A halak nagy változatossággal rendelkező vízi állatok. Több mint 32’000 halfaj létezik, ezzel a gerincesek legnagyobb csoportja.
A legtöbb hal magasan fejlett érzékszervekkel rendelkezik. A legtöbb nappali fényben élő hal szeme képes a színlátásra. Egyesek még az ultraibolya fényt is látják. A halaknak nagyon jó a szaglásuk is. A pisztrángoknak például speciális, “orrlyukaknak” nevezett lyukak vannak a fejükben, amelyeket arra használnak, hogy a vízben lévő apró mennyiségű vegyi anyagokat érzékeljék. Az óceánból érkező, vándorló lazacok ezt az érzékszervet használják arra, hogy visszataláljanak az otthonukba, mert emlékeznek a szagukra. Különösen a talajlakó halaknak nagyon erős tapintóérzékük van az ajkaikban és a tüskéikben. Az ízlelőbimbóik is ott helyezkednek el. Ezeket az érzékszerveket használják a táplálék keresésére a talajon és a zavaros vizekben.
A halaknak van egy oldalsó vonalrendszerük is, amelyet lateralis rendszernek is neveznek. Ez a tapintó érzékszervek rendszere, amelyek a fejben és a test mindkét oldalán helyezkednek el. Arra szolgál, hogy érzékelje a mozgást és a rezgést a környező vízben.
FunkcióSzerkesztés
A halak az oldalvonal érzékszervét használják a zsákmány és a ragadozók, az áramlás változásainak és annak irányultságának érzékelésére, valamint az iskolázás során az ütközések elkerülésére.
Coombs et al. kimutatták, hogy az oldalvonal érzékszervére szükség van ahhoz, hogy a halak felismerjék a zsákmányt és tájékozódjanak hozzá. A halak még akkor is érzékelik a zsákmány vagy egy rezgő fémgömb által keltett mozgásokat és tájékozódnak azokhoz, amikor vakok. Ha az oldalvonalak jelátvitelét kobalt-klorid alkalmazásával gátolják, a zsákmány megcélzásának képessége nagymértékben csökken.
A halak függőségét az oldalvonalak érzékszervétől az ütközések elkerülése érdekében az iskolázott halaknál a Pitcher et al. 1976-ban, ahol kimutatták, hogy az optikailag vak halak képesek egy halrajban úszni, míg a mozgásképtelen oldalvonali szervvel rendelkező halak nem.
AnatómiaSzerkesztés
Az oldalvonalak két halvány vonalként láthatók, amelyek a hal testének mindkét oldalán, a fejétől a farka felé futnak. Ezek a neuromasztoknak nevezett mechanoreceptor sejtek sorozatából állnak. Ezek vagy a bőr felszínén helyezkednek el, vagy gyakrabban az oldalsó vonalcsatornába ágyazódnak. Az oldalvonal-csatorna egy nyálkával töltött struktúra, amely közvetlenül a bőr alatt helyezkedik el, és a külső vízkiszorítást a külső nyílásokon keresztül a belső oldalon lévő neuromasztokhoz továbbítja. Maguk a neuromasztok finom szőrsejtekkel rendelkező érzékelősejtekből állnak, amelyeket egy hengeres, zselatinos cupula zár körül. Ezek vagy közvetlenül a nyílt vízbe (a mélytengeri halaknál gyakori), vagy az oldalvonal-csatorna nyirokfolyadékába nyúlnak. A változó víznyomás meghajlítja a cupulát, és ezzel együtt a benne lévő szőrsejteket is. Hasonlóan a minden gerinces fülben lévő szőrsejtekhez, a rövidebb csillók felé történő elhajlás az érzékelősejtek hiperpolarizációjához (tüzelési sebesség csökkenéséhez), az ellenkező irányú elhajlás pedig depolarizációjához (tüzelési sebesség növekedéséhez) vezet. Ezért a nyomásinformáció sebességkódolással digitális információvá alakul át, amely aztán az oldalideg mentén az agyba jut. Sok neuromaszta afferens és efferens kapcsolataikon keresztül történő integrálásával összetett áramkörök alakíthatók ki. Ezáltal különböző ingerlési frekvenciákra reagálhatnak, és ennek következtében különböző paramétereket, például gyorsulást vagy sebességet kódolhatnak.
A cápákban és a rájákban egyes neuromasztok érdekes evolúción mentek keresztül. Ezek a Lorenzini-ampulláknak nevezett elektroreceptorokká fejlődtek. Ezek többnyire a halak feje körül összpontosulnak, és képesek érzékelni az elektromos ingerek akár 0,01 mikrovoltos változását is . Ezzel az érzékeny eszközzel ezek a halak képesek érzékelni az izomösszehúzódások által generált apró elektromos potenciálokat, és így nagy távolságokon, zavaros vizekben vagy akár a homok alatt rejtőzködve is képesek megtalálni zsákmányukat. Azt feltételezik, hogy a cápák is használják ezt az érzéket a vándorláshoz és a tájékozódáshoz, mivel a Lorenzini-ampullák elég érzékenyek ahhoz, hogy érzékeljék a Föld elektromágneses terét.
Konvergens evolúcióSzerkesztés
A fejlábúak:
A fejlábúak, például a tintahalak, a polipok és a tintahalak fején és karján csillós hámsejtekből álló sorok találhatók, amelyek a halak oldalvonalait idézik. A közönséges tintahal (Sepia officinalis) és a rövid tintahal (Lolliguncula brevis) ilyen vonalait elektrofiziológiai felvételek segítségével a halak és a vízi kétéltűek mechanoreceptív oldalvonalaival analóg gerinctelenekként azonosították .
Rákfélék:
Egy másik, a halak oldalvonalához való hasonlóságot találunk egyes rákféléknél. A halakkal ellentétben náluk a mechanoszenzoros sejtek nem a testükön vannak, hanem szabályos időközönként elszórtan, hosszú vonócsápokon. Ezeket a testtel párhuzamosan tartják. Ezáltal a testtel párhuzamosan két “oldalvonalat” alkotnak, amelyek a halak oldalvonalaival hasonló tulajdonságokkal rendelkeznek, és mechanikailag függetlenek a testtől.
Emlősök:
A vízi lamantinoknál a koponya utáni test tapintószőrökkel van ellátva. Ezek hasonlítanak a meztelen vakondpatkányok mechanoszenzoros szőrszálaira. A szőrök ezen elrendeződését a halak oldalvonalához hasonlították, és kiegészítik a lamantinok gyenge vizuális képességeit. Hasonlóképpen, a kikötői fókák bajuszszálai ismertek arról, hogy érzékelik a víz apró mozgásait, és hidrodinamikai receptorrendszerként szolgálnak. Ez a rendszer sokkal kevésbé érzékeny, mint a halaké.