda bunlara gonopodia veya andropodia , kıkırdaklı balıklarda ise toka denir .

    Gonopodia , Anablepidae ve Poeciliidae familyalarındaki bazı türlerin erkeklerinde bulunur . Bunlar, hareketli iç içe geçen organlar olarak işlev görecek şekilde değiştirilmiş anal yüzgeçlerdir ve çiftleşme sırasında dişileri sütle emprenye etmek için kullanılırlar. Erkeğin anal yüzgecinin üçüncü, dördüncü ve beşinci ışınları, balığın sperminin dışarı atıldığı tüp benzeri bir yapı oluşturur. Çiftleşmeye hazır olduğunda, gonopodyum dikleşir ve dişiyi işaret eder. Erkek, dişinin döllenmesini sağlamak için balığın dişiyi kavramasına izin veren kanca benzeri uyarlamalarla kısa süre içinde organı dişinin cinsiyet açıklığına sokar. Bir dişi sabit kalırsa ve eşi onun gonopodyumu ile havalandırmasına temas ederse, döllenir. Sperm dişinin yumurta kanalında korunur. Bu, dişilerin erkeklerden daha fazla yardım almadan istedikleri zaman kendilerini dölleyebilmelerini sağlar. Bazı türlerde, gonopodyum toplam vücut uzunluğunun yarısı kadar olabilir. Xiphophorus helleri'nin "lirkuyruk" ırklarında olduğu gibi, bazen yüzgeç kullanılamayacak kadar uzundur . Hormon tedavisi gören kadınlarda gonopodia gelişebilir. Bunlar üreme için işe yaramaz.

    Benzer özelliklere sahip benzer organlar diğer balıklarda bulunur, örneğin Hemirhamphodon'daki veya Goodeidae'deki andropodium veya Orta Triyas'taki gonopodyum Saurichthys , ışın yüzgeçli bir balıkta canlılığın bilinen en eski örneğidir .

    Kıkırdaklı balıkların erkeklerinde toka bulunur . Bunlar, aynı zamanda intromittan organlar olarak işlev görmek üzere modifiye edilmiş pelvik yüzgeçlerin arka kısmıdır ve çiftleşme sırasında spermi dişinin kloakasına kanalize etmek için kullanılırKöpekbalıklarında çiftleşme eylemi, genellikle, suyun belirli bir delikten bir sifona girmesine izin vermek için kıskaçlardan birinin kaldırılmasını içerir. Daha sonra toka, konumunu sabitlemek için bir şemsiye gibi açıldığı kloakaya yerleştirilir. Sifon daha sonra su ve spermi dışarı atmaya başlar.

    Diğer fonksiyonlar

    Yüzgeçlerin diğer kullanımları arasında deniz tabanında yürüme ve tüneme, su üzerinde süzülme, vücut ısısının soğutulması, avın sersemletilmesi, teşhir (avcıların korkutulması, kur yapma), savunma (zehirli yüzgeç dikenleri, mercanlar arasında kilitlenme), avın cezbedilmesi, ve bağlanma yapıları.

    Hint -Pasifik yelken balıklarının belirgin bir sırt yüzgeci vardır. Scombroidler ve diğer billfish gibi , yüzerken sırt yüzgeçlerini vücutlarındaki bir oyuğa çekerek kendilerini düzene sokarlar . Yelken balıklarının devasa sırt yüzgeci veya yelkeni çoğu zaman geri çekilmiş halde tutulur. Yelken balıkları, küçük bir balık sürüsünü gütmek isterlerse ve ayrıca yüksek aktivite dönemlerinden sonra muhtemelen soğumak için onları yetiştirirler.

    Finlerin diğer kullanımları
    Frogfish , okyanusun dibinde yürümek için pektoral ve pelvik yüzgeçlerini kullanır.
    Uçan balıklar , genişlemiş göğüs yüzgeçleri sayesinde su yüzeyinin üzerinde süzülmek için yeterli kaldırma kuvveti sağlar.
    Hint-Pasifik yelken balıklarının büyük, geri çekilebilir sırt yüzgeci , muhtemelen soğutma için kullanılır ( termoregülasyon )
    Harman köpekbalığı , avını sersemletmek için çok uzun kuyruk yüzgecini kullanır
    Üç ayaklı balık Bathypterois türlerinin uzamış pektoral ve pelvik yüzgeçleri ve okyanus tabanında hareket etmelerini ve tünemelerini sağlayan uzun kuyruk yüzgeci vardır .

    Doğuya özgü uçan kırlangıç , normalde vücuduna karşı tuttuğu ve yırtıcıları korkutmakla tehdit edildiğinde genişlediği büyük göğüs yüzgeçlerine sahiptir. Adına rağmen, uçan bir balık değil, dip balığıdır ve okyanusun dibinde yürümek için pelvik yüzgeçlerini kullanır.

    Yüzgeçler, cinsel süs eşyaları olarak uyarlanabilir bir öneme sahip olabilir. Kur yapma sırasında dişi çiklit Pelvicachromis taeniatus , büyük ve görsel olarak tutuklayıcı mor bir pelvik yüzgeç sergiler . "Araştırmacılar, erkeklerin daha büyük bir pelvik yüzgeçli dişileri açıkça tercih ettiğini ve pelvik yüzgeçlerin dişi balıklardaki diğer yüzgeçlerden daha orantısız bir şekilde büyüdüğünü buldular."

    Finlerin diğer kullanımları
    Doğuya özgü uçan kırlangıç , yırtıcıları korkutmak için gösterdiği göz benekli büyük göğüs yüzgeçlerine sahiptir .
    Kur yapma sırasında dişi çiklit Pelvicachromis taeniatus , görsel olarak tutuklayan mor pelvik yüzgecini gösterir.
    Tetik balıkları , yırtıcılardan kaçınmak için mercan yarıklarına sıkışır ve sırt yüzgecinin ilk omurgasıyla kendilerini yerlerine kilitler .
    Fener balığının sırt yüzgecinin ilk omurgası, avını çekmek için yemi olan bir olta gibi işlev görecek şekilde değiştirilir .
    Remoralar , kendilerini diğer deniz organizmalarına tuttukları oval, emici benzeri bir organ şeklini alan modifiye birinci sırt yüzgeçlerine sahiptir .
    Aslan balıklarının sırt, pelvik ve anal yüzgeçlerinde savunma için kullandıkları zehirli dikenler (yüzgeç ışınları) bulunur .

    Evrim

    Eşleştirilmiş yüzgeçlerin evrimi

    Balıklarda çift yüzgeçlerin evrimi için modeller olarak tarihsel olarak tartışılan iki geçerli hipotez vardır: solungaç kemeri teorisi ve yan yüzgeç kıvrımı teorisi. Yaygın olarak " Gegenbaur hipotezi " olarak adlandırılan ilki , 1870'de ortaya atıldı ve "eşleştirilmiş yüzgeçlerin solungaç yapılarından türetildiğini" öne sürüyor. Bu, ilk olarak 1877'de önerilen ve çift yüzgeçlerin solungaçların hemen arkasındaki epidermis boyunca uzunlamasına, yanal kıvrımlardan tomurcuklandığını öne süren yan yüzgeç kıvrım teorisi lehine popülerlikten düştü. Fosil kayıtlarında ve embriyolojide her iki hipotez için de zayıf destek var. Bununla birlikte, gelişimsel desenlemeden elde edilen son bilgiler, eşleştirilmiş yüzgeçlerin kökenlerini daha iyi açıklamak için her iki teorinin de yeniden gözden geçirilmesine yol açmıştır.

    klasik teoriler

    Karl Gegenbaur'un “Archipterygium” kavramı 1876'da tanıtıldı. Solungaç ışını veya solungaç kemerinden uzanan “birleştirilmiş kıkırdaklı gövde” olarak tanımlandı. Kemer boyunca ve merkezi solungaç ışınından ek ışınlar ortaya çıktı. Gegenbaur bir dönüştürücü homoloji modeli önerdi - tüm omurgalı çift yüzgeçleri ve uzuvları Archipterygium'un dönüşümleriydi. Bu teoriye dayanarak, pektoral ve pelvik yüzgeçler gibi eşleştirilmiş uzantılar, brankial arklardan farklılaşacak ve arkaya doğru göç edecekti. Ancak fosil kayıtlarında hem morfolojik hem de filogenik olarak bu hipotez için sınırlı destek bulunmaktadır. Ek olarak, pelvik yüzgeçlerin ön-arka migrasyonuna dair çok az veya hiç kanıt yoktu. Solungaç kemeri teorisinin bu tür eksiklikleri, St. George Jackson Mivart , Francis Balfour ve James Kingsley Thacher tarafından önerilen yan yüzgeç katlama teorisi lehine erken ölümüne yol açtı .

    Yanal yüzgeç kıvrım teorisi, çift yüzgeçlerin balığın vücut duvarı boyunca yanal kıvrımlardan geliştiğini varsayıyordu. Medyan yüzgeç kıvrımının segmentasyonu ve tomurcuklanmasının medyan yüzgeçlere yol açması gibi, benzer bir yüzgeç tomurcuğu segmentasyonu ve yanal bir yüzgeç kıvrımından uzama mekanizmasının eşleştirilmiş pektoral ve pelvik yüzgeçlere yol açtığı öne sürülmüştür. Bununla birlikte, fosil kayıtlarında yanal bir kıvrımdan yüzgeci geçişine dair çok az kanıt vardı. Ek olarak, daha sonra pektoral ve pelvik yüzgeçlerin farklı evrimsel ve mekanik kökenlerden kaynaklandığı filogenik olarak gösterildi.

    Evrimsel gelişim biyolojisi

    Eşleştirilmiş uzantıların ontogenisi ve evrimi üzerine yapılan son araştırmalar, kanatçıklar gibi kanatsız omurgalıları, eşleştirilmiş yüzgeçleri olan en temel canlı omurgalı olan kondriktilerle karşılaştırmıştır . 2006'da araştırmacılar, orta yüzgeçlerin segmentasyonu ve gelişiminde rol oynayan aynı genetik programlamanın, kedi köpekbalıklarında eşleştirilmiş uzantıların gelişiminde de bulunduğunu buldular . Bu bulgular yan yüzgeç kıvrımı hipotezini doğrudan desteklemese de, paylaşılan bir medyan-eşli yüzgeç evrimsel gelişim mekanizmasının orijinal konsepti alakalı kalır.

    Eski bir teorinin benzer bir yenilenmesi, kondriktiyan solungaç kemerlerinin ve eşleştirilmiş uzantıların gelişimsel programlanmasında bulunabilir. 2009 yılında, Chicago Üniversitesi'ndeki araştırmacılar , kondriktiyan solungaç kemeri ve eşleştirilmiş yüzgeçlerin erken gelişiminde ortak moleküler desenleme mekanizmalarının olduğunu gösterdi. Bunun gibi bulgular, bir zamanlar çürütülmüş olan solungaç kemeri teorisinin yeniden gözden geçirilmesine yol açtı.

    Yüzgeçlerden uzuvlara

    Balık, tüm memelilerin, sürüngenlerin, kuşların ve amfibilerin atasıdır. Özellikle, karasal tetrapodlar (dört ayaklı hayvanlar) balıklardan evrimleşmiş ve 400 milyon yıl önce karaya ilk akınlarını yapmıştır. Hareket için eşleştirilmiş pektoral ve pelvik yüzgeçler kullandılar. Göğüs yüzgeçleri ön bacaklara (insanlarda kollar) ve pelvik yüzgeçler arka bacaklara dönüştü. Bir tetrapodda yürüyen bir uzuv oluşturan genetik makinelerin çoğu, bir balığın yüzen yüzgecinde zaten mevcuttur.

    Aristoteles, benzer ve türdeş yapılar arasındaki ayrımı fark etmiş ve şu peygamberlik karşılaştırmasını yapmıştır: "Kuşlar bir bakıma balıklara benzerler. Çünkü kuşların kanatları vücutlarının üst kısmında, balıkların ise vücutlarının ön kısmında iki yüzgeç vardır. Kuşların alt kısımlarında ayakları vardır ve çoğu balığın alt kısımlarında ve ön yüzgeçlerinin yakınında ikinci bir çift yüzgeç vardır."

    – Aristoteles, De incessu Animalium

    A) loblu bir balığın yüzme yüzgeci ile B) bir tetrapodun yürüyen bacağı arasındaki karşılaştırma . Birbirine denk geldiği düşünülen kemikler aynı renge sahiptir.
    Paralel fakat bağımsız bir evrimde, antik sürüngen Ichthyosaurus communis , balıklara (veya yunuslara) çok benzeyen yüzgeçler (veya paletler) geliştirdi.

    2011'de Avustralya'daki Monash Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, "tetrapodların yük taşıyan arka bacaklarının nasıl evrimleştiğini bulmak için pelvik yüzgeç kaslarının evrimini izlemek için" ilkel ama hala yaşayan akciğerli balıkları kullandılar. Chicago Üniversitesi'nde yapılan daha fazla araştırma, dipte yürüyen akciğerli balıkların, karasal tetrapodların yürüme yürüyüşlerinin özelliklerini zaten geliştirdiğini buldu.

    Yakınsak evrimin klasik bir örneğinde, pterosaurların , kuşların ve yarasaların pektoral uzuvları, bağımsız yollar boyunca uçan kanatlara evrildi. Uçan kanatlarla bile yürüyen bacaklarla pek çok benzerlik vardır ve pektoral yüzgecin genetik planının temel yönleri korunmuştur.

    İlk memeliler Permiyen döneminde (298.9 ile 252.17 milyon yıl önce) ortaya çıktı. Bu memelilerden birkaç grup, deniz memelileri (balinalar, yunuslar ve yunuslar) dahil olmak üzere denize geri dönmeye başladı . Son DNA analizi, deniz memelilerinin çift parmaklı toynaklılardan evrimleştiğini ve su aygırı ile ortak bir ataya sahip olduklarını gösteriyor . Yaklaşık 23 milyon yıl önce başka bir ayı benzeri kara memelisi grubu denize geri dönmeye başladı. Bunlar mühürlerdi . Deniz memelilerinde ve foklarda yürüyen uzuvlar haline gelenler, bağımsız olarak yeni yüzgeç yüzgeci biçimlerine evrildi. Ön ayaklar yüzgeç oldu , arka ayaklar ya kayboldu (cetaceanlar) ya da yüzgeç (yüzgeçayaklılar) olarak değiştirildi. Cetaceanlarda, kuyruk sonunda iki yüzgeç kazandı, buna fluke denir . Balık kuyrukları genellikle dikeydir ve bir yandan diğer yana hareket eder. Cetacean kelebekleri yataydır ve yukarı ve aşağı hareket eder, çünkü cetacean dikenleri diğer memelilerde olduğu gibi bükülür.

    Tamamen suda yaşayan yaşam tarzı için benzer uyarlamalar hem yunuslarda hem de iktiyozorlarda bulunur.

    Ichthyosaurlar , yunuslara benzeyen eski sürüngenlerdir. İlk olarak yaklaşık 245 milyon yıl önce ortaya çıktılar ve yaklaşık 90 milyon yıl önce ortadan kayboldular.

    "Karasal ataları olan bu deniz sürüngeni, balıklar üzerinde o kadar güçlü bir şekilde birleşti ki, suda daha iyi hareket etmek için aslında bir sırt yüzgeci ve kuyruk yüzgeci geliştirdi. Bu yapılar daha da dikkat çekici çünkü yoktan evrimleştiler - ataların karasal sürüngeninin üzerinde hiçbir kambur yoktu. öncüsü olarak hizmet etmek için sırtında veya kuyruğunda bıçak."

    Biyolog Stephen Jay Gould , ichthyosaur'un yakınsak evrimin en sevdiği örneği olduğunu söyledi .

    Farklı şekillerde ve farklı konumlarda (uzuvlar, vücut, kuyruk) yüzgeçler veya paletler, penguenler (kanatları değiştirilmiş), deniz kaplumbağaları (ön ayakları paletlere dönüştürülmüş), mosasaurlar gibi dalış kuşları da dahil olmak üzere bir dizi başka tetrapod gruplarında da evrimleşmiştir. (kollar paletlere dönüştürülmüş) ve deniz yılanları (dikey olarak genişlemiş, düzleştirilmiş kuyruk yüzgeci).

    robotik yüzgeçler

    1990'larda CIA , tespit edilmeyen sualtı istihbaratını toplamak için tasarlanmış Charlie adlı robotik bir yayın balığı yaptı.
    Harici video
    video simgesi Yayın balığı Charlie - CIA videosu
    video simgesi AquaPenguin - Festo, YouTube
    video simgesi AquaRay - Festo, YouTube
    video simgesi AquaJelly - Festo, YouTube
    video simgesi AiraCuda - Festo, YouTube

    Suda yaşayan hayvanların itilmesi için kanatçıkların kullanılması oldukça etkili olabilir . Bazı balıkların %90'ın üzerinde bir itici verim elde edebildiği hesaplanmıştır . Balıklar, teknelerden veya denizaltılardan çok daha etkili bir şekilde hızlanabilir ve manevra yapabilir ve daha az su rahatsızlığı ve gürültüsü üretebilir. Bu, suda yaşayan hayvanların hareketlerini taklit etmeye çalışan sualtı robotlarının biyomimetik çalışmalarına yol açmıştır . Bir örnek , tek biçimli hareketi analiz etmek ve matematiksel olarak modellemek için Saha Robotiği Enstitüsü tarafından inşa edilen Robot Tuna'dır . 2005 yılında, Sea Life London Akvaryumu , Essex Üniversitesi'ndeki bilgisayar bilimi departmanı tarafından oluşturulan üç robotik balığı sergiledi . Balıklar, özerk olacak, etrafta yüzecek ve gerçek balıklar gibi engellerden kaçınacak şekilde tasarlandı. Yaratıcıları, "ton balığının hızı, bir turnanın hızlanması ve bir yılanbalığının yön bulma becerilerini" birleştirmeye çalıştığını iddia etti.

    Almanya'nın Festo firması tarafından geliştirilen AquaPenguin , penguenlerin ön yüzgeçleri ile aerodinamik şekli ve tahriki kopyalar . Festo ayrıca sırasıyla manta ışınlarının, denizanasının ve barracudanın hareketini taklit eden AquaRay , AquaJelly ve AiraCuda'yı geliştirdi.

    2004 yılında, MIT'den Hugh Herr , kurbağa bacağındaki kasları cerrahi olarak robota nakleterek ve ardından kas liflerini elektrikle titreştirerek robotu yüzdürerek yaşayan bir aktüatöre sahip biyomekatronik robotik bir balık prototipi yaptı.

    Robotik balıklar, bir balık tasarımının bireysel bir bölümünü balığın geri kalanından ayrı olarak inceleme yeteneği gibi bazı araştırma avantajları sunar. Bununla birlikte, bu, biyolojiyi aşırı basitleştirme riskini taşır, böylece hayvan tasarımının temel yönleri gözden kaçırılır. Robotik balıklar, araştırmacıların esneklik veya belirli bir hareket kontrolü gibi tek bir parametreyi değiştirmesine de olanak tanır. Araştırmacılar, canlı balıklarda yapmak kolay olmayan kuvvetleri doğrudan ölçebilir. "Robotik cihazlar, lokomotor yüzeyinin konumu doğru bir şekilde bilinebildiğinden, üç boyutlu kinematik çalışmaları ve ilişkili hidrodinamik analizleri de kolaylaştırır. Ve doğal bir hareketin bireysel bileşenleri (bir çırpma uzantısının dışa vuruşu ve inme hareketi gibi) programlanabilir. ayrı ayrı, canlı bir hayvanla çalışırken elde edilmesi kesinlikle zor."

    Ayrıca bakınız

    Referanslar

    alıntılar

    bibliyografya

    daha fazla okuma

    Dış bağlantılar