Jump to content

Рыбная локомоция

(Перенаправлено из амиформ )
Рыба, как и этот желтый тунец , используйте множество различных механизмов, чтобы продвинуться через воду

Локомоция рыбы - это различные виды локомоции животных, используемых рыбой , главным образом плаванием . Это достигается в различных группах рыбы благодаря различным механизмам движения, чаще всего, похожими на волновые боковые сгибания тела и хвоста рыбы в воде и в различных специализированных рыбах по движениям плавников . Основными формами локомоции в рыбе являются:

  • Ангуилформа, в которой волна проходит равномерно вдоль длинного стройного тела;
  • Суб-карангорие, в которой волна быстро увеличивается в амплитуде в направлении хвоста;
  • Карангиформ, в которой волна сосредоточена возле хвоста, который быстро колеблется;
  • Тунниформ, быстрое плавание с большим мощным хвостом в форме полумесяца; и
  • Острациформа, почти без колебаний, кроме хвостового плавника.

Более специализированная рыба включает в себя движение грудных плавников с в основном жестким телом, противоположным дорсальным и анальным плавникам, как в солнечных рыбах ; и движение путем пропаганды волны вдоль длинных плавников с неподвижным телом, как в ножах или перьях .

Кроме того, некоторые рыбы могут по -разному «ходить» (то есть ползать по земле, используя грудные и тазовые плавники), зарыться в грязи, выпрыгнуть из воды и даже временно скользить по воздуху.

Плавание

[ редактировать ]

Механизм

[ редактировать ]
Файфы, используемые для локомоции: (1) грудные плавники (парные), (2) тазовые плавники (парные), (3) дорсальный плавник , (4) жировой плавник, (5) анальный плав

Рыба плавает, оказывая силу против окружающей воды. Существуют исключения, но это обычно достигается за счет мышц, сжимающих рыбы по обе стороны его тела, чтобы создавать волны сгибания , которые перемещаются по длине тела от носа до хвоста, как правило, становятся все больше, когда они идут вперед. Векторные . силы проявлялись на воде таким движением отмены сбоку, но генерируют чистую силу назад, которая, в свою очередь, проталкивает рыбу вперед через воду Большинство рыб генерируют тягу, используя боковые движения своего тела и каудального плавника , но многие другие виды движутся в основном, используя их медиана и парные плавники. Последняя группа плавает медленно, но может быстро повернуться, как это необходимо, например, в коралловых рифах. Но они не могут плавать так быстро, как рыба, используя свои тела и каудальные плавники. [ 1 ] [ 2 ]

Скелетная анатомия тилапии [ 3 ]

Рассмотрим тилапию , показанную на диаграмме. Как и большинство рыб, тилапия имеет обтекательную форму тела, снижающую водостойкость к движению и позволяет тилапии легко прорезать воду. Его голова негибкой, что помогает ему поддерживать тягу вперед. [ 3 ] Его весы перекрываются и указывают назад, позволяя воде проходить через рыбу без ненужной обструкции. Водяное трение еще больше уменьшается с помощью слизи, которую Тилапия выделяет над своим телом. [ 3 ]

Как самолет или подводная лодка, рыба имеет шесть градусов свободы .

Оболочка гибкая, позволяя мышцам ритмично сжиматься и расслабиться и привести к волнообразному движению. [ 3 ] Плавательный мочевой пузырь обеспечивает плавучесть, которая помогает рыбе отрегулировать свое вертикальное положение в толще воды . Система боковой линии позволяет ей обнаруживать вибрации и изменения давления в воде, помогая рыбе соответствующим образом реагировать на внешние события. [ 3 ]

Хорошо развитые плавники используются для поддержания баланса, торможения и изменения направления. Грудные плавники действуют как поворот, вокруг которых рыба может быстро повернуться и самостоятельно управлять. Парные грудные и тазовые плавники контролируют подачу , в то время как непаренные дорсальные и анальные плавники уменьшают рыскание и катание . Каудальный плавник обеспечивает сырую силу для продвижения рыбы вперед. [ 3 ]

Тело/каудальный фон

[ редактировать ]

Есть пять групп, которые различаются по доле их тела, которая смещена в боковом направлении: [ 1 ]

Ангуилформа

[ редактировать ]
Угромы распространяют более или менее постоянную волну сгибания вдоль своих стройных тел.

В ангиллаформе, содержащей несколько длинных тонких рыб, таких как угри , незначительное увеличение амплитуды волны сгибания, когда она проходит вдоль тела. [ 1 ] [ 4 ]

Субкаранга

[ редактировать ]

Субкарангообразная группа имеет более заметное увеличение амплитуды волны вдоль тела, причем подавляющее большинство работ выполняется задней половиной рыбы. В целом, тело рыбы жестче, что делает для более высокой скорости, но снижается маневренность. Форель Используйте суб-каранговую локомоцию. [ 1 ]

Карангиформ

[ редактировать ]

Группа Carantiform, названная в честь Carangidae , более жесткая и более движущаяся, чем предыдущие группы. Подавляющее большинство движения сосредоточено в самой задней части тела и хвоста. Карангообразные пловцы обычно имеют быстро колеблющиеся хвосты. [ 1 ]

Туны, такие как голубые плавают быстро с их большими хвостами в форме полумесяца.

Группа Thunniform содержит высокоскоростные пловцы на расстоянии и характерно для тунцев [ 5 ] и также встречается в нескольких ламнидных акулах . [ 6 ] Здесь практически все боковые движения находятся в хвосте, а в области соединяет основной корпус с хвостом (цветоножка). Сам хвост имеет тенденцию быть большим и в форме полумесяца. [ 1 ]

Острациформа

[ редактировать ]

Острациформа не имеет заметной волны тела, когда они используют каудальное локомоцию. Только сам хвостовой плавник колеблется (часто очень быстро), чтобы создать тягу . Эта группа включает в себя Ostraciidae . [ 1 ]

Медиана/парная движения плавника

[ редактировать ]
Ярко -желтая ящика плавает только с грудными плавниками.
Boxfish использует срединную плаванию, так как они не очень хорошо упорядочены, и используют в первую очередь свои грудные плавники для получения тяги.

Не вся рыба удобно подходит в вышеупомянутых группах. в Ocean Sunfish Например, есть совершенно другая система, режим тетраодонтиформы, и многие мелкие рыбы используют свои грудные плавники для плавания, а также для рулевого управления и динамического подъема . Рыба в заказе Gymnotiformes обладает электрическими органами по всей длине их тел и плавает, волнистым удлиненным анальным плавником, сохраняя при этом тело все еще, предположительно, чтобы не нарушать электрическое поле, которое они генерируют.

Многие рыбы плавают с использованием комбинированного поведения двух грудных плавников или как анальных , так и дорсальных плавников. Различные типы срединной парной движения FIN могут быть достигнуты путем преимущественного использования одной пары плавников по сравнению с другой и включать Rajiform, Diodontiform, Amiiform, Gymnotiform и Balistform. [ 2 ]

Раджиформ

[ редактировать ]

Радженообразное локомоция характерна для лучей и коньков , когда тяга производится вертикальными волнами вдоль крупных, хорошо развитых грудных плавников. [ 2 ]

Дикобразинская рыба (здесь, Diodon Holocanthus ) плавает, волнуясь их грудные плавники.

Diodontiform Mocomotion вызывает рыбу, распространяющиеся вдоль больших грудных плавников, как видно на рыбах дикобраза ( Diodontidae ). [ 2 ]

Амиформа

[ редактировать ]

Амиформная локомоция состоит из волнений длинного спинного плавника, в то время как ось тела удерживается прямой и стабильной, как видно в Bowfin . [ 2 ]

Гимнотекформа

[ редактировать ]
Gymnotus поддерживает прямую спину во время плавания, чтобы избежать нарушения его электрического смысла .

Гимнотриформное локомоция состоит из волнений длинного анального плавника, по существу, амиформно, наблюдаемой в южноамериканских ножах Gymnotiformes . [ 2 ]

Балистика

[ редактировать ]

В балистичной локомоции как анальные, так и дорсальные плавники волнуют. Это характерно для семейства Balistidae (триггерные рыбы). Это также можно увидеть в Zeidae . [ 2 ]

Колебательный

[ редактировать ]

Колебание рассматривается как плавание на основе грудного канала и наиболее известна как мобифицированная локомоция. Движение может быть описано как производство менее половины волны на плавнике, аналогичное хлопке птичьего крыла. Пелагические скаты, такие как манта, каунз, орла и летучие лучи, используют колебательную локомоцию. [ 7 ]

Тетраодонтиформ
[ редактировать ]

В тетраодонтиформе локомоции дорсальные и анальные плавники разлетелись в качестве единицы, либо в фазе, либо в точности противостояние друг другу, как видно в Tetraodontiformes ( Boxfises and Pufferfes ). Ocean Sunfish отображает крайний пример этого режима. [ 2 ]

Лабораобразная
[ редактировать ]

В лабораторной локомоции, наблюдаемой в Wrasses ( Labriformes ), колебательные движения грудных плавников основаны на перетаскивании или на основе подъема. Движение генерируется либо в качестве реакции на перетаскивание, полученное путем перетаскивания плавников через воду в движении по гребле, либо с помощью механизмов подъема. [ 2 ] [ 8 ]

Динамический подъем

[ редактировать ]
Акулы плотнее, чем вода, и должны постоянно плавать, чтобы поддерживать глубину, используя динамический подъем из их грудных плавников.

Кости и мышечные ткани рыбы плотнее, чем вода. Чтобы поддерживать глубину, костная рыба увеличивает плавучесть с помощью газового мочевого пузыря . В качестве альтернативы, некоторые рыбные масла или липиды для этой же цели. Рыба без этих функций использует вместо этого динамический подъем . Это делается с использованием их грудных плавников таким образом, аналогичным использованию крыльев самолетами и птицами . По мере того, как эти рыбы плавают, их грудные плавники расположены для создания подъема , что позволяет рыбе поддерживать определенную глубину. Два основных недостатка этого метода заключаются в том, что эти рыбы должны оставаться двигаться, чтобы остаться на плаву и что они не способны плавать задом наперед или парить. [ 9 ] [ 10 ]

Гидродинамика

[ редактировать ]

Подобно аэродинамике полета, плавание с питанием требует, чтобы животные преодолевали сопротивление, производя тягу. Однако, в отличие от полетов, плавающим животным часто не нужно обеспечивать много вертикальных сил, потому что эффект плавучести может противостоять нисходящему тяжести тяжести, что позволяет этим животным плавать без особых усилий. В то время как существует большое разнообразие в локомоции рыб, поведение плавания может быть классифицировано на два различных «режима», основанных на структурах тела, участвующих в производстве тяги, срединной патронной плавниках (MPF) и тела-каудальном плавнике (BCF). В рамках каждой из этих классификаций существует множество спектра поведения от чисто неимущего до совершенно колебательного . В режимах для бега ощущения тяга производится волноподобными движениями движущейся структуры (обычно плавник или все тело). С другой стороны, колебательные моды характеризуются тягой, полученной путем поворота движущей структуры на точке прикрепления без какого-либо волноподобного движения. [ 2 ]

Тело-каудальный плавник

[ редактировать ]
Сардины используют тела-каудальное движение плавника, чтобы плавать, удерживая их грудные, дорсальные и анальные плавники плоскими к телу, создавая более обтекаемое тело для уменьшения сопротивления.

Большинство рыб плавают, генерируя волновые волны, которые распространяют тело через каудальный плавник . Эта форма волнистой локомоции называется телом-каудальным плавником (BCF), плавающим на основе используемых структур тела; Он включает в себя ангаиллиформу, суб-карангористого, карангиформ и мод с модами, а также колебательный острациформный режим. [ 2 ] [ 11 ]

Приспособление

[ редактировать ]

Подобно адаптации при полете птичьего полета, поведение плавания в рыбе можно рассматривать как баланс стабильности и маневренности. [ 12 ] Поскольку кузов-каудальное плавание полагается на более каудальные структуры тела, которые могут направлять мощную тягу только назад, эта форма локомоции особенно эффективна для быстрого ускорения и постоянно. [ 2 ] [ 11 ] Таким образом, каудальное плавание в организме является и по своей природе стабильным и часто наблюдается в рыбе с большими моделями миграции, которые должны максимизировать эффективность в течение длительных периодов времени. С другой стороны, движительные силы в срединной парой плавания, генерируются несколькими плавниками, расположенными по обе стороны тела, которые могут быть скоординированы для выполнения сложных поворотов. В результате, срединно-папорочная плавания хорошо адаптировано для высокой маневренности и часто наблюдается в небольших рыбах, которые требуют сложных схем побега. [ 12 ]

Среда обитания, занятые рыбами, часто связаны с их плаванием. На коралловых рифах более быстрые виды рыб, как правило, живут в обитаниях с волнами, подверженными быстрым скоростям потока воды, в то время как более медленные рыбы живут в защищенных средах обитания с низким уровнем движения воды. [ 13 ]

Рыба не полагается исключительно на один локомоторный режим, а довольно локомоторные универсалы, [ 2 ] Выбор и сочетание поведения из многих доступных поведенческих методов. Преимущественно каудальные пловцы плавников часто включают движение грудных, анальных и дорсальных плавников в качестве дополнительного стабилизирующего механизма на более медленных скоростях, [ 14 ] Но держите их близко к телу на высоких скоростях, чтобы улучшить оптимизацию и уменьшение сопротивления. [ 2 ] рыбок данио изменяют их локомоторное поведение в ответ на изменение гидродинамических влияний на протяжении всего роста и созревания. Наблюдалось, что [ 15 ]

Переход преимущественно плавательной локомоции непосредственно в полете развивался в одном семействе морских рыб, Exocoetidae . Летающая рыба - это не настоящие листовки в том смысле, что они не выполняют полете с питанием. Вместо этого эти виды скользит прямо по поверхности океанской воды, не прокаляясь их «крыльями». Летающая рыба развивала ненормально большие грудные плавники, которые действуют как аэродинамические профили и обеспечивают подъем, когда рыба выходит из воды. Дополнительные форвардные и рулевые силы создаются путем окунания гипокаудальной (т.е. нижней) доли своего хвостового плавника в воду и очень быстро вибрируя ее, в отличие от ныряющих птиц, в которых эти силы вырабатываются тем же локомоторным модулем, используемым для движения. Из 64 существующих видов летающих рыб существуют только два различных плана тела, каждый из которых оптимизирует два разных поведения. [ 16 ] [ 17 ]

летающая рыба.
Летающая рыба получает достаточное количество подъема, чтобы скользить над водой благодаря их увеличенным грудным плавникам.

Компромисс

[ редактировать ]

В то время как у большинства рыб есть каудальные плавники с равномерно долями по размеру (т. Е. Гомокаудаль), летающая рыба имеет увеличенную вентральную долю (то есть гипокаудальный), которая облегчает погружение только часть хвоста обратно на воду для дополнительного производства тяги и рулевого управления. [ 17 ]

Поскольку летающая рыба в основном является водными животными, их плотность тела должна быть близка к плоде воды для стабильности плавучести. Это основное требование для плавания, однако, означает, что летающая рыба тяжелее (имеет большую массу), чем другие привычные листовки, что приводит к более высокой загрузке крыла и соотношению подъема к сопротивлению для летающих рыб по сравнению с птицей сравнительно размера. [ 16 ] Различия в области крыла, распыления крыльев, нагрузки крыла и соотношения сторон были использованы для классификации летающих рыб по двум различным классификациям на основе этих различных аэродинамических конструкций. [ 16 ]

План бипланов

[ редактировать ]

В плане тела биплана или Cypselurus как грудные, так и тазовые плавники увеличены, чтобы обеспечить подъем во время полета. [ 16 ] Эти рыбы также имеют тенденцию иметь «лестные» тела, которые увеличивают общую зону продуцирования подъема, что позволяет им «висеть» в воздухе лучше, чем более потоковые формы. [ 17 ] В результате этого высокого производства подъема эти рыбы являются отличными планерами и хорошо адаптированы для максимизации расстояния и продолжительности полета.

Для летающих рыб Cypselurus есть более низкая нагрузка крыла и меньшие соотношения сторон (то есть более широкие крылья), чем их аналоги Exocoetus Monoplane, что способствует их способности летать на более длительные расстояния, чем рыба с этим альтернативным планом тела. Летающая рыба с дизайном биплана воспользуется своими способностями с высоким уровнем производства подъема при запуске из воды, используя «такси, скользящий» , в котором гипокаудальная доля остается в воде, чтобы получить тягу даже после того, как ствол очищает поверхность воды, а крылья Открыт с небольшим углом атаки для генерации лифта. [ 16 ]

Иллюстрация типичного плана тела летающей рыбы
В плане монопланового тела Exocoetus только грудные плавники аномально большие, в то время как тазовые плавники маленькие.

План тела моноплана

[ редактировать ]

В плане тела Exocoetus или Monoplane только грудные плавники увеличены, чтобы обеспечить подъем. Рыба с этим планом тела, как правило, имеет более обтекаемое тело, более высокие соотношения сторон (длинные, узкие крылья) и более высокую загрузку крыла, чем рыба с планом биплана, что делает эти рыбы хорошо адаптированными для более высоких скоростей полета. Летающая рыба с планом тела моноплана демонстрирует различные поведения запуска от их биплановых коллег. Вместо того, чтобы продлевать продолжительность производства тяги, моноплановая рыба запускается из воды на высоких скоростях под большим углом атаки (иногда до 45 градусов). [ 16 ] Таким образом, Monoplane Fish использует свою адаптацию для высокой скорости полета, в то время как рыба с биплановыми конструкциями использует свои способности производства лифта во время взлета.

Duration: 14 seconds.
Альтим Арнольдорум
Duration: 17 seconds.
Альтикус Арнолдорум поднимается на вертикальный кусок плексигласа

«Ходячая рыба» - это рыба, которая может путешествовать по земле в течение длительных периодов времени. В некоторых других случаях нестандартного рыбного локомоции включают рыбу «ходьбу» вдоль морского дна , такие как рыба для рук или лягушка .

Чаще всего ходячая рыба - это амфибийная рыба . Способные тратить больше времени из воды, эта рыба может использовать ряд средств локомоции, включая пружину, змею, похожий на змею, боковую волну и ходьбу, подобную штативу. Mudskippers , вероятно, являются лучшими адаптированными на землю из современной рыбы и могут провести дни, переезжая из воды и даже могут подниматься на мангровые заросли , хотя на лишь скромные высоты. [ 18 ] Восхождение Гурами часто конкретно упоминается как «ходячая рыба», хотя на самом деле он не «ходит», а скорее движется резким образом, поддерживая себя на расширенных краях своих жаберных пластин и подталкиваясь к его плавникам и хвосту Полем Некоторые отчеты указывают на то, что это также может подняться на деревья. [ 19 ]

Есть несколько рыб, которые менее искусны в реальной ходьбе, например, ходячий сом . Несмотря на то, что эта рыба обычно известна «ходьбой на суше», обычно может использовать свои грудные плавники, чтобы помочь в его движении. Ходячие сомы имеют респираторную систему , которая позволяет им жить за пределами воды в течение нескольких дней. Некоторые являются инвазивными видами . Печально известный случай в Соединенных Штатах - северная змея . [ 20 ] Полиптериды имеют рудиментарные легкие, а также могут двигаться по суше, хотя и неуклюже. Mangrove Rivulus может выжить в течение нескольких месяцев из воды и может перемещаться в такие места, как полые бревна. [ 21 ] [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ]

Ogcocephalus small

Есть некоторые виды рыб, которые могут «ходить» вдоль морского пола, но не на суше; Одним из таких животных является летающий Gurnard (на самом деле он не летит и не следует путать с летающей рыбой ). Библи -рыбы семейства Ogcocephalidae (не путать с Batfish of Ephippidae ) также способны ходить по морскому полу. Bathypterois Grallator , также известный как «штатив -рыба», стоит на своих трех плавниках на дне океана и охотится за едой. [ 25 ] Африканская легкая рыба ( P. annectens ) может использовать свои плавники, чтобы «ходить» вдоль нижней части своего танка таким же образом, как амфибии и земельные позвоночные используют свои конечности на суше. [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]

Ограбление

[ редактировать ]

Многие рыбы, особенно рыбы в форме угрей, такие как истинные угри , мурайские угри и колючие угри , способны проходить через песок или грязь. [ 29 ] Офхихтиды , змеи, способны отрываться от вперед или назад. [ 30 ]

У личинок

[ редактировать ]

Плавание

[ редактировать ]
Личинка лосося выходит из яйца

Рыбные личинки, как и многие взрослые рыбы, плавают волнообразным своим телом. Скорость плавания варьируется пропорционально размеру животных, в том, что меньшие животные имеют тенденцию плавать на более низких скоростях, чем более крупные животные. Механизм плавания контролируется режимом потока личинок. Число Рейнольдса (Re) определяется как отношение инерционной силы к вязкой силе . Меньшие организмы влияют больше вязких сил, таких как трение, и плавают по меньшему числу Рейнольдса. Более крупные организмы используют большую долю инерционных сил, таких как давление, плавать, по более высокого числа Рейнольдса. [ 31 ]

Личинки из лучей рыб с ласками, Actinopterygii , плавают в довольно большом диапазоне числа Рейнольдса (Re ≈10 до 900). Это ставит их в режим промежуточного потока, где как инерционные, так и вязкие силы играют важную роль. По мере увеличения размера личинок увеличивается использование сил давления для плавания у более высокого числа Рейнольдса.

Внеляемые пловцы обычно проливают как минимум два типа бодрствования: карангиформные пловцы проливают подключенные вихревые петли и ангаилломные пловцы. Эти вихревые кольца зависят от формы и расположения заднего края, от которого проливают вихри. Эти паттерны зависят от скорости плавания, соотношения скорости плавания к скорости волны тела и формы волны тела. [ 31 ]

Спонтанное приступ плавания имеет три этапа. Первая фаза - это фаза начала или ускорения: на этом этапе личинка имеет тенденцию вращать свое тело, чтобы сделать форму «c», которая называется подготовительным ходом. Затем он толкает в противоположном направлении, чтобы выпрямить свое тело, которое называется движительным ходом или силовым ходом, который заставляет личинки двигаться вперед. Второй этап - циклическое плавание. На этом этапе личинка плавает с приблизительно постоянной скоростью. Последний этап - замедление. На этом этапе скорость плавания личинки постепенно замедляется до полной остановки. В подготовительном инсультах, из -за изгиба тела, личинка создает 4 вихря вокруг его тела, и 2 из них проливают на движущем ударе. [ 31 ] Подобные явления можно увидеть в фазе замедления. Тем не менее, в вихрях фазы замедления можно увидеть большую площадь повышенной завихренности по сравнению с исходной фазой.

Способность плавания личиночных рыб важна для выживания. Это особенно верно для личиночных рыб с более высокой скоростью метаболизма и меньшим размером, что делает их более восприимчивыми к хищникам. Способность плавания рифовой рыбной личинки помогает ей поселиться на подходящем рифе и для поиска своего дома, поскольку она часто изолирована от своего домашнего рифа в поисках еды. Следовательно, скорость плавания личинок рифовой рыбы довольно высока (≈12 см/с - 100 см/с) по сравнению с другими личинками. [ 32 ] [ 33 ] Скорости плавания личинок из одних и тех же семей в двух местах относительно схожи. [ 32 ] Тем не менее, различия между людьми довольно велики. На уровне видов длина в значительной степени связана со способностью плавания. Однако на уровне семейного уровня только 16% вариаций в плаваниях могут быть объяснены по длине. [ 32 ] Существует также отрицательная корреляция между соотношением тонкости (длина тела до максимальной ширины) и способностью плавания личинок рифовой рыбы. Это предполагает минимизацию общего сопротивления и максимизации объема. Личинки рифов рыб значительно различаются в их критических способностях скорости плавания среди таксонов, что приводит к высокой изменчивости в устойчивой скорости плавания. [ 34 ] Это снова приводит к устойчивой изменчивости в их способности изменять паттерны рассеивания, общие расстояния рассеяния и контролировать их временные и пространственные закономерности поселения. [ 35 ]

Гидродинамика

[ редактировать ]

Небольшие волнистые пловцы, такие как личинки рыб, испытывают как инерционные, так и вязкие силы, относительная важность которых обозначена числом Рейнольдса (Re). Число Рейнольдса пропорционально размеру тела и скорости плавания. Производительность плавания личинки увеличивается через 2–5 дней после оплодотворения. По сравнению со взрослыми, личиночная рыба испытывает относительно высокую вязкую силу. Чтобы повысить тягу до равного уровня со взрослыми, он увеличивает частоту хвостового удара и, следовательно, амплитуду. У рыбок данио частота хвостового удара увеличивается в возрасте до 95 Гц за 3 дня после оплодотворения с 80 Гц за 2 дня после оплодотворения. Эта более высокая частота приводит к более высокой скорости плавания, тем самым снижая хищничество и увеличивая способность улавливать добычу, когда они начинают питаться примерно через 5 дней после оплодотворения. Механика проливания вихря изменяется с режимом потока обратным нелинейным способом. Номер Strouhal является дизайнерским параметром для механизма выпадения вихря. Он может быть определен как отношение продукта частоты хвостового удара с амплитудой со средней скоростью плавания. [ 36 ] Рейнольдс номер (re) является основным решающим критерием режима потока. Это наблюдалось по различным типам личиночных экспериментов, которые, медленные личинки плавают на более высоком чисел, но меньше числа Рейнольдса. Тем не менее, более быстрые личинки явно плывут в противоположных условиях, то есть в более низком количестве Струхала, но более высоком численном чисел Рейнольдса. Число Strouhal постоянно по сравнению с аналогичной скоростью взрослых рыб. Число Strouhal зависит не только от небольшого размера пловцов, но также зависит от режима потока. Как и в рыбах, которые плавают в вязком или режиме потока с высоким содержанием фонари, создаст высокое сопротивление тела, что приведет к более высокому числу Страхала. Принимая во внимание, что в режиме с высоким вязким режимом взрослые плавают с более низкой длиной шага, что приводит к частоте бита нижнего хвоста и более низкой амплитуде. Это приводит к более высокой тяге к тому же смещению или более высокой движущей силы, которая единогласно уменьшает число Рейнольдса. [ 37 ]

Личиночные рыбы начинают питаться через 5–7 дней после оплодотворения. И они испытывают крайний уровень смертности (≈99%) в течение нескольких дней после начала кормления. Причиной этого «критического периода» (HJORT-1914) являются в основном гидродинамические ограничения. Личиночная рыба не может есть, даже если есть достаточно добычи. Одним из основных детерминантов успеха кормления является размер личиночного тела. Меньшие личинки функционируют в режиме более низкого числа Рейнольдса (Re). По мере увеличения возраста размер личинок увеличивается, что приводит к более высокой скорости плавания и увеличению числа Рейнольдса. Во многих экспериментах наблюдалось, что число успешных ударов Рейнольдса (re ~ 200) намного выше, чем количество неудачных ударов Рейнольдса (re ~ 20). [ 38 ] [ 39 ] Численный анализ всасывающего кормления в низком числе Рейнольдса пришел к выводу, что около 40% энергии, инвестируемой в открытие рта, теряется для сил трения, а не способствует ускорению жидкости к роту. [ 40 ] Онтогенетическое улучшение в сенсорной системе, координация и опыт являются незначительными отношениями при определении успеха кормления личинок [ 39 ] Успешный удар положительно зависит от пиковой скорости потока или скорости личинок во время удара. Пиковая скорость потока также зависит от скорости жезла или скорости открытия щечной полости для захвата пищи. По мере того, как личинка стареет, увеличивается размер тела и скорость его защитывания, что совокупно увеличивает успешные результаты удара. [ 39 ]

Способность личиночной добычи пережить встречу с Хищником полностью зависит от ее способности чувствовать и уклоняться от удара. Взрослые рыбы демонстрируют быстрые удары по кормлению всасывания по сравнению с личиночными рыбами. Чувствительность личиночной рыбы к полям скорости и потока обеспечивает личинки критической защитой от хищничества. Хотя многие добычи используют свою визуальную систему для обнаружения и уклонения от хищников, когда есть свет, добыче трудно обнаружить хищников ночью, что приводит к отсроченному ответу на атаку. У рыб есть механо-сенсорная система для определения различного потока, генерируемого различным движением, окружающим воду, и между телами, называемыми в качестве системы боковой линии. [ 41 ] После обнаружения хищника личинка уклоняется от ответа «быстрый старт» или «C». Плавательная рыба нарушает объем воды перед его телом с скоростью потока, которая увеличивается с близостью к телу. Это конкретное явление иногда называют луковой волной . [ 42 ] Время ответного ответа «C» намеренно влияет на вероятность выхода. Вероятность побега увеличивается с расстоянием от хищника во время удара. В целом, добыча успешно уклоняется от удара хищника с промежуточного расстояния (3–6 мм) от хищника. [ 41 ]

Поведение

[ редактировать ]

Объективная количественная оценка сложна у более высоких позвоночных сложными и разнообразными локомоторными репертуаром и нейронной системой. Тем не менее, относительная простота юношеского мозга и простой нервной системы рыб с фундаментальными нейрональными путями позволяет личинкам рыбок данио быть подходящей моделью для изучения взаимосвязи между локомоторным репертуаром и нейрональной системой позвоночных. Поведение представляет собой уникальный интерфейс между внутренними и внешними силами, которые определяют здоровье и выживание организма. [ 43 ] Личиночные рыбок данио выполняют много локомоторного поведения, такого как реакция на побег, отслеживание добычи, оптомоторный отклик и т. Д. Такое поведение может быть классифицировано в отношении положения тела как «C'-Starts», J'-Turns, Mlow Scoots, рутинные повороты и т. Д. Ответьте на резкие изменения в освещении с различным локомоторным поведением. Личинки демонстрируют высокую локомоторную активность в периоды яркого света по сравнению с темной. Такое поведение может направить к идее поиска пищи в свете, тогда как личинки не питаются в темноте. [ 44 ] Также световое воздействие непосредственно манипулирует локомоторной активностью личинок в течение циркадного периода света и темноты с более высокой локомоторной активностью в световом состоянии, чем в темном состоянии, которое очень похоже, как видно у млекопитающих. После начала тьмы личинки показывают гиперактивное движение Scoot до постепенного падения. Такое поведение может быть связано, чтобы найти укрытие до темноты. Кроме того, личинки могут лечить этот внезапный вечер, как при мусоре, а гиперактивность может быть объяснена как навигация личинок обратно в освещенные районы. [ 44 ] Продолжительный темный период может снизить отзывчивость личинок светового темпа. После вымирания света личинки выполняют большой угол, поворачиваясь к исчезаемому источнику света, что объясняет навигационный отклик личинки. [ 44 ] Острое воздействие этанола снижает визуальную чувствительность личинок, вызывая задержку, чтобы реагировать на изменение света и темнота. [ 43 ]

Смотрите также

[ редактировать ]
  • Водное локомоция - биологически продвигаемое движение через жидкую среду; в отличие от пассивного плавания (плавающее); включает в себя расходы энергии для перемещения на желаемые
  • Microswimmer
  • Роль кожи в локомоции - использование интенсивной системы в движении животных
  • Компромиссы для локомоции в воздухе и воде - Сравнение плавания и полетов, эволюции и биофизики
  • Внеляемое локомоция -движение, характеризующееся волноподобными моделями движения, которые действуют, чтобы продвигать
  1. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин Breder, CM (1926). «Локомоция рыб». Зоологика . 4 : 159–297.
  2. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон глин час я Дж k л м не Sfakiotakis, M.; Лейн, DM; Дэвис, JBC (1999). «Обзор режимов плавания рыбы для водного локомоции» (PDF) . IEEE Journal of Oceanic Engineering . 24 (2): 237–252. Bibcode : 1999ijoe ... 24..237s . doi : 10.1109/48.757275 . S2CID   17226211 . Архивировано из оригинала (PDF) 2013-12-24.
  3. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Локомоция в рыбных рыбах , глобальной инициативы по электронной школам и общинах (GESCI) Организации Объединенных Наций. Получено 7 сентября 2021 года. Материал был скопирован из этого источника, который доступен по международной лицензии Creative Commons Attribution 4.0 .
  4. ^ Long Jr, JH, Shepherd, W. & Root, RG (1997). Манедоверность и обратимая движущая сила: как, похожая на углубленные рыбы, плавают вперед и назад с использованием волн передвижного тела ». В: Proc. Специальная сессия по биоинженерным исследованиям, связанным с автономными подводными транспортными средствами , 10-й инт. Symp. –134).
  5. ^ Хокинс, JD; Сепульведа, Калифорния; Грэм, JB; Диксон, Ка (2003). «Исследования по производству плавания на восточной части Тихого океана Bonito Sarda Chiliensis , близкий родственник тунцев (семейства Scombridae) II. Кинематика» . Журнал экспериментальной биологии . 206 (16): 2749–2758. doi : 10.1242/jeb.00496 . PMID   12847120 .
  6. ^ Климли, А. Питер (2013). Биология акул, коньков и лучей . Университет Чикагской Прессы. ISBN  978-0-226-44249-5 .
  7. ^ Линдси, CC (1978). «Локомоция». В Hoar WS; Рэндалл, DJ (ред.). Физиология рыбы . Тол. 7. Академическая пресса. Сан -Франциско. С. 1–100.
  8. ^ Фултон, CJ; Йохансен, JL; Steffensen, JF (2013). «Энергетические крайности в водном локоме от коралловых рифов» . Plos один . 8 (1): E54033. Bibcode : 2013ploso ... 854033f . doi : 10.1371/journal.pone.0054033 . PMC   3541231 . PMID   23326566 .
  9. ^ Беннетта, Уильям Дж. (1996). "Глубокое дыхание" . Архивировано из оригинала 2007-08-14 . Получено 2007-08-28 .
  10. ^ «Спи, акулы» . Flmnh.ufl.edu. 2017-05-02. Архивировано из оригинала 2010-09-18.
  11. ^ Jump up to: а беременный Блейк, RW (2004). «Обзорная бумага: функциональный дизайн рыбы и производительность плавания». Журнал рыбной биологии . 65 (5): 1193–1222. doi : 10.1111/j.0022-1112.2004.00568.x .
  12. ^ Jump up to: а беременный Weihs, Daniel (2002). «Стабильность в сравнении с маневренностью в водной локомоции» . Интегрированная и вычислительная биология . 42 (1): 127–134. doi : 10.1093/icb/42.1.127 . PMID   21708701 .
  13. ^ Фултон, CJ; Беллвуд, доктор; Wainwright, PC (2005). «Волновая энергия и производительность плавания формы коралловых рифов рыб» . Труды Королевского общества б . 272 (1565): 827–832. doi : 10.1098/rspb.2004.3029 . PMC   1599856 . PMID   15888415 .
  14. ^ Heatwole, SJ; Fulton, CJ (2013). «Поведенческая гибкость у рыб коралловых рифов, реагирующих на быстро меняющуюся среду». Морская биология . 160 (3): 677–689. doi : 10.1007/s00227-012-2123-2 . S2CID   85119253 .
  15. ^ МакГенри, Мэтью Дж.; Лодер, Джордж В. (2006). «Онтогенство формы и функции: локомоторная морфология и перетаскивание рыбок данио ( Данио Рерио )». Журнал морфологии . 267 (9): 1099–1109. doi : 10.1002/jmor.10462 . PMID   16752407 . S2CID   33343483 .
  16. ^ Jump up to: а беременный в дюймовый и фон Fish, Fe (1990) Дизайн крыла и масштабирование летающей рыбы в отношении полета. "J. Zool. Lond." 221, 391-403.
  17. ^ Jump up to: а беременный в Рыба, Фрэнк. (1991) на плавник и молитву. «Ученые». 3 (1), 4-7.
  18. ^ «Тур музея Кэрнса - Железная дорога Кернс -Куранда» . Архивировано из оригинала 2015-01-08 . Получено 2015-01-08 .
  19. ^ "Поднимаясь за рыбу" . Архивировано из оригинала на 2009-08-29 . Получено 2015-02-26 .
  20. ^ «Мэриленд страдает от войны с инвазивной ходьбой» , National Geographic News 12 июля 2002 г.
  21. ^ Раковины, деревья и дни
  22. ^ «Тропическая рыба может жить месяцами из воды» . Рейтер . 15 ноября 2007 г.
  23. ^ Рыба живет в бревнах, дышащий воздух, в течение нескольких месяцев
  24. ^ Рыба живет в бревнах, дышащий воздух, в течение нескольких месяцев
  25. ^ Джонс, в; KJ Sulak (1990). «Первая центральная тихоокеанская тарелка и гавайская запись глубоководной штативы Fish Bathypterois Grallator (Pisces: Chlorophthalmidae)» (PDF) . Тихоокеанская наука . 44 (3): 254–7.
  26. ^ Рыба использует плавники, чтобы ходить и связать
  27. ^ Поведенческие доказательства эволюции ходьбы и ограничения до земной земли у саркоптеригических рыб
  28. ^ Маленький шаг для легких, большой шаг для эволюции ходьбы
  29. ^ Монахи, Нил (2006). Солоноватые рыбы . TFH . С. 223–226. ISBN  978-0-7938-0564-8 .
  30. ^ Аллен, Джерри (1999). Морские рыбы Юго -Восточной Азии: полевой гид для рыболовов и дайверов . Tuttle Publishing. п. 56. ISBN  978-1-4629-1707-5 Полем Многие имеют костный, острый хвост, и они одинаково искусны в том, чтобы заново выходить вперед или назад.
  31. ^ Jump up to: а беременный в «Образцы потока личинок рыбы: вооруженное плавание в режиме промежуточного потока» Ульрика К. Мюллера, Джоса Г.М. Ван Ден Бугаарт и Йохана Л. Ван Леувен. Журнал экспериментальной биологии 2008 211: 196–205; doi: 10.1242/jeb.005629
  32. ^ Jump up to: а беременный в «Критические скорости плавания коралловых рифовых личинок коралловых рифов: вариации внутри видов, среди видов и между местами» Фишера Р., Лейс, Дж. М., Кларк, Длин Морская биология (2005) 147: 1201. https: // doi .org/10.1007/s00227-005-0001-x ,
  33. ^ «Развитие способностей плавания у личинок рифовых рыб» Ребекка Фишер, Дэвид Р. Беллвуд, Суреш Д. Работа в серии морской экологии-предпрогреса-Mar Ecol-Progrogr Ser. 202. 163-173. 10.3354/MEPS202163
  34. ^ 'Максимальные устойчивые скорости плавания личинок поздней стадии девяти видов рифовых рыб »Ребекка Фишер, Шон К. Уилсон в журнале экспериментальной морской биологии и экологии, том 312, выпуск 1, 2004, страницы 171–186, ISSN 0022 -0981, https://doi.org/10.1016/j.jembe.2004.06.009
  35. ^ «Развитие способностей плавания у личинок рифовых рыб» Ребекка Фишер, Дэвид Р. Беллвуд, Суреш Д. Иов в серии морской экологии-предпрогреса-Mar Ecol-Progrogr Ser. 202. 163-173. 10.3354/MEPS202163
  36. ^ Ван Леувен, Йохан Л.; Восенек, Сис Дж.; Мюллер, Ульрик К. (2015). «Как крутящий момент тела и числа Страхала меняются с скоростью плавания и стадией развития у личиночных рыбок данио» . Журнал интерфейса Королевского общества . 12 (110). Королевское общество: 20150479. DOI : 10.1098/RSIF.2015.0479 . ISSN   1742-5689 . PMC   4614456 . PMID   26269230 .
  37. ^ Как изменяются крутящий момент тела и числа Страхала со скоростью плавания и стадией развития у личиночных рыбок данио Йохана Л. Ван Леувен, Сис Дж. Восенек и Ульрике К. Мюллер в Jr Soc. Интерфейс 2015 12 20150479; Doi: 10.1098/rsif.2015.0479. 6 сентября 2015 года
  38. ^ Китай, Виктор; Хольцман, ROI (19 мая 2014 г.). «Гидродинамическое голодание у личиночных рыб первого кормления» . Труды Национальной академии наук . 111 (22): 8083–8088. Bibcode : 2014pnas..111.8083c . doi : 10.1073/pnas.1323205111 . ISSN   0027-8424 . PMC   4050599 . PMID   24843180 .
  39. ^ Jump up to: а беременный в Китай, Виктор; Леви, Лирас; Либерзон, Алекс; Эльмалия, Тал; Хольцман, ROI (26 апреля 2017 г.). «Гидродинамический режим определяет успех кормления личиночной рыбы посредством модуляции ударной кинематики» . Труды Королевского общества B: Биологические науки . 284 (1853). Королевское общество: 20170235. DOI : 10.1098/rspb.2017.0235 . ISSN   0962-8452 . PMC   5413926 . PMID   28446697 .
  40. ^ Дрост, мистер; Мюллер, М.; Osse, JWM (23 августа 1988 г.). «Количественная гидродинамическая модель всасывающего кормления у личиночных рыб: роль сил трения». Труды Королевского общества Лондона. Серия Б. Биологические науки . 234 (1276). Королевское общество: 263–281. Bibcode : 1988rspsb.234..263d . doi : 10.1098/rspb.1988.0048 . ISSN   0080-4649 . S2CID   86188901 .
  41. ^ Jump up to: а беременный Стюарт, Уильям Дж.; Cardenas, Gilberto S.; МакГенри, Мэтью Дж. (1 февраля 2013 г.). «Личинки рыбок данио уклоняются от хищников путем измерения потока воды» . Журнал экспериментальной биологии . 216 (3). Компания биологов: 388–398. doi : 10.1242/jeb.072751 . ISSN   1477-9145 . PMID   23325859 .
  42. ^ Ферри-Грэм, Лара А.; Wainwright, Peter C.; Лодер, Джордж В. (2003). «Количественное определение потока во время всасывания в синей жабкой солнечной рыбы». Зоология . 106 (2). Elsevier: 159–168. doi : 10.1078/0944-2006-00110 . ISSN   0944-2006 . PMID   16351901 .
  43. ^ Jump up to: а беременный «Локомоция у личиночных рыбок данио: влияние времени дня, освещение и этанол» от RC Macphail, J. Brooks, DL Hunter, B. Padnos A, TD Irons, S. Padilla в нейротоксикологии. 30. 52-8. 10.1016/j.neuro.2008.09.011.
  44. ^ Jump up to: а беременный в «Модуляция локомоторной активности у личиночных рыбок данио во время адаптации света» Гарольда А. Берджесса и Майкла Гранато. В журнале экспериментальной биологии 2007 210: 2526–2539; doi: 10.1242/jeb.003939

Дальнейшее чтение

[ редактировать ]
[ редактировать ]
Arc.Ask3.Ru: конец переведенного документа.
Arc.Ask3.Ru
Номер скриншота №: 421f00577908738331ae8689a55f8821__1714737420
URL1:https://arc.ask3.ru/arc/aa/42/21/421f00577908738331ae8689a55f8821.html
Заголовок, (Title) документа по адресу, URL1:
Fish locomotion - Wikipedia
Данный printscreen веб страницы (снимок веб страницы, скриншот веб страницы), визуально-программная копия документа расположенного по адресу URL1 и сохраненная в файл, имеет: квалифицированную, усовершенствованную (подтверждены: метки времени, валидность сертификата), открепленную ЭЦП (приложена к данному файлу), что может быть использовано для подтверждения содержания и факта существования документа в этот момент времени. Права на данный скриншот принадлежат администрации Ask3.ru, использование в качестве доказательства только с письменного разрешения правообладателя скриншота. Администрация Ask3.ru не несет ответственности за информацию размещенную на данном скриншоте. Права на прочие зарегистрированные элементы любого права, изображенные на снимках принадлежат их владельцам. Качество перевода предоставляется как есть. Любые претензии, иски не могут быть предъявлены. Если вы не согласны с любым пунктом перечисленным выше, вы не можете использовать данный сайт и информация размещенную на нем (сайте/странице), немедленно покиньте данный сайт. В случае нарушения любого пункта перечисленного выше, штраф 55! (Пятьдесят пять факториал, Денежную единицу (имеющую самостоятельную стоимость) можете выбрать самостоятельно, выплаичвается товарами в течение 7 дней с момента нарушения.)