циклоидная чешуя у каких рыб
Циклоидная чешуя
Смотреть что такое “Циклоидная чешуя” в других словарях:
ЦИКЛОИДНАЯ ЧЕШУЯ — (от греч. kykloeides кругообразный, круглый), разновидность костной чешуи костистых рыб (лососеобразных, сельдеобразных, карпообразных и др.), характеризующаяся гладким закруглённым задним краем (отсюда назв.). Каждая из чешуи лежит в глубоком… … Биологический энциклопедический словарь
Циклоидная чешуя — см. Чешуя … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Чешуя — жёсткие метамерные пластинки кожного скелета позвоночных животных рыб, пресмыкающихся, птиц и некоторых млекопитающих, выполняющие защитную функцию. Ч. ископаемых бесчелюстных и рыб имеет мезодермальное происхождение, образована костной… … Большая советская энциклопедия
ЧЕШУЯ — (squama), жёсткие метамериые пластинки кожного скелета позвоночных рыб, пресмыкающихся, птиц и нек рых млекопитающих, выполняющие защитную функцию. Форма и строение Ч. у животных разных систематич. групп различны. Ч. ископаемых бесчелюстных и рыб … Биологический энциклопедический словарь
Костистые рыбы — (Teleostei) надотряд рыб. Скелет костный, позвонки амфицельные (двояковогнутые), череп с сильно развитыми окостенениями. Длина тела от 1 см (некоторые бычки) до 5 м (сомы, барракуда, меч рыба, тунцы). Тело покрыто циклоидной чешуей (См.… … Большая советская энциклопедия
Настоящие костистые рыбы (Teleostei) — Под общим названием костистых рыб, или настоящих костистых рыб (Teleostei), обычно противопоставляют более примитивным ганоидным рыбам все остальные группы (надотряды) и отряды костных рыб. В их строении, как правило, не имеется такого… … Биологическая энциклопедия
Семейство Вьюновые (Cobitidae) — К семейству вьюновых относятся небольшие пресноводные рыбы, у которых ярко проявляются черты приспособления к придонному образу жизни. Форма тела цилиндрическая, либо немного приплюснутая, либо сжатая с боков. Мелкая циклоидная… … Биологическая энциклопедия
Семейство Чешуйчатниковые или Двулегочниковые (Lepidosirenidae) — Чешуйчатниковые характеризуются удлиненным угреобразным телом, которое вплоть до брюшных плавников округло в поперечном сечении. Они имеют парное легкое; мелкая циклоидная чешуя, покрывающая их тело и отчасти голову, глубоко спрятана под … Биологическая энциклопедия
Семейство Лжесельдевые (Bathyclupeidae) — Своеобразное семейство лжесельдевых заключает только один род Bathyclupea с немногими видами. Это уплощенные с боков прогонистые рыбы, имеющие некоторое внешнее сходство с сельдями. Они имеют только один короткий спинной плавник,… … Биологическая энциклопедия
цикло́идный — ая, ое. спец. То же, что циклоидальный. Циклоидная чешуя … Малый академический словарь
ЦИКЛОИДНАЯ ЧЕШУЯ
Смотреть что такое “ЦИКЛОИДНАЯ ЧЕШУЯ” в других словарях:
Циклоидная чешуя — чешуя костистых рыб (лососеобразных, сельдеобразных, карпообразных и др.), характеризующаяся гладким закруглённым задним краем. Каждая из чешуй лежит в глубоком кармане соединительнотканного слоя кожи, черепицеобразно налегая на… … Большая советская энциклопедия
Циклоидная чешуя — см. Чешуя … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Чешуя — жёсткие метамерные пластинки кожного скелета позвоночных животных рыб, пресмыкающихся, птиц и некоторых млекопитающих, выполняющие защитную функцию. Ч. ископаемых бесчелюстных и рыб имеет мезодермальное происхождение, образована костной… … Большая советская энциклопедия
ЧЕШУЯ — (squama), жёсткие метамериые пластинки кожного скелета позвоночных рыб, пресмыкающихся, птиц и нек рых млекопитающих, выполняющие защитную функцию. Форма и строение Ч. у животных разных систематич. групп различны. Ч. ископаемых бесчелюстных и рыб … Биологический энциклопедический словарь
Костистые рыбы — (Teleostei) надотряд рыб. Скелет костный, позвонки амфицельные (двояковогнутые), череп с сильно развитыми окостенениями. Длина тела от 1 см (некоторые бычки) до 5 м (сомы, барракуда, меч рыба, тунцы). Тело покрыто циклоидной чешуей (См.… … Большая советская энциклопедия
Настоящие костистые рыбы (Teleostei) — Под общим названием костистых рыб, или настоящих костистых рыб (Teleostei), обычно противопоставляют более примитивным ганоидным рыбам все остальные группы (надотряды) и отряды костных рыб. В их строении, как правило, не имеется такого… … Биологическая энциклопедия
Семейство Вьюновые (Cobitidae) — К семейству вьюновых относятся небольшие пресноводные рыбы, у которых ярко проявляются черты приспособления к придонному образу жизни. Форма тела цилиндрическая, либо немного приплюснутая, либо сжатая с боков. Мелкая циклоидная… … Биологическая энциклопедия
Семейство Чешуйчатниковые или Двулегочниковые (Lepidosirenidae) — Чешуйчатниковые характеризуются удлиненным угреобразным телом, которое вплоть до брюшных плавников округло в поперечном сечении. Они имеют парное легкое; мелкая циклоидная чешуя, покрывающая их тело и отчасти голову, глубоко спрятана под … Биологическая энциклопедия
Семейство Лжесельдевые (Bathyclupeidae) — Своеобразное семейство лжесельдевых заключает только один род Bathyclupea с немногими видами. Это уплощенные с боков прогонистые рыбы, имеющие некоторое внешнее сходство с сельдями. Они имеют только один короткий спинной плавник,… … Биологическая энциклопедия
цикло́идный — ая, ое. спец. То же, что циклоидальный. Циклоидная чешуя … Малый академический словарь
Акваловер
Аквариумистика — аквариум новичкам, аквариум любителям, аквариум профессионалам
Самое читаемое
Самое читаемоеЧешуя рыб выполняет важную функцию защиты мышц, тела и внутренних органов от внешних паразитов и возбудителей, улучшает гидродинамические способности рыбы, придает ее телу обтекаемость, спасает внутренние органы от давления воды. У некоторых рыб чешуя — способ защиты и от зубов хищника.
Чешуя представляет из себя костные или хрящевые образования, находящиеся в коже рыбы, и на 50 % состоящие из органических веществ, а на 50% — из неорганики, в основном, фосфата кальция. Также среди неорганических веществ чешуя имеет карбонат кальция и натрия, фосфат магния. Имеются в чешуе и микроминералы.
Подавляющее большинство рыб имеет чешую. Однако количество чешуек и их размер может сильно варьироваться у разных видов. Встречаются виды как практически вообще без чешуи, так и с очень крупными «лепестками», например диаметр чешуек некоторых карпов и индийских усачей достигает нескольких сантиметров.
Однако в целом, рост тела рыбы и ее чешуи прямо пропорционален и характеризуется линейным уравнением:
Ln=(Vn/V)L : Ln — ожидаемая длина рыбы в возрасте n; Vn — расстояние от центра чешуи до годового кольца в возрасте n; V — длина чешуи от центра до края; L — длина рыбы.
Образ жизни, который ведет тот или иной вид рыбы, влияет на строение чешуи.
Рыбы-пловцы, проводящие значительную часть своей жизни в движении, имеют хорошо развитую, крупную чешую, что уменьшает трение их тела о воду и придает им скоростные качества.
Специалисты выделяют три типа чешуи у рыб: плакоидную, ганоидную и костную.
— Плакоидная чешуя: самый древний вид. Ее находят у ископаемых рыб. Этот тип чешуи также имеют акулы и скаты.
«Листочек» чешуи имеет форму ромба с шипом, выступающим наружу. По химическому составу, в чешуе присутствует дентин. Шип такой чешуи снаружи покрыт особой эмалью — витродентином. В плакоидной чешуйке располагается полость, заполненная рыхлой соединительной тканью с кровеносными сосудами и нервными окончаниями. Встречается и видоизмененная плакоидная чешуя, например колючки скатов — это видоизмененные плакоидные образования.
— Ганоидная чешуя характерна для осетровых (на хвосте), кистеперых рыб.
«Листочек» такой чешуи также имеет форму ромба, соединяются между собой чешуйки с помощью особых сочленений. Такая чешуя имеет вид плотного панциря. Прочность обеспечивается за счет ганоина — в верхней части, и костного вещества — в нижней.
— Костная чешуя (делят на ктеноидную — мелкие шипы по заднему краю и циклоидную — округлую и гладкую) характеризуется наличием лишь костного вещества в ней. Такую чешую имеют карповые, сельдевые, окуневые рыбы.
Чешуя рыб интересна и наличием «годовых колец» на чешуйках, являющихся результатом взаимодействия факторов внешней среды и обменных процессов организма рыбы.
Закладка этих колец у разных рыб проходит в разное время года. Например, у молоди азовского судака кольца закладываются весной, у взрослых особей — в конце лета. За это качество чешую еще называют паспортом рыбы. Однако провести такой «анализ паспорта» рыбы не всегда просто, так как эти кольца часто трудноразличимы и приходится сравнить между собой сразу несколько колец, а также размер рыбы.
Чешуйки расположены на теле рыбы рядами. Количество рядов и чешуек в них с возрастом не меняется и может служить видовым признаком рыб. Например, боковая линия золотого карася имеет 32 — 36 чешуек, щуки — 111 — 148. 
Надкласс рыбы
Общими признаками всех рыб является наличие обтекаемой формы тела, жизнь в воде. Тело подразделяется на голову, туловище и хвост. Хорошо развиты органы чувств: зрения, обоняния, слуха, осязания, равновесия.
Ароморфозы рыб
Рыбы отличаются от предшествующих эволюционных форм новыми, прогрессивными чертами строения, которые повысили их уровень организации. Давайте их перечислим.
Образуются предшественники конечностей, плавники, парные придатки тела, обособленные от туловища и головы, приводимые в движение мускульной силой.
У рыб хорда редуцируется, на ее месте формируется позвоночник. У хрящевых рыб позвоночник в течение всей жизни имеет хрящевое строение, а у костных рыб позвоночник окостеневает: он представлен костной тканью.
Обратите особое внимание, что в скелете хрящевых ганоидов (осетровых рыб) хорда сохраняется на всю жизнь.
Костные рыбы
Для большинства костных рыб характерен костный скелет, наличие жаберных крышек, прикрывающих жабры. Жаберные лепестки расположены непосредственно на жаберных дугах, имеется плавательный пузырь. Оплодотворение наружное.
Большинство видов костных рыб (90%) относятся к костистым рыбам. Для большей части костистых рыб характерно непрямое развитие (с метаморфозом).
Форма тела обтекаемая, рыбообразная, за счет чего снижается трение о воду. Поверхность тела покрыта налегающими друг на друга (подобно черепице) чешуйками.
В коже находится множество желез, которые секретируют слизь, покрывающущю все тело рыбы, благодаря чему снижается трение о воду. Из-за слизи пойманную рыбу тяжело удержать в руках, она выскальзывает.
Позвоночник состоит из двух отделов: туловищного и хвостового. В центре каждого позвонка имеется отверстие. Прилегая друг к другу, отверстия позвонков вместе соединяются в единый спинномозговой канал, в котором лежит спинной мозг.
Скелет грудных плавников соединен с позвоночником костями плечевого пояса, в отличие от скелета брюшных плавников, который не сочленяется с позвоночником. Имеются жаберные крышки, снаружи прикрывающие жаберные щели (у хрящевых рыб жаберные крышки отсутствовали, 5 жаберных щелей открывались каждая в отдельности наружу.)
Полость тела вторичная (целом).
Мышечная система сегментируется, что выражается в возникновении отдельных (дифференцированных) мышечных пучков. Наиболее ярким примером дифференцировки являются мышцы ротового аппарата и парных плавников.
Состоит из ротовой полости, глотки, продолжающейся в пищевод, желудка, толстого и тонкого кишечника. У многих рыб в ротовой полости имеются язык и острые зубы, расположенные на челюстях. Зубы предназначены не для механического измельчения пищи, а в основном для схватывания и удержания добычи. Слюнные железы отсутствуют, имеются вкусовые рецепторы.
Глотка тесно связано не только с пищеварительной, но и с дыхательной системой: здесь располагается жаберный аппарат рыб. С помощью жабр они приспособились забирать из воды растворенный в ней кислород и насыщать им кровь, откуда кислород поступает ко внутренним органам и тканям.
Процесс дыхания осуществляется благодаря тому, что вода через ротовое отверстие попадает в глотку. Вследствие движений жаберной крышки вода из ротоглоточной полости втягивается в боковую жаберную полость, омывая жабры. В результате газообмена в кровь рыбы поступает кислород, а углекислый газ покидает ее и растворяется в воде.
Как и хрящевые, костные рыбы имеют один круг кровообращения. Сердце двухкамерное, состоит из одного предсердия и одного желудочка. Запомните, что в сердце у рыб кровь венозная. Она накачивается сердцем в жабры, где происходит ее насыщение кислородом, после чего кровь становится артериальной.
Артериальная кровь направляется к внутренним органам и тканям, движется кровь внутри сосудов: кровеносная система замкнутого типа.
У всех хордовых нервная система трубчатого типа. Головной мозг состоит из продолговатого, среднего мозга, мозжечка, промежуточного и переднего мозга.
Развитие одних и тех же отделов у разных классов хордовых неодинаково, что мы с вами отчетливо увидим по мере изучения данного раздела. Я рекомендую вам обратить на данную тему особое внимание.
Также хорошо выражен (развит) мозжечок, который отвечает за координацию движений и ориентацию тела в пространстве. Это связано со сложными перемещениями рыбы, которая “парит как птица” только не в воздушной, а в водной среде. От головного мозга берут начало 10 пар черепно-мозговых нервов.
Органы зрения приспособлены к водной среде: хрусталик имеет шарообразную форму. Роговица плоская, аккомодация (настройка глаза на наилучшее видение объекта) происходит только благодаря перемещению хрусталика.
Рыбы хорошо видят лишь на близком расстоянии. Имеются органы вкуса на коже и нижней челюсти, а также органы обоняния, открывающиеся в ротовую полость.
Развитие у большинства рыб (костистые рыбы) непрямое, с метаморфозом. Запомните, что процесс выметывания икры и ее последующего оплодотворения называется нерест, он носит сезонный характер. У пресноводных рыб нерест происходит весной, в это время строго запрещена ловля рыбы.
Плавательный пузырь
Этот орган характерен исключительно для костных рыб: у хрящевых рыб (акулы, скаты) он отсутствует. Плавательный пузырь представляет собой воздушный мешок, заполненный смесью газов: азотом, кислородом, углекислым газом.
При заполнении газом пузырь расширяется: это меняет удельный вес рыбы, он понижается и рыба всплывает. Обратная схема происходит при уменьшении пузыря. Но откуда появляется газ, которым наполняется пузырь, если рыба обитает в воде? Отвечая на этот вопрос, отметим, что все рыбы делятся на два типа: открытопузырные и закрытопузырные.
У открытопузырных рыб плавательный пузырь сообщается с пищеварительной системой. Они в течение всей жизни поднимаются к поверхности воды и заглатывают воздух, по мере необходимости они могут освобождаться от газов, выдавливая их через глотку, а затем рот в окружающую среду. К таким рыбам относятся сельдеобразные, щукообразные, карпообразные, двоякодышащие.
Закрытопузырные рыбы имеют пузырь, не сообщающийся с пищеварительной трубкой. Газы в него поступают благодаря газовой секреции: они переходят из растворенного (в крови) состояния в газообразное, заполняя пузырь. Когда пузырь уменьшается газы вновь растворяются в крови, возвращаясь в кровеносное русло. К таким рыбам относятся: трескообразные, окунеобразные, кефалеобразные.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
А рыбья чешуя представляет собой небольшую жесткую пластину, которая растет из кожа рыбы. Кожа большинства рыб покрыта этими защитными напольные весы, который также может обеспечить эффективную камуфляж за счет использования отражение и окраска, а также возможные гидродинамические преимущества. Период, термин шкала происходит от Старофранцузский «escale», что означает стручок или шелуха. [1]
Чешуя сильно различается по размеру, форме, структуре и размеру, начиная от прочных и жестких пластин брони у таких рыб, как креветки и самшит, микроскопическим или отсутствует у рыб, таких как угри и удильщик. В морфология шкалы можно использовать для определения вида рыб, из которых она произошла.
Наиболее костлявые рыбы покрыты циклоидной чешуей лосось и карп, или ктеноидные чешуи окунь, или чешуйки ганоидов осетровые и Гарс. Хрящевые рыбы (акулы и лучи) покрыты плакоидной чешуей. Вместо этого некоторые виды покрываются щитки, и другие не имеют внешнего покрытия на части или на всей коже.
Рыбья чешуя является частью рыбной покровная система, и производятся из мезодерма слой дерма, что отличает их от чешуя рептилий. [2] [3] Такой же гены участвует в развитии зубов и волос в млекопитающие также участвуют в масштабном развитии. Плакоидные чешуйки хрящевых рыб также называются дермальными зубчиками и структурно являются гомологичный с зубами позвоночных. Было высказано предположение, что чешуя костистых рыб похожа по структуре на зубы, но, вероятно, происходит из другой ткани. [4] Большинство рыб также покрыто слоем слизь или слизь, которая может защитить от патогенов, таких как бактерии, грибки и вирусы, и снизить поверхностное сопротивление, когда рыба плавает.
Содержание
Весы телодонта
Костные чешуи телодонты, самая распространенная форма ископаемая рыба, хорошо поняты. Чешуя формировалась и сбрасывалась на протяжении всей жизни организмов и быстро отделялась после их смерти. [5]
Морфология и гистология телодонтов являются основным инструментом для количественной оценки их разнообразия и различения видов, хотя в конечном итоге с использованием таких сходящийся traits подвержен ошибкам. Тем не менее, структура, состоящая из трех групп, была предложена на основе морфологии и гистологии чешуи. [8] Сравнение с современными видами акул показало, что чешуя телодонта была функционально схожа с чешуей современных хрящевых рыб, а также позволило провести обширное сравнение экологических ниш. [11]
Космоидные весы
Космоидные чешуи встречаются только на древних рыба с лопастными плавниками, в том числе некоторые из самых ранних двоякодышащие (подкласс Двоякодышащие), И в Кроссоптеригии, в том числе живые латимерия в модифицированном виде (см. эластоидные шкалы ниже). Вероятно, они произошли от слияния чешуек плакоидов. Внутренняя часть чешуи выполнена из плотной пластинчатый кость называется изопедином. Сверху лежит слой губчатой или сосудистый кость снабжена кровеносными сосудами, за которой следует комплекс дентин-подобный слой, называемый космин с поверхностным внешним покрытием из витродентин. Верхняя поверхность кератин. Космоидные чешуйки увеличиваются в размерах за счет роста пластинчатого слоя кости. [12]
Элазмоидная чешуя
Элазмоидные чешуйки тонкие, черепичный чешуйки, состоящие из слоя плотной пластинчатой коллагеновой кости, называемой изопедином, над которой находится слой бугорков, обычно состоящих из кости, как в Евстеноптерон. Слой дентина, который присутствовал у рыб с первыми плавниками, обычно редуцирован, как и у современных латимерия, или полностью отсутствует, как в двоякодышащая рыба и в девоне Евстеноптерон. [13] Элазмоидная чешуя на протяжении эволюции рыб появлялась несколько раз. Они присутствуют в некоторых рыба с лопастными плавниками, такие как все существующие и некоторые вымершие двоякодышащие, так же хорошо как латимерия которые имеют видоизмененные космоидные чешуйки, в которых отсутствует космин, и которые тоньше истинных космоидных чешуек. Они также присутствуют у некоторых тетраподоморфов, таких как Евстеноптерон, амииды и костистые кости, циклоидная и ктеноидная чешуйки которых представляют наименее минерализованные эластоидные чешуйки.
В данио Элазмоидные чешуйки используются в лаборатории для изучения процесса минерализации костей и могут культивироваться (храниться) вне организма. [14] [15]
Ганоидная чешуя
Чешуя ганоида встречается в осетровые, веслонос, Гарс, Bowfin, и бихиры. Они происходят от космоидных чешуек и часто имеют зазубренные края. Они покрыты слоем твердой эмали. дентин в месте космин, и слой неорганической костной соли, называемый ганоин на месте витродентин.
Большинство чешуек ганоидов ромбовидный (ромбовидные) и соединяются шпильками. Обычно они толстые и сложены друг с другом, как мозаика, а не накладываются друг на друга, как другие чешуйки. [20] Таким образом, чешуя ганоида почти непроницаема и является отличной защитой от хищников.
В аллигатор гар имеет жесткую броню ромбовидный-образная чешуя ганоида. [20]
В осетр имеет ряды ганоидных чешуек, увеличенных в щитообразный броневые листы.
Ганоид чешуйки на Bowfin уменьшены в размерах и напоминают циклоидные весы.
У осетровых рыб чешуя сильно увеличена в броневые пластины по бокам и спине, в то время как у лукового плавника чешуя значительно уменьшена по толщине, чтобы напоминать циклоидные весы.
Серьги из чешуи ганоида аллигатора.
Ископаемое примитивное скатное плавник с ганоидной чешуей
Чешуя ганоида на окаменелом Лепидозы, около. 130 моя
Коренные американцы и люди Карибского моря использовали жесткие ганоидные весы аллигатор гар для наконечников стрел, нагрудников и в качестве защиты от плугов. В настоящее время из этих чешуек делают украшения. [21]
Лептоидные чешуи
Лептоидная (костно-гребенчатая) чешуя встречается у костистых рыб более высокого порядка, костистые кости (чем больше полученный клады лучеконечных рыб). Наружная часть этих чешуек образует веерообразные костные гребни, а внутренняя часть пересечена волокнистой соединительной тканью. Чешуйки лептоидов более тонкие и полупрозрачные, чем чешуйки других типов, и в них отсутствуют затвердевшие эмалевидные или дентинные слои. В отличие от чешуи ганоида, дополнительные чешуи добавляются концентрическими слоями по мере роста рыбы. [22]
Чешуя лептоидов перекрывается в конфигурации голова к хвосту, как черепица, что делает их более гибкими, чем чешуйки космоидов и ганоидов. Такое расположение обеспечивает более плавный поток воды по телу и снижает тащить. [23] Чешуя некоторых видов демонстрирует полосы неравномерного сезонного роста, называемые аннулировать (единственное число кольцо). Эти полосы можно использовать для состарить рыбу.
Чешуя лептоида бывает двух видов: циклоидной и ктеноидной.
Циклоидные весы
Циклоидные (круглые) чешуи имеют гладкую текстуру и однородные, с гладким внешним краем или краем. Чаще всего они встречаются у рыб с мягкими лучами плавников, таких как лосось и карп.
Ктеноидная чешуя
Ктеноидная (зубчатая) чешуя похожа на циклоидную чешую, за исключением того, что у нее маленькие зубцы или шипики называется ctenii по их внешнему или заднему краю. Из-за этих зубов чешуя имеет грубую текстуру. Обычно они встречаются у рыб с лучами колючих плавников, таких как окунь Рыбы. Эти чешуйки почти не содержат кости, поскольку состоят из поверхностного слоя, содержащего гидроксиапатит и карбонат кальция и более глубокий слой, состоящий в основном из коллаген. Эмаль других типов чешуек редуцируется до поверхностных гребней и ктений.
Ктеноидные чешуйки, как и другие эпидермальные структуры, происходят от плакоды и отличительная клеточная дифференциация делает их исключительными из других структур, возникающих из покров. [27] Развитие начинается рядом с хвостовой плавник, вдоль боковая линия рыбы. [28] Процесс разработки начинается с накопления фибробласты между эпидермис и дерма. [27] Коллагеновые фибриллы начинают организовываться в дермальном слое, что приводит к инициированию минерализация. [27] Сначала увеличивается окружность чешуек, а затем толщина, когда перекрывающиеся слои минерализуются вместе. [27]
Чешуйки гребневидной кости можно разделить на три типа:
У большинства рыб с лучевыми плавниками есть гребневидная чешуя. Некоторые виды камбалы имеют ктеноидные чешуйки на глазной стороне и циклоидные чешуйки на слепой стороне, в то время как другие виды имеют ктеноидные чешуйки у мужчин и циклоидные чешуи у женщин.
Отражение
Многие костистые рыбы покрыты чешуей с высокой отражающей способностью, которые действуют как маленькие зеркала и создают вид посеребренного стекла. Отражение через серебрение широко распространено или преобладает у рыб открытого моря, особенно у тех, которые живут в верхних 100 метрах. А прозрачность Эффект может быть достигнут с помощью серебрения, чтобы сделать тело животного сильно отражающим. На средних глубинах в море свет идет сверху, поэтому вертикально ориентированное зеркало делает животных, например рыб, невидимыми сбоку. [29]
В морской топорик чрезвычайно сплюснутый по бокам (из стороны в сторону), оставляя тело толщиной всего миллиметры, а тело настолько серебристое, что напоминает алюминиевая фольга. Зеркала состоят из микроскопических структур, подобных тем, которые используются для структурная окраска: стопки от 5 до 10 кристаллов гуанин расположены на расстоянии около ¼ длины волны друг от друга, чтобы конструктивно интерферировать и обеспечивать почти 100-процентное отражение. В глубоких водах, в которых обитает топорик, только синий свет с длиной волны 500 нанометров проникает вниз и должен отражаться, поэтому зеркала на расстоянии 125 нанометров обеспечивают хорошую маскировку. [29]
Большинство рыб в верхнем слое океана замаскированы серебрением. В рыбе, такой как сельдь, который обитает на более мелкой воде, зеркала должны отражать смесь длин волн, и, соответственно, у рыбы есть стопки кристаллов с диапазоном различных расстояний. Еще одна сложность для рыб с закругленными в поперечном сечении телами заключается в том, что зеркала будут неэффективными, если положить их на кожу, поскольку они не будут отражать горизонтально. Общий зеркальный эффект достигается с помощью множества небольших отражателей, все ориентированных вертикально. [29]
Рыбья чешуя с этими свойствами используется в некоторых косметических средствах, поскольку они могут придавать мерцающий эффект макияжу и помаде. [30]
Плакоидные чешуи
Плакоид (заостренные, зубчатые) чешуйки встречаются в хрящевые рыбы: акулы, лучи. Их еще называют дермальные зубчики. Чешуйки плакоидов структурно гомологичный с позвоночное животное зубы («зубчик» переводится как «маленький зуб»), имеющий центральный полость пульпы снабжен чем то кровеносный сосуд, окруженный коническим слоем дентин, все они расположены на прямоугольной базальной пластине, которая опирается на дерма. Самый внешний слой состоит из витродентин, в основном неорганический эмаль-подобное вещество. Чешуя плакоида не может увеличиваться в размерах, но по мере увеличения размера рыбы добавляется больше чешуи.
Подобные шкалы также можно найти под заголовком зубчатая сельдь. В лучах масштаб покрытия намного меньше.
Акулья кожа
Кожа акулы почти полностью покрыта мелкой плакоидной чешуей. Чешуя поддерживается шипами, которые кажутся шершавыми при движении в обратном направлении, но когда они сглаживаются движением воды вперед, образуются крошечные вихри которые уменьшают гидродинамический тащить и уменьшить турбулентность, что делает плавание более эффективным и тихим по сравнению с плаванием костистых рыб. [31] Он также играет роль в предотвращении обрастания, демонстрируя эффект лотоса. [32]
В отличие от костистых рыб, у акул сложная кожная корсет из гибкого коллагеновый волокна устроен как спиральный сеть, окружающая их тело. Корсет работает как внешний скелет, обеспечивая прикрепление плавательных мышц и тем самым экономя энергию. [36] В зависимости от положения этих плакоидных чешуек на теле они могут быть гибкими и пассивно возведенными, что позволяет им изменять угол атаки. Эти чешуйки также имеют выступы, которые выровнены по направлению потока, эти гребни уменьшают силу сопротивления, действующую на кожу акулы, отталкивая вихрь дальше от поверхности кожи, препятствуя любому высокоскоростному поперечному потоку. [37]
Морфология чешуи
Общая анатомия чешуек различна, но все их можно разделить на три части: макушка, шейка и основание. Податливость шкалы связана с размером основания шкалы. Весы с большей гибкостью имеют меньшее основание и поэтому менее жестко прикреплены к stratum laxum. На макушке быстро плавающих акул есть ряд параллельных гребней или гребней, идущих от переднего к заднему направлению. [38]
Анализируя три составляющих шкалы, можно сделать вывод, что основание зубного камня не контактирует ни с какой частью потока жидкости. [39] Однако коронка и шейка зубцов играют ключевую роль и отвечают за создание турбулентных вихрей и водовороты обнаружен у поверхности кожи. [39] Из-за того, что зубчики бывают разных форм и размеров, можно ожидать, что не все формы будут давать одинаковый тип турбулентный поток. Во время недавнего исследовательского эксперимента биомиметик образцы зубчиков акулы с микроструктурой в виде полумесяца, испытанные в резервуаре для воды с использованием вытяжного стола в качестве слайда. Эксперимент показал, что поверхность с зубчиками в целом уменьшила сопротивление на 10% по сравнению с гладким образцом. Причина этого снижения сопротивления была связана с тем, что турбулентные вихри застревали между зубчиками, создавая «подушкообразный» барьер против ламинарного потока. [40] Тот же тип эксперимента был проведен другой исследовательской группой, которая внесла больше изменений в свой биомиметический образец. Вторая группа пришла к такому же выводу, что и первая, однако, поскольку их эксперимент содержал больше вариаций в образцах, они смогли достичь высокой степени экспериментальной точности. В заключение они заявили, что более практичные формы более долговечны, чем формы с замысловатыми гребнями. Практичные формы были низкопрофильными и имели трапециевидное или полукруглое поперечное сечение, похожее на желоб, и были менее эффективными, но, тем не менее, снижали сопротивление на 6 или 7%. [41]
Снижение сопротивления
Акулы уменьшают сопротивление и общее стоимость транспорта (COT) несколькими способами. Сопротивление давления создается из-за разницы давлений между передней и задней стороной акулы из-за объема, который проходит мимо акулы, чтобы продвинуться вперед. [42] Этот тип сопротивления также прямо пропорционален ламинарный поток. Когда ламинарный поток вокруг рыбы увеличивается, сопротивление давления увеличивается. [43] Сопротивление трения является результатом взаимодействия жидкости с кожей акулы и может варьироваться в зависимости от того, как изменяется пограничный слой относительно поверхности рыбы. [42]
Рифлеты препятствуют продольному перемещению продольных вихрей в вязком подслое. Механизм сложен и еще не полностью изучен. По сути, гребни препятствуют образованию вихрей у поверхности, потому что вихрь не может поместиться в впадинах, образованных гребнями. Это выталкивает вихрь дальше от поверхности, взаимодействуя только с кончиками гребней, не вызывая высокоскоростного потока в долинах. Поскольку этот высокоскоростной поток теперь взаимодействует только с кончиком риблета, который представляет собой очень маленькую площадь поверхности, передача импульса, вызывающая сопротивление, теперь намного ниже, чем раньше, что эффективно снижает сопротивление. Кроме того, это уменьшает колебания скорости поперечного потока, что также способствует передаче импульса. [38]
Грубо, наждачная бумага-подобная текстура кожи акулы и ската, вкупе с прочностью, позволила ценить ее как источник сыромятной кожи натуральная кожа, называется шагрень. Одним из многих исторических применений шагрени из акулы было изготовление рукояток для мечи. Шероховатая текстура кожи также используется в Японская кухня сделать терки называется орошики, прикрепив кусочки акульей кожи к деревянным доскам. Небольшой размер чешуек очень мелко натирает пищу.
Техническое приложение
Есть много примеров биомиметические материалы и поверхности, основанные на строении водных организмов, включая акул. Такие приложения предназначены для обеспечения более эффективного движения в текучих средах, таких как воздух, вода и масло.
Поверхности, имитирующие кожу акулы, также использовались для удержания микроорганизмов и водоросли от покрытия корпусов подводных лодок и кораблей. Один сорт продается как “акула”. [46] [47]
Многие новые методы воспроизведения кожи акулы включают использование полидиметилсилоксан (PDMS) для создания пресс-формы. Обычно процесс включает взятие плоского куска акульей кожи, покрытие его PDMS, чтобы сформировать форму, и повторная заливка PDMS в эту форму, чтобы получить точную копию кожи акулы. Этот метод был использован для создания биомиметической поверхности, которая имеет супергидрофобный свойства, демонстрирующие эффект лотоса. [46] Одно исследование показало, что эти биомиметические поверхности снижают сопротивление до 9%, [37] при этом при маховом движении снижение сопротивления достигло 12,3%. [48]
Наряду с морскими приложениями, аэрокосмическая промышленность также может извлечь выгоду из этих биомиметических конструкций. Параметрическое моделирование было сделано на зубцах акул с широким диапазоном конструктивных вариаций, таких как низкопрофильные и высокопрофильные генераторы вихрей. [49] Эти биомиметические модели были разработаны и проанализированы, чтобы увидеть эффекты применения зубчатых структур на крыльях различных самолетов. Во время моделирования было отмечено, что образец изменил то, как низкие и высокие углы атаки отреагировал. Из испытанных образцов с низким и высоким профилем низкопрофильные вихревые генераторы превзошли существующие конструкции с гладким крылом на 323%. Это повышение производительности происходит из-за разделительного пузыря в следе от зубцов и потоковых вихрей, которые восполняют потерю импульса в пограничном слое из-за поверхностного трения. [49]
Щитки
Scute происходит от латинского для щит, и может принимать форму:
Некоторые рыбы, например сосновая шишка, полностью или частично покрыты щитками. Речная сельдь и плавники имеют брюшной ряд щитков, которые представляют собой чешуйки с приподнятыми острыми концами, которые используются для защиты. Немного домкраты иметь ряд щитков, следующих за боковая линия с обеих сторон.
Масштаб развития
Чешуя обычно появляется на поздних стадиях развития рыб. В случае данио, требуется 30 дней после оплодотворения, прежде чем разные слои, необходимые для начала формирования чешуек, дифференцируются и организуются. Для этого необходимо, чтобы консолидация мезенхима происходит тогда морфогенез индуцируется, и, наконец, процесс дифференциации или поздний метаморфоза происходит. [50] [51]
В отличие от эластоидных чешуек, ганоидная чешуя состоят из минерализованного и неминерализованного коллагена в разных регионах. Их образование происходит за счет проникновения поверхностных клеток мезенхимы в матрикс, последний состоит из коллагеновых волокон и располагается вокруг сосудистых капилляров, что приводит к возникновению сосудистых полостей. На этом этапе эластобласты заменяются на остеобласты, образуя кость. Патчи матрицы шкалы не окостеневший состоят из уплотненного коллагена, что позволяет ему поддерживать соединение с мезенхимой. Это известно как Волокна Шарпея. [50] [51] [52]
Одним из генов, регулирующих развитие образования чешуи у рыб, является звуковой еж (shh) ген, который посредством белка (shh) участвует в органогенез и в процессе сотовая связь, разрешите формирование чешуек. [53] [54] В аполипопротеин E (ApoE), что позволяет транспортировать и метаболизировать триглицериды и холестерин, взаимодействует с shh, потому что ApoE обеспечивает холестерином shh сигнальный путь. Было показано, что в процессе дифференциация клеток и взаимодействиеуровень транскрипции ApoE высокий, что позволило сделать вывод о важности этого белка для позднего развития чешуек. [53] [54]