Анатомија на ајкула

Анатомијата на ајкулите се разликува од онаа на коскените риби на повеќе различни начини. Разликата, што се забележува во анатомијата на ајкулатите е потенцијален резултат на видообразбата и разликата на живеалиштата.
1 Петте хордатни синапоморфии
Петте хордатни синапоморфии се присутни кај ’рскавичните риби на следниов начин: фарингеални процепи, дорзален нервен кабел, нотокорда, ендостил и пост-анална опашка. Кај цефалокордатите, фарингеалниот процеп, или фаринксот, се наоѓа странично на грлото на рибата, и функционира како филтер со тоа што дозволува водата да помине низ овој регион со цел да се задржат хранливите материи и кислородот од размената на гасови. Дорзалниот нерв служи како шуплив 'рбет каде сигналите се испраќаат низ целото тело поради тоа што нервното ткиво се наоѓа во овој регион. Нотокордата е исто така кон опашката на рибата, но поблиску кон средината на телото од дорзалниот нерв, и е структура исполнета со вода што ѝ овозможува на рибата да се движи во вода. Ендостилот е под фарингеалните жабрени процепи каде што се заробуваат протеините за на крајот да им обезбедат енергија и егзистенција на ’рскавичните риби. Пост-аналната опашка е мускулеста и им овозможува на ’рскавичните риби да можат да се движат во водата.
2 Идентификување на петте синапоморфии кај ајкулите
Овие еволуирани синапоморфии се клучни за сегашниот начин на живот на ајкулата, на пример, фарингеалниот отвор се променил во вилица и жабри. Дорзалниот нерв испраќа сигнали до телото како што правел порано, но сега дорзалниот нервен кабел станува ЦНС. Нотохордот се променил од дозволување движење во вода во дискови што се формираат помеѓу пршлените, овозможувајќи заштита и дејствувајќи како тампон кога се случува движење. Ендостилот е хомолог во споредба со тироидната жлезда и се воспоставил пред ајкулите; оваа адаптација била корисна за забрзување на метаболизмот на ајкулите. Пост-аналната опашка ѝ помага на ајкулата да се движи во водата, но исто така и помага ѝ за рамнотежа.
3 Скелет
Ајкулите се 'рскавични риби. Скелетот на ајкулата е главно составен од 'рскавица. Тие припаѓаат на класата хондрихти. Поточно, ендоскелетите се направени од неминерализираната хијалинска 'рскавица која е пофлексибилна и помалку густа од коската, поради што трошат помалку енергија при големи брзини. Секој дел од скелетот е формиран од надворешно сврзно ткиво наречено перихондриум, а потоа е покриен од долу со слој од хексагонални, минерализирани блокови наречени тесери.
4 Перки
Перките им овозможуваат на ајкулите да се држат правец и да се креваат. Повеќето ајкули имаат осум перки: пар предни перки, пар карлични перки, две грбни перки, анална перка и опашна перка. Пекторалните перки се крути, а тоа им овозможува движење надолу, кревање и водење. Членовите на редот ''Hexanchiformes'' имаат само една грбна перка. Аналната перка отсуствува кај редовите ''Squaliformes, Squatiniformes и Pristiophoriformes''.
4.1 Опашка
Опашката на ајкулата се состои од опашката на стапалото и опашна перка, кои се главен извор на потисок за ајкулата. Повеќето ајкули имаат хетероцеркални опашки перки, што значи дека 'рбетот се протега во горен лобус. Обликот на опашната перка го одразува начинот на живот на ајкулата, и може да се подели во пет категории:
* Брзопливачките ајкули на отворени води, како што се скушата ајкула, имаат опашки во облик на полумесечина со горни и долни лобуси со речиси еднаква големина. Високиот сооднос на ширина и должина на опашката служи за подобрување на моќта и ефикасноста на пливање. Кај овие видови, обично има и странични килими на опашката на стапалото. Кит-ајкулата и големата ајкула исто така имаат ваков тип на опашка, иако тие се генерално помирни животни од другите.
* „Типичните ајкули“ имаат опашки со горен лобус подолг од долниот. Горниот лобус е свртен нагоре под умерен агол во однос на телото, што ја балансира ефикасноста на крстарење со способноста за вртење.
* Ајкулите што живеат на дното, како што се ''Scyliorhinidae'' и ''Orectolobiformes'', имаат опашки со долги горни лобуси и практично без долен лобус. Горниот лобус e под многу низок агол, што ја жртвува брзината за маневрирање. Овие ајкули генерално пливаат со брановидни линии слични на јагула.
* Ајкулите од видот ''Squalidae'' исто така имаат опашки со подолги горни отколку долни лобуси. Сепак ‘рбетот поминува низ горниот лобус под помал агол од самиот лобус, намалувајќи го количеството на надолен потисок. Нивните опашки не можат да издржат големи брзини, но ја комбинираат способноста за брзини со маневрирање.
* Ајкулите ''Squatina'' имаат уникатни опашки. Нивните каудални перки се обратни хетероцеркални, со долен лобус поголем од горниот.
5 Заби
Забите на ајкулита се силни и направени од глеѓ. Многу ајкули имаат три реда на заби.Овие заби се вградени во непцата, а не во вилицата. Ајкулите се раѓаат со заби кои постојано се заменуваат. Забите се заменуваат приближно на секои две недели. Обликот на забите ја одредува исхраната на ајкулата. На пример, ајкула со рамни заби јаде школки кои ги гмечи, зашилените заби се користат за фаќање риби, додека познатите остри заби со назабени рабови кои се користат за голем плен.
6 Внатрешни органи
Црниот дроб е голем и мрсен орган кој сочинува 25% од вкупната телесна тежина на ајкулата. Двете намени на овој орган кај ајкулата се складирање на енергија и масло. Црниот дроб е хидростатичен орган. Овој орган помага во пловноста бидејќи црниот дроб складира масла, намалувајќи ја густината на телото на ајкулата. Црниот дроб на ајкулата е исто така полн со мрсна супстанца наречена масло од црн дроб на ајкула, која им помага на ајкулите да бидат попловни и делува како складиште на енергија, каде што може да се искористи кога е потребно. Црниот дроб на ајкулата, исто така, помага во филтрирањето на крвта и отпадот, а исто така делува како регион за складирање на витамини, што е неверојатно важно; особено ако ајкулата помине долго време без јадење или ако ајкулата има екстремни количества на уреа во системот, црниот дроб помага во двата сценарија. Ајкулите, исто така, имаат осморегулација што ѝ овозможува на ајкулата да има високи концентрации и количества на уреа, што им овозможува да не дехидрираат од живеењето во морска вода, за разлика од слатка вода.Бубрегот на ајкулата лачи уреа што е потребна за ајкулата да го има во својот систем, за да не дехидрира од живеењето во морска вода. Срцето на ајкулата има две комори. Главната важност на срцето на ајкулата е обезбедување крв со кислород низ целото тело, додека ја филтрира крвта без кислород.
7 Дигестивен систем
Желудникот завршува кај пилорусот, што води до дуоденумот, а потоа до спиралниот вентил. Спиралниот вентил е спирален орган,ја зголемува површината за да можат да се апсорбираат хранливите материи. Спиралниот вентил потоа се празни во ректумот и анусот, а потоа во клоаката. Желудникот на ајкулата има и пократки црева од повеќето животни, што предизвикува храната да потрае подолго време целосно да се свари пред да се излачи од телото. Оваа дигестивна жлезда ги пренесува секретите низ венталниот лобус и во дуоденумот. Панкреасот на ајкулата помага во варењето со производство на ензими потребни за разградување на големи парчиња храна,а панкреасот служи за одржување на метаболизмот со брзо темпо за да се приспособи на големите количества на внесена храна. На самиот крај од кратките црева се наоѓа ректалната жлезда која е важна за излачувањето на отпадот од животното.
8 Репродуктивен систем
Репродуктивните органи на ајкулите служат за сексуално размножување, при што мажјакот доставува сперма до женката користејќи спојки што се вметнуваат во јајцеводот на женката. Ова потоа ѝ овозможува на женката да раѓа живи млади, иако некои положуваат јајца.
9 Температура
Ајкулите како што се големите бели ајкули, ''Lamna ditropis'' и неколку други, се ендотермни, што им помага да се движат брзо во ладна вода. Овие ајкули ја загреваат крвта со користење на систем за размена на топлина наречен рете мирабиле. Телесната температура на скуша ајкулите може да биде до 10 степени повисока од околната вода.
10 Интегумент
За разлика од коскените риби, ајкулите имаат сложен дермален корсет направен од флексибилни колагенски влакна и распореден како спирална мрежа што го опкружува нивното тело. Ова функционира како надворешен скелет, обезбедувајќи прицврстување за нивните мускули за пливање и со тоа заштедувајќи енергија. Сличен распоред на колагенски влакна е откриен кај делфините и лигните. Нивните дермални заби им даваат хидродинамички предности бидејќи ја намалуваат турбуленцијата додека пливаат.
10.1 Кожа
За разлика од лушпите на коскените риби, ајкулите имаат плакоидни лушпи, познати како дентикули. Дентикули се во облик на V и се направени од слоеви на дентин и површина од глеѓ. Ребрестите се вдлабнатини во кожата на ајкулата кои ги држат дентикулите. Овие дентикули на кожата ѝ овозможуваат на ајкулата да се движи тивко, брзо и речиси без напор. Кожата на ајкулите е слична на чувството на шмиргла, груба и абразивна. За време на пливањето, флексибилната наклонетост на кожата, која е поставена 45 степени во однос на должината на телото, овозможува странично свиткување. Ова осигурува дека кожата останува цврста на површината, но е исто така флексибилна,спречувајќи брчки и можни турбуленции во струите што минуваат по телото. Кожата е составена од дермис и епидермис. Кај 'рбетниците,епидермисот произведува мукозен слој за да помогне во навлажнувањето на површината на кожата и може да се користи и како одбранбен механизам од бактериски инфекции. Ова исто така може да помогне за мазен, брз, ламинарен тек при пливање.
10.2 Плакоидни лушпи
Супер мазни лушпи ја обложуваат кожата на ајкулите, раите и 'рскавичните риби поради отсуство на дермална коска. Овие лушпи се присутни во дермисот, кој има фиброзни компоненти на сврзното ткиво, и се проектираат низ епидермисот, кој содржи секреторни клетки и стратифицирани епидермални клетки, до површината. Хомологни по структура на забите на 'рбетниците, овие екстремно силни лушпи служат за намалување на турбуленцијата и отпорот на водата, бидејќи го намалуваат протокот со голема брзина. Колку е поголема рибата, толку е веројатно дека ќе имаат повеќе плакоидни лушпи. Овие проекции се екстремно слични на заби.
10.3 Лоренциеви ампули
Бидејќи се најзастапени кај 'рскавичните риби, рибите имаат низа сетилни органи кои се распоредени како мрежа од стотици до илјадници пори исполнети со желе во близина на нивните очи, уши, уста и нос. Овие електрорецептори се нарекуваат Лоренциеви ампули, а во 1678 година, за првпат биле откриени од италијанскиот лекар и ихтиолог, Стефано Лоренцини. Овие пори се користат за чувство и откривање на електромагнетни полиња, а честопати помагаат во навигациските вештини и ловот на плен. Ова може да биде особено важно ноќе, бидејќи ајкулите не можат само да се потпрат на својот вид во темни услови, туку им е потребен друг механизам што ќе им помогне да се движат. Поточно, тие се способни да детектираат плен што е закопан под песокот. Постојат две различни форми на електролокација, пасивна електролокација и активна електролокација, а ајкулите во голема мера се потпираат на нив за навигација.
11 Мускули
Гледани како пелагични предатори, ајкулите имаат постојано покачена телесна температура преку нивниот континуитет во пливањето, што во крајна линија претставува физиолошка предност за ајкулите. Голема причина зошто ја поседуваат оваа предност е фактот што поседуваат црвен, аеробен, локомоторен мускул и бел локомоторен мускул. Температурата во голема мера влијае врз способноста на мускулите да се контрахираат, а ова е во однос и на околината и на внатрешната температура на организмот.
11.1 Црвен локомоторен мускул
Црвениот мускул на ајкулата ги движи при континуираното пливање. Оптималниот температурен опсег за функција е од 20 до 30 степени Целзиусови,а мускулите се сметаат за неефикасни ако се изложени на пониски температури. Генерално, температурата на мускулот на ајкулата се задржува метаболички и е значително над надворешната температура на водата. Овој мускул, исто така, добива доволно снабдување со крв, поради што ајкулите можат да пливаат подолг временски период, што помага во разградувањето на мастите. Црвените мускулни влакна се концентрирани во вентралниот регион на ајкулата и се наоѓаат веднаш до 'рбетниот столб, што на крајот го прави 'рбетниот столб посилен.
11.2 Бел локомоторен мускул
Мускулот за пливање кај ајкулите не е толку термички зависен, па затоа е пооптимален во функционирањето на различни температури. Ова помага во кратките налети при пливањето на ајкулата. Овој мускул е блиску до мускулот за пливање, што на крајот овозможува пренос на топлина од мускулот за пливање до мускулот за пливање. Иако е посоодветен за ниски температури, неговата проксимална локација во мускулот за пливање има значителна корист, само зголемувајќи ја неговата функција. Овој мускул е навистина важен во движењето на опашката и е одговорен за пулсирањето на опашката на ајкулата и движејќи ја ајкулата напред. Мускулот се контрахира, а потоа се вкочанува за да ѝ овозможи на ајкулата да се движи низ водата.
12 Камуфлажа
Ајкулите може да имаат комбинација од бои на површината на нивното тело што резултира со техника на камуфлажа наречена контрасенчење.Потемната боја на горната страна и посветлата боја на долната страна од телото помага да се спречи визуелно откривање од предатори. (На пр, белата боја на дното на ајкулата се вклопува со сончевата светлина од површината кога се гледа одоздола.) Контрасенчењето може да се постигне и преку биолуминисценција кај неколкуте видови ајкули кои произведуваат и емитуваат светлина.
Некои видови имаат посложена физичка камуфлажа што им помага да се вклопат во околината.Вобегонгите и ангелските ајкули користат камуфлажа за да извршат предаторски напади од заседа.
13 Циркулаторниот систем
Ајкулите поседуваат еднокружен циркулаторен систем центриран околу срцето со две комори. Крвта тече од срцето до жабрите каде што е оксигенирана. Оваа крв богата со кислород потоа се пренесува низ целото тело и до ткивата пред да се врати во срцето. Како што срцето чука, деоксигенираната крв влегува во венскиот синус. Крвта потоа тече низ преткомората до комората, пред да се испразни во артерискиот конус и да го напушти срцето.
14 Респираторен систем
Жабрите на ајкулата се особено важни и еволуирале од синапоморфијата на фарингеалните жабрени процепи на ’рскавичните риби. Како и белите дробови кај другите животни, жабрите се неопходни за ајкулите да дишат под вода со извлекување на кислород од водата. Водата влегува низ устата, поминува во фаринксот и излегува низ жабрените процепи. Повеќето видови ајкули имаат пет жабрени засеци од секоја страна, меѓутоа некои видови можат да имаат до шест или седум како ајкулите од редот ''Hexanchiformes''. Како дел од нивниот респираторен систем, ајкулите имаат и помошен респираторен отвор зад очите наречен спиракула.
14.1 Структура и компоненти на жабри
Како и кај повеќето риби, жабрите на ајкулите се наоѓаат на нивната надворешна површина од двете страни во близина на главата. Внатре во жабрените прорези се наоѓаат долги структури слични на испакнатини наречени жабрени филаменти. Жабрените филаменти се странични на жабрените лакови и имаат голема површина, каде што формираат набори во жабрените прорези. Ламелите во жабрените прорези се тенки,мембрански набори кои имаат пристап до снабдување со крв преку артериите и се место за размена на гасови. Кога вода богата со кислород влегува во жабрите, крвта го апсорбира кислородот преку дифузија, и го исфрла јаглерод диоксидот. За да ги поддржат жабрите во вентилацијата, спиракулите апсорбираат повеќе вода и ги вентилираат жабрите, дури и кога ајкулите јадат. Жабрените гребени се 'рскавични структури во жабрените лакови кои дејствуваат во филтрирањето на честичките храна при хранење додека водата се движи низ жабрите.
14.2 Механизми на дишење
Постојат два механизма што ајкулите можат да ги користат за да ја движат водата преку жабрите: при букалното пумпање, ајкулата активно влече вода користејќи ги своите букални мускули, додека при вентилацијата, ајкулата плива напред, туркајќи ја водата во устата и низ жабрите. Букалното пумпање е поенергетски интензивно од вентилацијата. Ајкулите што живеат на дното генерално користат букално пумпање за да ја префрлат водата кон своите жабри во споредба со поактивните ајкули, кои користат вентилација и пливаат за да ја туркаат водата кон устата и жабрите. Повеќето од ајкулите можат да се префрлаат помеѓу овие механизми како што бара ситуацијата, во зависност од изобилството на кислород во водата. Неколку видови, како што е големата бела ајкула, ја изгубиле способноста да вршат букално пумпање, и ќе се задушат ако престанат да се движат напред поради недоволно кислород што поминува низ нивните жабри.
15 Поврзано
* Анатомија на риби