STOMIIDAE

STOMIIDAE
	Фотомии Герэйн
Научная классификация
Домен:	Эукариота
Королевство:	Животное
Филум:	Chordata
Сорт:	Actinopterygii
Заказ:	Стомиформ
Подотряд:	Phosichthyoidei
Семья:	STOMIIDAE
Роды
	Аристостомии ; Астропес ; Bathophilus ; Янтарь ; Chauliodus ; Хиростомии ; Эхиостома ; Eupogonests ; Юстомии ; Флагустостомии ; Грамматостомии ; Гетерофот ; Idiacanthus ; Лептостомии ; Малакостеус ; Меланостомии ; Неоненты ; Детомии ; Протомии ; Пахистомии ; Фотонекты ; Фотостомии ; RHADINESTS ; Стомии ; Тактостома ; Thysanactis ; Тригонолампа

Stomiidae -это семейство глубоководных рыб с лучами , в том числе брэбборена-рыбы-драконов . Они довольно маленькие, обычно около 15 см, до 26 см. Эти рыбы являются вершинами-хищниками и имеют огромные челюсти, заполненные клыками, похожими на зубы. ^{[ 1 ]} Они также способны укрыть систему нейрокраниума и верхней челюсти, что приводит к открытию челюсти до более чем 100 градусов. ^{[ 1 ]} Эта способность позволяет им потреблять чрезвычайно большую добычу, часто на 50% больше, чем их стандартная длина. ^{[ 1 ]}

Среда обитания

Семейные столиды можно найти во всех океанах. Они также существуют в широком диапазоне глубины между поверхностью и тысячами метров глубины в батиполагическую зону , ^{[ 2 ]} В зависимости от идеальных условий кормления и размножения воды. Существует также некоторые доказательства того, что некоторые виды в семейном столиде демонстрируют мигрирующее поведение . Температура, соленость, кислород и флуоресцентные профили площади могут повлиять на некоторых видов (например, гадюка Слоана Chauliodus Sloani ), предпочтительные изменения среды обитания днем к ночи с DVM. ^{[ 3 ]}

Брайан Коад, ихтиолог из Канадского музея природы, когда -то заметил, что «64 [виды рыб -драконов] сообщили из Канады, 5 из которых достигают Арктики». Эти виды чаще всего встречаются в мезопелагических и батиполагических областях на глубине 1000 м-4000 м, а в Арктике большинство образцов этих видов были захвачены вдоль пролива Дэвиса. Средняя температура в этих водах составляет приблизительно 3–4 ° C ^{[ 4 ]} Некоторые примеры видов, обнаруженных в этом регионе: Astronesthes Cf. Ричардсони; Боростомия Антарктика; Chauliodus sloani; Малакостеус Нигер; Rhadinests Decimus; Стомиас Боа. ^{[ 4 ]}

Виды антарктических рыб драконов встречаются в южном океане. В Антарктике есть 16 видов, все принадлежащие к подбору Notothenioidei. ^{[ 2 ]} Два вида в этом регионе, которые в настоящее время вызывают интерес к дальнейшему научному исследованию, - это родственные виды Acanthodraco Dewitti и Psilodraco Breviceps . ^{[ 2 ]}

Функции

Это один из многих видов глубоководных рыб, который может производить свой собственный свет с помощью химического процесса, известного как биолюминесценция . ^{[ 5 ]} Специальный орган, известный как фотофор , помогает создать этот свет. Глубокообразные рыбы-драконов имеют большие головы, и рты, оснащенные множеством острых клыков, похожих на клык. Они имеют длинную струнную структуру, известную как шарль , с светопродуктивным фотофором на кончике, прикрепленным к их подбородку. У них также есть фотофоры, прикрепленные по бокам их тела. Специфические виды Stomiidae, Chauliodus, не могут светить более 30 минут без адреналина. Однако в присутствии адреналина он может производить свет в течение многих часов. ^{[ 6 ]} Они производят голубо-зеленый свет, длина волн, которые могут проходить самые дальние в океане. Глубокообразные драконьи рыбы машет его барбалью взад-вперед и производит вспыхивающие огни, чтобы привлечь добычу и потенциальных товарищей. Многие из видов, по которым они охотятся, также производят свет, поэтому они развивались, чтобы стены в черном животе, чтобы спрятать свет, переваривая свою еду, чтобы оставаться скрытыми от своих хищников. ^{[ Цитация необходима ]}

Морфология челюсти

Челюсть членов семейства Stomiidae очень хорошо адаптирована для выживания и хищничества в глубоком море. Несмотря на небольшой размер, Jaw Dragonfish адаптирована для захвата большой добычи, которая составляет до 50% от массы тела. ^{[ 7 ]} Длинный «свободный» драконов демонстрирует повышенные резистивные силы для снижения аддукции челюсти по сравнению с рыбой с более короткими челюстями; Однако из -за уменьшения площади поверхности нижней челюсти, рыбы -драконы способны снизить механическое преимущество аддукции и увеличить скорость приведения за счет восстановления резистивных сил. Кроме того, видно, что акдуторная масса нижней челюсти глубоководных драконов рыб значительно снижается, что позволяет повысить способность достигать высокой скорости приема. ^{[ 8 ]} Это делает глубоководные драконьи рыбы значительно более конкурентоспособными при охоте на добычу из-за ее способности быстро и эффективно захватывать большую добычу.

Важным различием в морфологии челюсти между взрослыми драконами и ее личинками являются форма рта. У взрослой рыбы есть удлиненное лицо, похожее на морду с выступающей челюстью, в то время как личинки имеют рот в форме округа и нижняя челюсть, которая не выступает. ^{[ 9 ]}

Кроме того, члены этой семьи имеют уникальный главный сустав, который способствует его способности открывать свою «свободную». Глубокообразные драконьи рыбы имеют гибкую связь между основанием черепа и первыми позвонками, называемыми затыковочным зазором, где присутствует только гибкая ноточурда. В некоторых таксонах первые до десятых передних позвонков уменьшаются или полностью отсутствуют. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}^{[ 12 ]} Этот разрыв является результатом удлинения в этой конкретной области. ^{[ 11 ]} Функционально, разрыв позволяет глубоководным драконьем рыбным рыбам отбрасывать свой череп и открывать рты до 120 °, что значительно дальше, чем другие таксоны, в которых отсутствует такой головный сустав. ^{[ 10 ]} Это то, что позволяет глубоководным драконам рыб поглотить такую большую добычу, что приводит к улучшению выживания за счет способности потреблять больше организмов в чрезвычайно ограниченной пищевой среде.

Помимо чрезвычайно хорошо адаптированной челюсти, члены семейства Stomiidae также имеют зубы, которые адаптированы для охоты в глубоком море. Их зубы острые, твердые, жесткие и прозрачные, когда влажный, ^{[ 7 ]}^{[ 13 ]} Сделать их зубы опасными оружием, так как эти зубы становятся в основном невидимыми в свете отсутствующего глубокого моря. Это означает, что индекс преломления их зубов практически идентичен индексу морской воды, в которой они обитают. ^{[ 7 ]} Прозрачность обусловлена наноразмерной структурой гидроксиапатита и коллагена, в то время как кончики прозрачных зубов глубоководных драконов рыб излучают больше красного света в морской воде ^{[ 13 ]} что дополнительно способствует его прозрачности, поскольку красный свет близок к невидимым на глубине, которые проживают глубоководные драконьи рыбы из-за отсутствия проникновения света.

Эволюция сенсорных органов

Глубокообразные рыбы-драконы являются частью семейства Stomiidae, составляющих кладу из 28 родов и 290 видов. Драконки обладают уникальными адаптациями, чтобы помочь им процветать в самых глубоких частях океана. Было обнаружено, что этот семейный вид использует определенную длинноволновую и коротковолновую биолюминесценцию для общения, привлечения добычи, отвлекающих хищников и камуфляжа. ^{[ 14 ]} Семейство Stomiidae имеет много уникальных адаптаций к своим сенсорным органам для глубокого моря. Большинство глубоководных организмов имеют только один визуальный пигмент, чувствительный к диапазонам поглощения 470–490 нм. ^{[ 15 ]} Этот тип оптической системы обычно встречается в семействе Stomiidae. Тем не менее, три рода драконьей рыбы развили способность производить как длинноволновую, так и коротковолновую биолюминесценцию. ^{[ 16 ]} Кроме того, глубоководные драконы рыбы развивали сетчатки с далеко-красными фотофорами и родопсинами. ^{[ 14 ]} Эти далекие излучающие свойства дают длинноволновую биолюминесценцию более 650 нм. Эта уникальная эволюционная черта впервые была замечена около 15,4 млн. Лет и имела одно эволюционное происхождение в семействе Stomiidae. ^{[ 14 ]}

Репродуктивные особенности

Женщины-драконы демонстрируют две отдельные ооциты, один из которых представляет собой белый кремовый цвет на первой стадии выращивания, а другой-оранжево-красным по вителлогенезу. Оранжево-красные яичники выпускаются в текущий нерестный сезон, в то время как другая партия находится на стадии выращивания. ^{[ 17 ]} Стомииды являются гонохористическими, что позволяет им увеличить свою репродуктивную пригодность, используя свою энергию для производства гамет вместо реконфигурирования репродуктивной системы. Женщины взрослые стомиды также больше, чем мужчины. ^{[ 18 ]}

Поведение

Драконы -рыба - это тип телеострной рыбы, которая обитает в глубоком море и использует биолюминесценцию, чтобы обнаружить добычу и общаться с потенциальными товарищами. Они обладают отдаленными излучающими фотофорами и родопсинами, которые чувствительны к длинноволновым выбросам, превышающим 650 нм, и адаптируются к уникальным условиям освещения глубоководной среды. ^{[ 14 ]}

Репродуктивное поведение

Яиц-лап, который преимущественно встречается в октябре, предшествует отличительное вихревое поведение, вызванное мужчинами, подталкивающим сторону живота женщины. ^{[ 9 ]} Кроме того, Dragonfish обладает уникальной адаптацией способности видеть использование хлорофилла в их глазах, что может позволить им обнаружить слабую биолюминесценцию своей добычи и более эффективно ориентироваться в их темных местах обитания. Это исследование проливает свет на репродуктивное поведение и стадии ранней жизни обнаженных рыб -драконов и способствует нашему пониманию экологии и поведения видов драконов.

Драконка также демонстрирует поведение родительской помощи, где они охраняют свое гнездо, оставаясь в непосредственной близости и опираясь на тазовые плавники. Это охраняющее поведение было задокументировано во всех основных кладах антарктических ноттеноидов, кроме ArtedIdraconidae. ^{[ 19 ]}

Эволюция и адаптация визуальной системы

Одно исследование посвящено семейству Стомид, которое включает в себя Loosejaws и Dragonfes, анализирующие генетический состав визуальных пигментов в этих рыбах и то, как они адаптировались к уникальным условиям освещения глубоководной среды. Исследование помогает нам понять, как развивались поведение и зрение драконов, чтобы позволить им процветать в глубоком море. Драконки используют далеко-красные фотофоры и родопсины, чтобы обнаружить добычу и ориентироваться в их среде обитания. ^{[ 14 ]} Кроме того, драконы используют хлорофилл в своих глазах, чтобы обнаружить слабую биолюминесценцию их добычи, которая является необычной адаптацией для позвоночных. ^{[ 20 ]}

Визуальное общение и поведение

Телеост -рыбы демонстрируют широкий спектр визуальных сигналов, включая цвет, текстуру, форму и движение, которые используются для поиска друзей, установления доминирования, защиты территории и координационного поведения группы. Драконки имеют специализированные биолюминесцентные органы, которые производят красный свет, чтобы общаться с потенциальными товарищами и добычей. ^{[ 21 ]} Понимание визуального общения и поведения телеострных рыб имеет важное значение для понимания поведения рыб -драконов в их естественной среде обитания.

Биолюминесценция у Stomiidae

Драконы семейства Стомиидэ в значительной степени характеризуются их биолюминесцентными шарнями, которые действуют как приманки для добычи и являются видоспецифичной структурой. ^{[ 22 ]} Эти шарски простираются спереди от нижней челюсти, и добыча привлекла к его биолюминесценции, включают фонари и брюки . ^{[ 5 ]} Предполагается, что специфичность биолюминесцентной структуры барбальса к определенным видам позволяет пользовать признание того же вида, которое способствует генетической изоляции, в дополнение к тому, чтобы ученые могли более легко идентифицировать отдельные виды из-за анатомических различий барбальса. ^{[ 23 ]} Разнообразие видов STOMiidae является исключительным для их возраста клады, во многом благодаря видам, специфичным для видах. ^{[ 23 ]} Кроме того, половой диморфизм биолюминесценции у драконьей рыбы способствует еще большему разнообразию внутри вида, но большее количество незрелых образцов в коллекциях исследований заставляет изучать сексуальное диморфизм сложным. ^{[ 22 ]}

Красный фотофор виден в суборбитальной области этого *Малакостеуса* рендеринга .

В дополнение к биолюминесцентным барбам, члены семейства Stomiidae имеют фотофор , излучающий синий свет в посторбитальной области. ^{[ 24 ]} Некоторые драконьи рыбы, такие как Малакостеус Нигер, также имеют уникальный фотофор, излучающий красным светом в суборбитальной области. ^{[ 24 ]} Считается, что механизм красной биолюминесценции, продуцируемого суборбитальным фотофором, облегчается передачей энергии и химически похож на голубую биолюминесценцию шаржела. ^{[ 24 ]} В то время как суборбитальные фотофоры, которые испускают красную биолюминесценцию, особенно полезны для поиска добычи, поскольку многие организмы в глубоком море могут видеть только синий свет, кажется, что это излучение красного света драконами не связано с выбором добычи, и, таким образом что он может быть использован для внутривидовой общения. ^{[ 24 ]} Это поднимает интересный вопрос о том, в какой степени красная биолюминесценция определяет выбор добычи драконов.

Приманка биолюминесценция

Виды семейства Stomiidae используют синюю биолюминесценцию для общения, камуфляжа и в качестве механизма заманивания. ^{[ 25 ]} Они излучают коротковолновую синюю биолюминесценцию от посторбитальных фотофоров и из длинного тонкого придатка на подбородку, называемого барбалем. ^{[ 26 ]} Вал шашлыка состоит из цилиндрических мышц, кровеносных сосудов и нервных волокон, а луковица шаржела имеет единый фотофор. ^{[ 27 ]} Катехоламиновый адреналин обнаружен в соединительной ткани внутри стебля. ^{[ 28 ]} Одна гипотеза, касающаяся борьбы с барболом, заключается в том, что иннервация адреналина может контролировать как движение барбаля, так и его производство биолюминесценции. Данные из исследования, проведенного по образцам видов Stomias Boa, согласуются с этой гипотезой, поскольку у шаржелов драконов рыб производили выбросы света после воздействия внешнего адреналина. ^{[ 28 ]}

Рыбы с свободными челюстями, которые включают виды из аристостомий , Малакостеус и Пахистомии , имеют способность обнаруживать и производить красную биолюминесценцию. ^{[ 25 ]} Это стало возможным благодаря далеко-красному излучающему фотофорам, расположенным под глазами и родопсинами, которые чувствительны к длинноволновым выбросам. ^{[ 26 ]} Эта красная биолюминесценция используется для освещения добычи и для обнаружения других далеких рыб драконов, потому что она остается незамеченной большинством других видов. ^{[ 26 ]} Виды с далеко-красными излучающими фотофорами отличаются по морфологии и поведению от большинства других видов драконов. Например, варки этих видов более простые по структуре, чем у других рыб -драконов. ^{[ 25 ]} Они также различаются в стратегиях кормления. В то время как большинство рыб-драконов, которые производят коротковолновые голубые биолюминесценцию, подвергаются регулярным вертикальным миграциям Диэля, это не видно у тех, у кого есть ускоренные выбросы. Стратегия кормления, которую они проходят, включают в себя оставшиеся в глубоководной и излучающей далекой биолюминесценции, чтобы осветить небольшую область и поиск добычи. ^{[ 25 ]} Хотя у Малакостеуса, Пахистомиах и Аристостомиах есть суборбитальные фотофоры, которые производят красную биолюминесценцию, существуют различия в суборбитальных фотофорах между этими тремя родами, по их форме, цвету, продолжительности вспышки и максимальной излучении. ^{[ 27 ]}