Kala

Kala on yleisnimitys vedessä eläville, kiduksilla hengittäville, selkärankaisille eläimille. Ennen kaloja pidettiin yhtenä selkärankaisten luokkana (Pisces), mutta nykyisen käsityksen mukaan ne kuuluvat useisiin eri luokkiin eikä kaloja voida pitää tieteellisen luokittelun ryhmänä.

Kalojen monimuotoisuus

Kalalajien monimuotoisuus on erittäin suuri. Lajien ominaisuudet vaihtelevat esimerkiksi ulkomuodon, elinympäristön, ravinnon ja myrkyllisyyden mukaan. Eri alueilla ja eri ravintoja käyttävät kalat ovat kaikki erikoistuneet erilaisiin asioihin. Osa kaloista, esimerkiksi hait, on saalistukseen kehittyneitä lihansyöjiä, kun taas useat lajit käyttävät ravintonaan joko kasvisravintoa tai eläinplanktonia. 
Kalojen joukosta löytyy useita todella erikoistuneita lajeja, jotka pystyvät erityisominaisuuksiensa ansiosta selviytymään vain tietyissä elinympäristöissä. Esimerkiksi jotkin hyvin syvällä meressä elävät kalat pystyvät elämään vain suuren paineen alaisina. Pinnalla ne räjähtäisivät kappaleiksi oman sisäisen paineensa takia.

Kalojen evoluutiohistoria

Ensimmäiset kalat kehittyivät kambrikauden loppupuolella noin 500 miljoonaa vuotta sitten. Näiltä ensimmäisiltä kaloilta puuttui leuka, mutta niillä oli kuitenkin pyrstö ja jonkinlaisia evämäisiä rakenteita anatomiassaan. Kyseessä oleva leuattomien alkukalojen ryhmä (Ostracodermi) jakautui kahdeksi eri kehityslinjaksi, joille kaikille yhteistä oli ruumiin peittävä moniosainen luupanssari. Useimmat lajit olivat hyvin lyhyitä ja leuattomuutensa vuoksi joutuivat hankkimaan ravintonsa imemällä avoimella suuaukollaan pohjalietettä ja pieniä selkärangattomia sekä avovedestä planktonia. 
Panssarilliset alkukalat näyttävät fossiililöytöjen perusteella kadonneen noin 400 miljoonaa vuotta sitten, jolloin niiden satamiljoonavuotinen kukoistuskausi päättyi. Todennäköisesti nämä leuattomat kalat hävisivät ominaisuuksiltaan meriin ilmaantuneille leuallisille panssarihaille (Placodermi). Nykypäivänä ainoastaan nahkiaiset ja limanahkiaiset ovat leuattomia kaloja, vaikkakaan tutkijat eivät ole yksimielisiä siitä, kuuluvatko nämä eläimet kaloihin poikkeavan ruumiinrakenteensa vuoksi. 
Leuattomat kalat syrjäyttäneillä panssarihaille oli jo ehtinyt kehittyä rustoinen tukiranka ja parilliset evät. Nämä anatomiset rakenteet mahdollistivat sen, että uudet meriä hallitsevat kalat saattoivat muodostaa uusia ja monimuotoisempia ekologisia lokeroita. Uusien ominaisuuksiensa vuoksi panssarihait levittäytyivät leuattomia kaloja laajemmille alueilla ja olivat näitä huomattavasti monimuotoisempia. Myös kalojen koko alkoi kasvaa. Esimerkiksi Dunkelosteus-lajin edustajalla saattoi olla pituutta jo kuutisen metriä. 
Jo ennen panssarihaita oli mereen ilmaantunut muitakin leuallisia kaloja. Piikkihait edustivat toista leuallisten kalojen kehityshaaraa, mutteivät koskaan saavuttaneet samanlaista valta-asemaa meressä kuin panssarihait. Piikkikalat muistuttivat suuresti nykyisiä haikaloja. Kuitenkaan niiden yhteyttä nykykaloihin ei tunneta tarkasti. 
Kalojen monipuolistuessa eriytyi kolme kehityslinjaa, jotka olivat rustokalat, varsieväkalat ja varsinaiset luukalat. Rustokalojen ryhmän tunnuspiirteisiin kuuluivat esimerkiksi rustoinen tukiranka, evät, kallo, hampaat, kierteissuoli ja uimarakon puuttuminen. Rustokaloihin kuuluvat hait ja rauskut erikoistuivat devonikaudella saalistajiksi. Nämä rustokalat menestyivät hyvin ja kasvoivat suuriksi; Megalodon saattoi olla jopa kuudentoista metrin pituinen lihansyöjä. 
Luukalat taas aloittivat leviämisensä sisävesistöistä. Devonikauden aikana niihin kuuluvat lajit asuttivat laajalti järviä ja jokia. Luukalat myös erkaantuivat kahteen eri kehityslinjaan, varsieväkaloihin ja varsinaisiin luukaloihin. Luukalojen anatomia sisälsi useita menestykseen tarvittavia tekijöitä. Niiden rakenteeseen kuuluivat muun muassa taipuisa suomupeite, hyvin liikkuvat evät ja uimarakko. Näiden muista kaloista poikkeavien ominaisuuksiensa ansiosta luukalat saavuttivat vähitellen valta-aseman merissä ja sisävesistöissä. Nykyään luukaloja tunnetaan noin 25 000 lajia, mikä on enemmän kuin kaikkia muita selkärankaisia yhteensä.

Ruumiinmuoto

Kalojen määritelmän täyttäviä vesieläimiä on yli 25 000, minkä vuoksi on olemassa paljon muodoltaan ja rakenteeltaan erilaisia kaloja. Silti elintoiminnot ovat hyvin samankaltaisia sekä alkeellisilla että kehittyneillä kaloilla. Yleensä sivulta litistynyttä sukkulamuotoa pidetään kalan perusmuotona, vaikkakin on olemassa useita poikkeavia muotoja. Kalojen ruumiin muoto on nimittäin aina sopeutunut ympäristöön. Esimerkiksi vesistöjen pohjassa elävät kalat voivat olla litistyneitä tai notkeita ja käärmemäisiä, kun taas kasvien ja juurakoiden suojassa elävät kalalajit ovat korkeita ja litteitä.

Tukiranka

Kalojen tukirangan huomattavin osa muodostuu selkärangasta ja kallosta. Tämä tukiranka voi olla joko rustoinen tai luutunut. Nikamien määrä vaihtelee eri kalaryhmien suhteen suuresti. Yleensä kalojen nikamien kaksiosainen selkähaarake on kärjestään sulautunut yhteen. Haarakkeiden väliin jäämässä pienessä tilassa sijaitsee selkäydin. Vartalonikamien kohdalla sivuilla suuntautuneet vatsahaarakkeet kannattavat kylkiluita. Kylkiluiden alapäät ovat vapaat, mikä johtuu rintalastan puuttumisesta. Kalojen rintaevät vastaavat maalla elävien selkärankaisten eturaajoja ja ne niveltyvät kiduskansien takana oleviin kalan hartioihin. Vatsaevät taas niveltyvät surkastuneeseen lantioon.

Levinneisyys ja lisääntyminen

Kaloja on löydetty lähes jokaisesta suuresta vesialueesta, sekä suolaisista meristä että makean veden järvistä ja lammista. Kaloja elää aivan pinnan tuntumasta tuhansien metrien syvyyteen asti. Kalojen sukupuolet ovat melko samannäköisiä. 
Useimpien kalojen lisääntyminen tapahtuu kutemalla, ja munasolut hedelmöittyvät ulkoisesti. Naaras munii veteen mätimunia ja koiras laskee niiden päälle maitia, joka hedelmöittää munat. Tavallisesti hedelmöittyminen tapahtuu vedessä, mutta muutamissa lajeissa mäti voi hedelmöittyä naaraan sisälläkin. Jotkut harvat lajit voivat rakentaa pesiä tai hoitaa poikasiaan jossain määrin.
Esimerkiksi hait ja merihevoset sen sijaan parittelevat, eli hedelmöitys tapahtuu sisäisesti. Jotkut lajit myös synnyttävät eläviä poikasia. Myös partenogeneesiä, eli nk. neitseellistä syntymistä tavataan joillain lajeilla.

Kalojen kipukokemus

Kalojen kipukokemuksesta on saatu yhä enemmän todisteita varsinkin 2000-luvulla. Kalojen aivojen reaktiot ovat kipukokemuksen aikana samankaltaisia kuin nisäkkäillä ja kalat välttävät tilanteita jossa altistuvat kivulle. Mikäli kala kokee kipua se pyrkii lievittämään sitä keinuttamalla itseään, kuten nisäkkäätkin tekevät. Morfiinia annettaessa kalan kipukäyttäytyminen katoaa. Vaikka kalastajat mielellään uskoisivat että koukussa oleva kala sätkisi vain johtuen reflekseistä, aivo- ja käyttäytymistutkimuksen tulokset kertovat toista.