登陆注册
48709800000001

第1章 脊椎动物的祖先(1)

第一节鱼类概况

1.生活在水中的“家族”

在地球的水生环境里,生活着各式各样的鱼类。无论是在湖泊、河流的淡水,还是在大海和大洋的咸水里,都有鱼类活动的身影。

鱼,相伴人类走过了5000多年的历程,与人类结下了不解之缘。

它们是人类日常生活中极为重要的食品来源与观赏宠物。

2000多年前的古希腊哲学家柏拉图对鱼类所下的定义是:“这一类(鱼类)是由完全无知无觉的东西造出来的。变形之主以为在这一类中给予纯洁的呼吸是不再值得的,因为它们是各种罪恶的后代,而存在着不洁之心。于是,变形之主把它们投入水中,使它们通过深厚的污泥,来呼吸那神妙而纯洁的空气。这就是鱼和牡蛎以及其他所有的水生动物,作为有了莫大的无知之罪而得到的处罚,被遥远地分离开来了。”

不过,柏拉图的观点充满了神创论的思想。近代科学的发展表明,柏拉图的观点是完全错误的。

现代分类学家给“鱼”下的定义是:鱼是终生生活在水里、用鳃呼吸、用鳍游泳的脊椎动物。此外,人们通过研究还发现鱼是世界上最古老的脊椎动物,它们在地球上构成了一个庞大的“家族”。

2.体态万千的鱼类

鱼类终生生活在海水或淡水中,大都具有适于游泳的体形和鳍,经历了漫长的进化之后,鱼类在不断地适应环境的过程中,形成了多样的体态特征,主要有以下几种。

⑴纺锤型

也称基本型,是一般鱼类的体形,适于在水中游泳,整个身体呈纺锤形而稍扁。在鱼的三个体轴中,头尾轴最长,背腹轴次之,左右轴最短,整个身体呈流线型或稍侧扁,有利于在水中运动前进时减少阻力,因此这类鱼善于游泳。纺锤形鱼类常栖息在水的中、上层,可作长途迁移,如鲤鱼、草鱼、鲨鱼等。

⑵侧扁型

这类鱼的三个体轴中,左右轴最短,头尾轴和背腹轴的比例差不太多,形成左右两侧对称的扁平形,整个体型显得相对扁宽一些。因此,此类鱼游泳的能力较纺锤型差一些,一般生活在水的中、下层,很少作长途迁移,如鲳鱼、蝴蝶鱼、鳊鱼、胭脂鱼、燕鱼等。

⑶平扁形

这类鱼的三个体轴中,左右轴特别长,背腹轴很短,体型呈上下扁平,行动迟缓,不如前两型灵活,多生活在水的底层,如、鳐、鮟鱇和鲇等。

⑷棍棒型

又称鳗鱼型,这类鱼头尾轴特别长,而左右轴和背腹轴几乎相等,都很短,整个体形呈棍棒状。一般来说,棍棒型鱼类的游泳能力较侧扁型和平扁型强,适于在水底泥土中穴居和水底砂石中生活,如黄鳝、鳗鲡及多种海鳗。

此外,由于适应了某些特殊的生活环境和生活方式,一些鱼类呈现出特殊的体型,例如海马、海龙、翻车鱼、河鲀、比目鱼、箱鱼等。但是,不管哪种体型的鱼,都可分为头、躯干和尾三部分。

众所周知,没有颈是鱼类的一个特点,另外,鱼的头和躯干是相互联结固定不动的,可以说,这些都是鱼类和陆生脊椎动物的区别。一般而言,鱼类头和躯干的分界线是鳃盖的后缘(硬骨鱼类)或最后一对鳃裂(软骨鱼类)。而躯干和尾部则是以肛门后缘或臀鳍的起点为分界线,确切地说,是以体腔末端或最前一枚尾椎椎体为界。

第二节鱼类身体学

1.鱼类运动的方向盘——鳍

鱼类的鳍是游泳和维持身体平衡的运动器官,有尾鳍、胸鳍、腹鳍、脊鳍、臀鳍之分。

通常,鱼的鳍由支鳍担骨和鳍条组成,支鳍担骨是鱼鳍基部的骨块,鳍条是鱼鳍的支持物,一般,每1鳍条是由左右两条合成,基部附着在支鳍骨上,呈放射状或并行的多条线状结构,由鳍的真皮演化而来。

⑴尾鳍

通常,尾鳍左右摆动,能够推动鱼体前进,并决定运动的方向。

如果鱼没有了尾鳍,就不会转弯了,因此,人们依据外形和尾椎骨末端位置的关系,将尾鳍分为四种类型。

①圆形尾鳍:尾鳍为1叶,尾椎骨一直伸到尾鳍后端,将鳍分成背腹对称,尾鳍末端呈尖型,一般多见于鱼类的胚胎期及仔鱼期。

②歪形尾鳍:尾鳍分上下两叶,尾椎末端稍曲向上伸展到尾鳍的上叶内。上叶较长,下叶小而略为突出,形成内外上下均不对称的歪形尾鳍。

一般常见于现代软骨鱼类和少数硬骨鱼类,如鲨、鲟等。

③正形尾鳍:分为上下对称的两叶,尾椎末端仅达尾鳍的基部,而稍向上翘,保留有歪形尾椎的痕迹,尾鳍外形完全对称,下叶由增加的尾下骨片支持着。通常,正形尾鳍被认为是高等鱼类的特征之一。

④原形尾鳍:尾椎的末端平直伸展到尾的末端,呈圆形,不像圆形尾那样尖,尾鳍上下叶大致相等,这是一种原始的尾型,常见于圆口类鱼或者幼鱼。

⑵胸鳍

胸鳍相当于陆生动物的前肢,生长在鱼类鳃盖后缘的胸部,它对鱼类具有运动、平衡和掌握运动方向的机能。一般而言,当鱼停止前进时,胸鳍用于控制鱼体的平衡;缓慢地游动时,胸鳍又起着船桨的作用;高速行进时,胸鳍紧贴鱼体,当它举起时,则可减速和制动;当胸鳍一侧紧贴鱼体,一侧举起时,则鱼体朝举起的一侧拐弯前进,起到协助尾鳍起舵的作用。

⑶腹鳍

腹鳍相当于陆生动物的后肢,具有协助背鳍、臀鳍维持鱼体平衡和辅助鱼体升降拐弯的作用。一般来说,腹鳍生长的位置会因不同的鱼类而有所变化。通常,软骨鱼类的腹鳍在泄殖孔的两侧,形状和胸鳍相似而稍小。硬骨鱼的腹鳍在躯干腹侧,叫腹鳍腹位。可以说,这是一类较原始的鱼种,如鲤鱼、鲑鱼、鲇鱼、鲱鱼等。

另外,位于胸鳍前方,在腮盖之后的胸部叫腹鳍胸位,如鲈鱼、黄鱼和鲷鱼等;位于两腮盖之间的喉部者叫腹鳍喉位,如鲇科和鰧科的鱼类。鱼类演变史表明,腹鳍胸位和喉位是鱼类进化后出现的高级特征。

⑷背鳍和臀鳍

一般来说,背鳍主要对鱼体起平衡的作用;臀鳍位于鱼体的腹部中线、肛门后方,其形态与功能大体上与背鳍相似,基本功能是维持身体平衡,防止倾斜摇摆,还可以协调游泳。

通常,多数鱼类具有1个鳍,鳕鱼除外(有2个)。有些鱼类的臀鳍全部由鳍条组成,有的则由鳍条与硬棘组成。

一般来说,盲鳗的臀鳍可与尾鳍和背鳍相连;海鳗、鲆鲽类臀鳍基底很长;此外有些体形长的鱼类,背鳍和臀鳍可以协助身体运动,并推动身体急速前进,如带鱼的背鳍、电鳗的臀鳍、海鳗的背鳍和臀鳍都能推动身体向前运动,另外,一些特殊体形的海马,也是靠细小的背鳍运动来推动身体前进。通常来说,鱼类的运动与它们本身体形和鳍的变化有着非常密切的关系,其游泳的动力主要依靠以下三种方式:

①利用躯干部和尾部的肌肉收缩进行波浪式运动。

②依靠鳍的摆动划水运动。

③用鳃孔向后喷水引起的反作用力使鱼体向前推进。

通常,鱼类运动的方式除游泳外,少数鱼还具有一种特殊的运动形式,即跳跃或飞翔,如鲢鱼能斜向跃出水面很高,随后垂直落入水中;飞鱼用力跳跃斜出水面后,还能张开宽大的胸鳍,在空中飞翔达300米左右;鲑鱼能反复跳越过河中多种阻障,从海里洄游到河流的中上游产卵。

此外,还有极个别的鱼能爬行,如鮟鱇、弹涂鱼等。

另外,人们按照其他方式,还把鱼鳍分为奇鳍和偶鳍两类。所谓偶鳍,是指成对的鳍,包括胸鳍和腹鳍各1对,相当于陆生脊椎动物的前后肢;而奇鳍则为不成对的鳍,包括背鳍、尾鳍、臀鳍(肛鳍)。通常,背鳍和臀鳍的基本功能是维持身体平衡,防止倾斜摇摆,帮助鱼在水里游泳,尾鳍如船舵一样,控制方向和推动鱼体前进。

总之,日常生活中,人们常见的鱼类一般都具有胸、腹、背、臀、尾五种鳍,但是也有少数的鱼类除外,如黄鳝无偶鳍,奇鳍逐渐退化;鳗鲡无腹鳍;电鳗无背鳍等等情形。

2.鱼类肌肤的护身符——鱼鳞

鱼类的皮肤由表皮和真皮组成。

通常,鱼的表皮很薄,由数层上皮细胞和生发层组成,表皮中富有单细胞的黏液腺,能不断分泌黏滑的液体,使体表形成黏液层,从而润滑和保护鱼体。一般来说,黏液层的存在可以减少鱼皮肤的摩擦阻力,提高鱼的运动能力,清除附着在鱼体的细菌和污物等。

同时,体表滑溜的鱼更容易逃脱敌害的袭击。所以,表皮对鱼类的生活及生存都有着重要的意义。

一般,表皮下是真皮层,真皮内部除分布有丰富的血管、神经、皮肤感受器和结缔组织外,真皮深层和鳞片中还有色素细胞、光彩细胞以及脂肪细胞。

其中,色素细胞有黑、黄、红三种,黑色素细胞和黄色素细胞存在于普通鱼类的皮肤中,红色素细胞多见于热带奇异的鱼类局部皮肤中。光彩细胞中不含色素而含有鸟粪素的晶体,这种晶体有强烈的反光性,能使鱼类显示出银白色闪光。此外,有些生活在海洋深处或昏暗水层的鱼类,具有另一种皮肤衍生物——“发光器腺细胞”,能分泌富含磷的物质,氧化后发荧光,以诱捕趋光性生物,或作同种和异性间的联系信号,如深海蛇鲻、龙头鱼和角等,就属此类。

通常,在鱼类的表皮与真皮之间,或者真皮中有很多鳞片,这就是鱼鳞。鱼鳞是鱼类特有的皮肤衍生物,由钙质组成,被覆在鱼类体表全身或部分(一定部位),能保护鱼体免受机械损伤和外界不利因素的刺激,故有“外骨骼”之称,也是鱼类的主要特征之一。

目前现存鱼类的鱼鳞中,人们根据其外形,构造和发生特点,将它分为三种类型:盾鳞、硬鳞、骨鳞。

⑴盾鳞是软骨鱼类所特有的鳞片,由棘突和基板两部分组成,呈对角线排列。各棘突均向后伸出皮肤之外,以手由后向前抚摸鱼体皮肤,则如摸砂纸一样。另外,棘突外被一层釉质,基板埋在真皮内,内有髓腔,由神经和血管通入腔内。在发生上,釉质来自外胚层,由表皮细胞所分泌;内层的齿质来自中胚层,由真皮乳突的细胞所产生。

一般而言,盾鳞和牙齿为同源器官,故称皮齿。牙齿同样是由釉质和齿质形成,其内也有髓腔。盾鳞在鲨的头、身体上均有分布,鳐常分散、不均匀地分布在背部、尾部和胸鳍上。

⑵硬鳞是由真皮演化而来的斜方形骨质板鳞片,表面有一层钙化的具有特殊亮光的硬鳞质,叫做闪光质。硬鳞是硬骨鱼中最原始的鳞片,如雀鳝、鲟鱼、鳇鱼、弓鳍鱼和多鳍鱼的鳞就属此类。

⑶骨鳞是由真皮演化而来的骨质结构,一般呈圆形或椭圆形,薄而略透明,其上有完整或不完整的同心圆环纹和辐射线。

一般来说,骨鳞可分为两种,即圆鳞和栉鳞,通常,鳞面光滑为圆鳞,如多数硬骨鱼类和肺鱼类的鳞就属此类;而栉鳞是指鳞面有小棘的鳞,它的后缘呈栉齿状,多见于海产洄游性的鲱科、鲥鱼、鲈鱼等。通常,不管圆鳞或栉鳞,其表面均有同心圆的环纹,统称之为年轮,它与植物茎的年轮一样,可依此推测鱼的年龄、生长速度及生殖季节等。

3.鱼类身体的支撑体——骨骼

鱼类的骨骼按性质分软骨和硬骨两类。

通常,软骨鱼类终生保持软骨,此外,其软骨中因有石灰质的沉淀物,因而又叫钙化软骨。

硬骨鱼的骨骼主要为硬骨,按照形式不同可分为软化硬骨和骨膜两种。一般来说,在软骨的原基础上骨化形成的硬骨就是软化硬骨,如脊椎骨、耳骨、枕骨等;而由真皮和结缔组织直接骨化形成的硬骨叫膜骨,如额骨、顶骨、鳃盖骨等。

此外,鱼类的骨骼按其部位不同,又可分为中轴骨骼和附肢骨骼两部分。

⑴中轴骨骼

中轴骨骼分头骨和脊椎。一般,硬骨鱼类的头骨由130块左右骨片组成(指现存鱼类,古代的原始鱼类头骨可多达180块),是脊椎动物中脑骨数目最多的一类动物。此外,鱼类的头骨分为脑颅和咽颅两部分:

①软骨鱼的脑颅为一软骨腔,它保护着脑部,构造简单,无分界和缝合,仅背面留有脑颅,由膜覆盖,通常,这样的脑颅称软颅。另外,硬骨鱼类的脑颅由许多块骨片合成,有软骨鱼类的软颅骨骨化成的几块枕骨、耳骨、蝶骨、筛骨,还有由膜骨来源的鼻骨、额骨、顶骨、犁骨等膜颅部分,因而结构非常复杂,是形成头骨的主要部分。

同类推荐
  • 站在巨人肩上-从列文虎克谈细胞学

    站在巨人肩上-从列文虎克谈细胞学

    本套《站在巨人肩上》丛书,共30本,每本以学科发展状况为主脉,穿插为此学科发展做出重大贡献的一些杰出科学家的动人事迹,旨在从文化角度阐述科学,突出其中的科学内核和人文理念,增强读者科学素养。
  • 为了地球领导权——人造卫星

    为了地球领导权——人造卫星

    《世界航天科普丛书·为了地球领导权:人造卫星》依照卫星的发展历史、研制原理和功能,从不同角度描述了各国著名卫星及其惊险、隐秘的故事。照相侦察卫星为什么执行第六使命?截击卫星怎么最终成为点穴杀手?听说过隐形卫星、纳米卫星吗?谁知道课桌上能造卫星吗?卫星还有哪些特技和功能呢?让我们走进一个新奇的世界,见证卫星有趣、惊险和闻所未闻的故事——《世界航天科普丛书·为了地球领导权:人造卫星》。
  • 科技名家生平(下)

    科技名家生平(下)

    本套书简明扼要,通俗易懂,生动有趣,图文并茂,体系完整,有助于读者开阔视野,深化对于中华文明的了解和认识;有助于优化知识结构,激发创造激情;也有助于培养博大的学术胸怀,树立积极向上的人生观,从而更好地适应新世纪对人才全面发展的要求。
  • 探索未知丛书-生活小窍门(一)

    探索未知丛书-生活小窍门(一)

    探索未知,追求新知,创造未来。本丛书包括:地理世界、动物乐园、海洋与天空、化学天地、计算机王国、历史趣闻、美术沙龙、农业科学、少年楷模、物理城堡、艺术天地、音乐之声、幼儿教育、语文大观、植物之谜、走遍天下、祖国在我心中等书籍。
  • 探究式科普丛书-人的生物学信息:人类生物学

    探究式科普丛书-人的生物学信息:人类生物学

    本书主要介绍人类起源进化和人体奥秘的科普读物。全书共有两章十四节,从人类“神创”之谜、人类演化之谜、人类进化成因、中国人类化石演化、人体经纬等几个方面作了详尽介绍。既有生动形象的图文诠释,也有问答式的小百科相应映衬;既有科学家论点的强势支撑,更有许多实例作为有力的论证。
热门推荐
  • 龙珠之不同的拉蒂兹

    龙珠之不同的拉蒂兹

    一个爱好龙珠的青年,穿越到龙珠世界里的拉蒂兹身上。蝴蝶的翅膀轻轻煽动会带来什么样的改变呢?
  • 邑中瑿

    邑中瑿

    那朝狼烟四起,她用一颗亘古血瑿,被迫封存一段邑下之情。今夕月明星辉,她用笔下不朽文字,无奈缅怀青葱岁月一隅。千年沧桑,不变的是灵魂般纯净的琥珀,亦或是琥珀般永恒的灵魂……
  • 绾寄

    绾寄

    “我不要你了,下辈子你莫要再来找我。”高立于枝顶一朵洁白,被摘下,染上血,揉进土里。她该如何再重回枝头。本只有一世情缘,何苦再度纠缠。我以我命换你安康,你却以此为筹落下一盘好棋。你可有心?皇位争夺,楚氏秘宝,林家纠怨。“放过我吧,我不是她。”刀起刀落,截下一缕轻纱,恩怨两断,从此便是陌路人了。穿越三世的情缘,到底该如何落幕?“我经历了她所经历的,但我终究不是她。盛公子,此番路途艰险,一路平安……”
  • 吃瓜群众日常

    吃瓜群众日常

    这不是正经的网游,这是一个吃瓜群众在网游里叱咤风云的日常,羡慕伤害MAX+N,嫉妒MAX+N,恨MAX+N。吃瓜群众小怕怕,这不是她要的生活呀,她就是得了假的游戏仓,想治疗个青春恼人小痘痘来着,怎么成了工公敌了。
  • 混沌七魄笑红尘

    混沌七魄笑红尘

    前言世间烟尘,繁花似锦。经几许轮回,梦舞妖娆。倾尽星辰至尊,笑尽千转百媚。是谁?又为谁、断魂衷肠?她,本混沌。随宇宙来而来,随宇宙去而去。亿万年寂寞谁尝?是谁?让她愿为之一笑,日月失色;是谁?使她滴落琉璃泪,星辰逆转。人有七情,哪个是她?梦有万千,亦真亦假?是是非非,尔虞我诈。她,本混沌。却偷尽所有人的心,只为她倾狂!
  • 天行

    天行

    号称“北辰骑神”的天才玩家以自创的“牧马冲锋流”战术击败了国服第一弓手北冥雪,被誉为天纵战榜第一骑士的他,却受到小人排挤,最终离开了效力已久的银狐俱乐部。是沉沦,还是再次崛起?恰逢其时,月恒集团第四款游戏“天行”正式上线,虚拟世界再起风云!
  • 佛的故事

    佛的故事

    本书以故事形式讲述佛教,使读者真切感受佛教文化的博大精深以图文的形式将一幅瑰丽神奇的佛教文化地图立体、直观地展现出来,让读者零距离感受佛教文明,全方位接触真实历史。
  • 我也可以是女神

    我也可以是女神

    李雨不会撒娇卖萌……不会穿衣打扮……常年不敢以真面目示人……还是从大山里走出来的粗鲁女生……但这样的女人,也可以是女神!颜?她是大明星,是歌后影后。钱?他自己就是霸道女总裁!……某记者:李雨,请问你以后会嫁入豪门吗?李雨:我自己就是豪门!
  • 为情所困:磬少心尖上的宝贝

    为情所困:磬少心尖上的宝贝

    老一辈说爱情是天时地利的迷信,年轻一辈说爱情是一场遇见,众说纷纭,各执己见,但对他们来说,爱情是原地驻守的在劫难逃。他说,”你只是一个意外,一个错误,但我还是奋不顾身的想要一错再错!”她说,”你承诺的,没有实现的,都可以交给我!”
  • 猎魔风舞传

    猎魔风舞传

    怎么会…这到底是为什么……凝雪…为什么你会是……寒…我该怎么办……