Ryby to zwierzęta wodne o wielkiej różnorodności. Istnieje ponad 32’000 gatunków ryb, co czyni je największą grupą kręgowców.
Większość ryb posiada wysoko rozwinięte narządy zmysłów. Oczy większości ryb żyjących w świetle dziennym są zdolne do widzenia barw. Niektóre mogą nawet widzieć światło ultrafioletowe. Ryby mają również bardzo dobry zmysł węchu. Pstrągi na przykład mają specjalne otwory zwane „nares” w głowie, które wykorzystują do rejestrowania maleńkich ilości substancji chemicznych w wodzie. Migrujące łososie przybywające z oceanu używają tego zmysłu, aby znaleźć drogę powrotną do swoich macierzystych strumieni, ponieważ pamiętają, jak one pachną. Szczególnie ryby żyjące na ziemi mają bardzo silny zmysł dotyku w wargach i zadziorach. Tam też znajdują się ich kubki smakowe. Używają tych zmysłów do poszukiwania pokarmu na ziemi i w mętnych wodach.
Ryby mają również system linii bocznej, znany również jako system lateralis. Jest to system narządów zmysłu dotyku znajdujących się w głowie i po obu stronach ciała. Służy do wykrywania ruchu i wibracji w otaczającej wodzie.
FunctionEdit
Ryby wykorzystują narząd zmysłu linii bocznej do wyczuwania ofiar i drapieżników, zmian w nurcie i jego orientacji oraz używają go do unikania kolizji w pływaniu w ławicy.
Coombs i wsp. wykazali, że narząd zmysłu linii bocznej jest niezbędny rybom do wykrywania ofiar i orientowania się w ich kierunku. Ryby wykrywają i orientują się w kierunku ruchów tworzonych przez zdobycz lub wibrującą metalową kulę, nawet gdy są oślepione. Kiedy transdukcja sygnału w liniach bocznych jest hamowana przez aplikację chlorku kobaltu, zdolność do ukierunkowania się na ofiarę jest znacznie zmniejszona.
Zależność ryb od narządu linii bocznej w celu uniknięcia kolizji w rybach szkolnych została wykazana przez Pitchera i in. w 1976 roku, gdzie pokazują, że optycznie oślepione ryby mogą pływać w ławicy ryb, podczas gdy te z uszkodzonym narządem linii bocznej nie mogą .
AnatomyEdit
Linie boczne są widoczne jako dwie słabe linie, które biegną wzdłuż obu stron ciała ryby, od głowy do ogona. Są one zbudowane z serii komórek mechanoreceptorowych zwanych neuromastami. Znajdują się one albo na powierzchni skóry, albo – co zdarza się częściej – są osadzone w kanale linii bocznej. Kanał linii bocznej jest wypełnioną śluzem strukturą, która znajduje się tuż pod skórą i przenosi zewnętrzne przemieszczenie wody przez otwory od zewnątrz do neuromastów od wewnątrz. Same neuromasty składają się z komórek czuciowych z drobnymi komórkami włosowymi, które są otoczone cylindryczną galaretowatą otoczką. Sięgają one albo bezpośrednio do otwartej wody (częste u ryb głębinowych), albo do płynu limfatycznego kanału linii bocznej. Zmieniające się ciśnienie wody powoduje wyginanie się pancerzyka, a co za tym idzie – komórek włoskowatych w jego wnętrzu. Podobnie jak w przypadku komórek rzęsatych w uszach wszystkich kręgowców, odchylenie w kierunku krótszych rzęsek prowadzi do hiperpolaryzacji (zmniejszenia częstotliwości odpalania), a odchylenie w przeciwnym kierunku prowadzi do depolaryzacji (zwiększenia częstotliwości odpalania) komórek czuciowych. W ten sposób informacja o ciśnieniu jest przetwarzana na informację cyfrową za pomocą kodowania tempa, która jest następnie przekazywana wzdłuż nerwu linii bocznej do mózgu. Integrując wiele neuromastów poprzez ich połączenia aferentne i eferentne, można utworzyć złożone obwody. Dzięki temu mogą one reagować na różne częstotliwości stymulacji, a co za tym idzie kodować różne parametry, takie jak przyspieszenie czy prędkość.
W rekinach i płaszczkach niektóre neuromasty przeszły ciekawą ewolucję. Przekształciły się one w elektroreceptory zwane ampullae of Lorenzini. Są one skupione głównie wokół głowy ryby i mogą wykrywać zmiany bodźców elektrycznych tak małych jak 0,01 mikrowolta. Dzięki temu czułemu instrumentowi ryby te są w stanie wykryć drobne potencjały elektryczne generowane przez skurcze mięśni i mogą w ten sposób znaleźć swoją ofiarę na dużych odległościach, w mętnej wodzie lub nawet ukrytą pod piaskiem. Sugeruje się, że rekiny również używają tego zmysłu do migracji i orientacji, ponieważ ampułki Lorenziniego są wystarczająco czułe, aby wykryć ziemskie pole elektromagnetyczne.
Ewolucja konwergentnaEdit
Głowonogi:
Głowonogi, takie jak kałamarnice, ośmiornice i mątwy, mają linie rzęsistych komórek epidermalnych na głowie i ramionach, które przypominają linie boczne ryb. Nagrania elektrofizjologiczne z tych linii u mątwy zwyczajnej (Sepia officinalis) i kałamarnicy krótkiej (Lolliguncula brevis) pozwoliły zidentyfikować je jako bezkręgowy analog do mechanoreceptywnych linii bocznych ryb i płazów wodnych .
Skorupiaki:
Inną zbieżność z linią boczną ryb można znaleźć u niektórych skorupiaków. W przeciwieństwie do ryb, nie mają one komórek mechanosensorycznych na ciele, ale mają je rozmieszczone w regularnych odstępach na długich wleczonych antenach. Są one trzymane równolegle do ciała. To tworzy dwie „linie boczne” równoległe do ciała, które mają podobne właściwości do tych z linii bocznych ryb i są mechanicznie niezależne od ciała .
Mammals:
W wodnych manatów postcranial ciała nosi dotykowe włosy. Przypominają one włoski mechanosensoryczne nagich szczurów kretowych. Ten układ włosów został porównany do linii bocznej ryb i uzupełnia słabe zdolności wzrokowe manatów. Podobnie, wiskery fok portowych są znane z wykrywania drobnych ruchów wody i służą jako hydrodynamiczny system receptorowy. System ten jest o wiele mniej czuły niż jego odpowiednik u ryb.