Fisch

Die Fische sind Wassertiere und es gibt mehr als 30.000 Arten von Wirbeltieren (Phylum Chordata), die in den frischen und salzigen Gewässern der Welt gefunden werden. Lebende Arten reichen von primitiven Neunaugen und Schalentieren ohne Kiefer über knorpelige Haie und Rochen bis hin zu reichlich vorhandenen und vielfältigen Knochenfischen. Die meisten Fischarten sind kaltblütig; Eine Art, die Opa (Lampris guttatus), ist jedoch warmblütig.

Fisch

Beschreibung

Fische gibt es seit mehr als 450 Millionen Jahren. In dieser Zeit haben sie sich wiederholt so entwickelt, dass sie in fast alle erdenklichen Arten von aquatischen Lebensräumen passen. In gewisser Weise sind Landwirbeltiere einfach stark veränderte Fische: Als Fische den terrestrischen Lebensraum besiedelten, wurden sie zu Tetrapoden-Landwirbeltieren (vierbeinig).

Die populäre Vorstellung eines Fisches als ein rutschiges, stromlinienförmiges Wassertier, das Flossen besitzt und durch seine Kiemen atmet, gilt für viele Fische, aber viel mehr Fische weichen von dieser Vorstellung ab, um sich ihm anzupassen. Zum Beispiel verlängert sich der Körper in vielerlei Hinsicht und verkürzt sich in anderen stark; Der Körper ist bei einigen (hauptsächlich am Boden lebenden Fischen) abgeflacht und bei vielen anderen seitlich zusammengedrückt. Die Flossen können aufwendig verlängert werden und komplizierte Formen bilden, oder sie können verkürzt werden oder sogar verloren gehen. und die Positionen des Mundes, der Augen, der Nasenlöcher und der Kiemenöffnungen variieren stark. Atemschutzmasken sind in verschiedenen Entwicklungslinien aufgetreten.

Viele Fische sind in Farbe und Form kryptisch und passen genau zu ihrer jeweiligen Umgebung. andere gehören zu den hellsten aller Organismen mit einer Vielzahl von Farbtönen, die oft von auffälliger Intensität sind, bei einem einzelnen Individuum. Die Brillanz von Pigmenten kann durch die Struktur der Fischoberfläche verbessert werden, so dass sie fast zu leuchten scheint. Eine Reihe von nicht verwandten Fischen haben echte lichterzeugende Organe. Viele Fische sind in der Lage, ihre Färbung zu ändern, einige zum Zwecke der Tarnung, andere zur Verbesserung der Verhaltenssignale.

Die Länge erwachsener Fische reicht von weniger als 10 mm bis mehr als 20 Metern, und ihr Gewicht reicht von 1,5 Gramm bis zu vielen tausend kg. Einige leben in flachen heißen Quellen bei Temperaturen etwas über 42 ° C, andere in kalten arktischen Meeren einige Grad unter 0 ° C oder in kalten tiefen Gewässern mehr als 4.000 Meter unter der Meeresoberfläche. Die strukturellen und insbesondere physiologischen Anpassungen an das Leben an solchen Extremen sind relativ schlecht verstanden und bieten neugierigen Wissenschaftlern einen großen Anreiz zum Studium.

Fast alle natürlichen Gewässer haben Fischleben, mit Ausnahme von sehr heißen Thermalteichen und extrem salzhaltigen alkalischen Seen wie dem Toten Meer in Asien und dem Großen Salzsee in Nordamerika.

Die derzeitige Verbreitung von Fischen ist das Ergebnis der geologischen Geschichte und Entwicklung der Erde sowie der Fähigkeit von Fischen, evolutionäre Veränderungen zu erfahren und sich an verfügbare Lebensräume anzupassen. Es ist ersichtlich, dass die Fische nach Lebensraum und geografischem Gebiet verteilt sind. Die Hauptunterschiede im Lebensraum sind Meeres- und Süßwasser.

Zum größten Teil unterscheiden sich Fische in einem marinen Lebensraum von denen in einem Süßwasserlebensraum, selbst in angrenzenden Gebieten, aber einige, wie Lachs, wandern von einem zum anderen. Es gibt viele Arten von Süßwasserlebensräumen. Die in Gebirgsbächen, arktischen Seen, tropischen Seen, gemäßigten Bächen und tropischen Flüssen vorkommenden Fische unterscheiden sich sowohl in ihrer offensichtlichen Struktur als auch in ihren physiologischen Eigenschaften. Selbst in angrenzenden Lebensräumen, in denen beispielsweise ein tropischer Gebirgsbach in einen Tieflandbach mündet, ist die Fischfauna anders.

Meereslebensräume können in Tiefseeböden (benthisch), Mittelwasserozeanböden (bathypelagisch), Meeresböden (pelagisch), felsige Küsten, sandige Küsten, schlammige Küsten, Buchten, Flussmündungen und andere unterteilt werden. Beispielsweise weisen die felsigen Küsten tropischer und gemäßigter Regionen unterschiedliche Fischfauna auf, selbst wenn sich solche Lebensräume entlang derselben Küste befinden.

Fischfütterung

Alle Lebewesen müssen in der Nähe einer Nahrungsquelle bleiben, und Fisch ist keine Ausnahme. Fische neigen dazu, sich dort zu konzentrieren, wo es viel Futter gibt. Fischschwärme oder andere Beutetiere ziehen größere Fische an, um sich von ihnen zu ernähren. Fische nutzen viele Futtersuchmöglichkeiten, darunter schlüpfende Insekten und wandernde Frösche.

Anzeichen einer kleinen Fischaktivität können Sie zu Angel-Hotspots führen. Fische, die über die Oberfläche springen, versuchen oft, größeren Fischen zu entkommen. Zahlreiche kleine Fische im flachen Wasser könnten dazu führen, dass größere Fische später zum Füttern eintreffen.

Natur

Alle Aspekte des Fischlebens hängen eng mit der Anpassung an die gesamte Umwelt zusammen: physikalisch, chemisch und biologisch.

Korreliert mit ihrer Anpassung an eine extrem große Vielfalt von Lebensräumen ist die extrem große Vielfalt an Lebenszyklen, die Fische aufweisen. Die überwiegende Mehrheit schlüpft aus relativ kleinen Eiern einige Tage bis mehrere Wochen oder länger, nachdem sich die Eier im Wasser verteilt haben.

Die frisch geschlüpften Jungtiere sind teilweise noch unterentwickelt und werden Larven genannt, bis die Körperstrukturen wie Flossen, Skelett und einige Organe vollständig ausgebildet sind. Das Leben der Larven ist oft sehr kurz, normalerweise weniger als ein paar Wochen, kann aber sehr lang sein, wobei einige Neunaugen mindestens fünf Jahre lang als Larven fortbestehen. Junge und Larvenfische müssen vor Erreichen der Geschlechtsreife erheblich wachsen, und ihre geringe Größe und andere Faktoren bestimmen häufig, dass sie in einem anderen Lebensraum leben als Erwachsene. Zum Beispiel haben die meisten tropischen Meeresfische pelagische Larven. Das Futter der Larven ist ebenfalls unterschiedlich, und Larvenfische leben oft in seichtem Wasser, wo sie möglicherweise weniger Raubtieren ausgesetzt sind.

Nachdem ein Fisch das Erwachsenenalter erreicht hat, hängt die Länge seines Lebens von vielen Faktoren ab, wie z. B. der angeborenen Alterungsrate, dem Raubdruck und der Art des lokalen Klimas. Die Langlebigkeit einer Art in der geschützten Umgebung eines Aquariums hat möglicherweise nichts damit zu tun, wie lange Mitglieder dieser Art in freier Wildbahn leben. Viele kleine Fische leben höchstens ein bis drei Jahre. Bei einigen Arten können Individuen jedoch bis zu 10 oder 20 oder sogar 100 Jahre alt werden.

Verhalten

Fische nehmen die Welt um sich herum mit den üblichen Sinnen von Sehen, Riechen, Hören, Berühren und Schmecken sowie mit speziellen Wasserstromdetektoren wahr. Bei den wenigen Fischen, die elektrische Felder erzeugen, unterstützt ein Prozess, der am besten als Elektrolokalisierung bezeichnet werden kann, die Wahrnehmung. Der eine oder andere dieser Sinne wird oft auf Kosten anderer betont, abhängig von den anderen Anpassungen des Fisches. Bei Fischen mit großen Augen kann der Geruchssinn verringert sein; andere, mit kleinen Augen, jagen und ernähren sich hauptsächlich vom Geruch (wie einige Aale).

Bank of Fish

Spezialisiertes Verhalten bezieht sich hauptsächlich auf die drei wichtigsten Aktivitäten im Fischleben: Füttern, Züchten und Entkommen vor Feinden.

Raubfische sind oft einsam und lauern auf der Suche nach Beute, eine Art Fortbewegung, die für den korallenfressenden Papageienfisch mit Schnabel unmöglich ist. Sie schwimmen in kleinen Gruppen von einem Korallenkopf zum nächsten. Auch einige Raubfische, die in pelagischen Umgebungen leben, wie Thunfische, brüten häufig.

Der Schlaf in Fischen, denen alle echte Augenlider fehlen, besteht aus einem scheinbar lustlosen Zustand, in dem der Fisch sein Gleichgewicht beibehält, sich aber langsam bewegt. Wenn sie angegriffen oder gestört werden, können die meisten weglaufen. Einige Arten von Fischen liegen auf dem Boden, um zu schlafen.

Die Kommunikation zwischen Mitgliedern einer Art oder zwischen Mitgliedern von zwei oder mehr Arten ist häufig äußerst wichtig, insbesondere im Hinblick auf das Fortpflanzungsverhalten. Die Art der Kommunikation kann visuell sein, zwischen dem sogenannten saubereren kleinen Fisch und einem großen Fisch einer ganz anderen Art. Bei größeren Fischen kann der Reiniger häufig in den Mund gelangen, um Parasiten aus den Kiemen zu entfernen. Cleaner ist für seine charakteristische Farbe und Wirkung bekannt und wird daher nicht gegessen, auch wenn der größte Fisch normalerweise ein Raubtier ist. Die Kommunikation erfolgt häufig chemisch. Die Signale werden von bestimmten Chemikalien gesendet, die als Pheromone bezeichnet werden.

Fortbewegung

Viele Fische haben einen stromlinienförmigen Körper und schwimmen frei im offenen Wasser. Die Fortbewegung ist eng mit dem Lebensraum und der ökologischen Nische (der allgemeinen Position des Tieres in Bezug auf seine Umwelt) korreliert.

Viele andere, sowohl Meeres- als auch Süßwasser, schwimmen an der Oberfläche und haben einen angepassten Mund, um sich besser an der Oberfläche zu ernähren. Diese sind oft lang und schlank, können auf Oberflächeninsekten oder andere Oberflächenfische schießen und sich wiederum von Raubtieren fernhalten.

Die sogenannten Schwimmwasserschwimmer, die häufigste Fischart, sind vielfältig und leben in vielen Lebensräumen. Fische, die in relativ ruhigen Gewässern wie Buchten, Seeufern oder langsamen Flüssen leben, sind im Allgemeinen keine schnellen, starken Schwimmer, sondern können kurze, schnelle Geschwindigkeiten erreichen, um einem Raubtier zu entkommen. Viele von diesen haben abgeflachte Seiten, wie Aquarian Sunfish und Süßwasser-Kaiserfisch. Die mit dem Boden oder dem Substrat verbundenen Fische sind normalerweise langsame Schwimmer. Fische, die sich im offenen Wasser von Plankton ernähren, bleiben fast immer spindelförmig und können sich schnell und stark bewegen.

Es gibt viele Arten von Fischen, die am Boden leben, und sie wurden in vielerlei Hinsicht an ihrer Körperform und ihren Schwimmgewohnheiten verändert. Stachelrochen, die sich aus stark schwimmenden Tiefseehaien entwickelt haben, bleiben im Allgemeinen nahe am Boden und bewegen sich, indem sie mit ihren großen Brustflossen winken. Flunder leben in einem ähnlichen Lebensraum und bewegen sich über den Boden, indem sie ihren gesamten Körper bewegen. Viele bewegen sich von Ort zu Ort und ruhen sich zwischen den Bewegungen auf dem Boden aus.

Einige andere Fische wagen sich über nassen Boden, um vielversprechendere Gewässer zu finden, als sie zurückgelassen haben. Sie bewegen sich, indem sie ihren Körper bewegen, manchmal mit starken Brustflossen; Die meisten haben akzessorische Organe, die Luft atmen. Viele, die am Boden leben, leben in Schlammlöchern oder Felsspalten. Seeaale und Grundeln kommen häufig in solchen Lebensräumen vor und wagen sich größtenteils weit über ihre höhlenartigen Häuser hinaus. Einige Bodenbewohner haben leistungsstarke Klebescheiben entwickelt, die es ihnen ermöglichen, in Bereichen wie felsigen Ufern, in denen die Wellenbewegung groß ist, auf dem Untergrund zu bleiben.

Fortpflanzung

Einige Fische sind Hermaphroditen: ein Individuum, das Sperma und Eier produziert, normalerweise in verschiedenen Stadien seines Lebens. Selbstbefruchtung ist jedoch wahrscheinlich selten.

Die Zuchtmethoden sind vielfältig, aber die meisten legen eine große Anzahl kleiner, befruchteter, verstreuter Eier außerhalb des Körpers. Die Eier von pelagischen Fischen neigen dazu, im offenen Wasser zu schweben. Viele Küsten- und Süßwasserfische legen Eier auf den Boden oder zwischen Pflanzen. Einige haben klebrige Eier. Die Sterblichkeit der Jungtiere und insbesondere der Eier ist sehr hoch, und oft erreichen nur wenige Individuen eine Reife von Hunderten, Tausenden und in einigen Fällen Millionen von gelegten Eiern.

Männer produzieren Sperma, normalerweise als milchig weiße Substanz namens Milch, in zwei (manchmal einem) Hoden in der Körperhöhle. Bei knöchernen Fischen führt ein Spermiengang von jedem Hoden zu einer urogenitalen Öffnung hinter dem Beatmungsgang oder Anus. Bei Haien und Rochen sowie bei Zyklostomen führt der Gang zu einer Kloake. Manchmal werden die Beckenflossen modifiziert, um die Milch auf die Eier im Belüftungskanal des Weibchens oder auf dem Substrat zu übertragen, auf dem das Weibchen sie platziert hat. Nebenorgane werden manchmal verwendet, um Frauen intern zu befruchten, beispielsweise die Klassifikatoren vieler Haie und Rochen.

Bei Frauen bilden sich die Eizellen in zwei Eierstöcken (manchmal nur in einem) und gehen durch die Eierstöcke zur Urogenitalöffnung und nach außen. Bei einigen Fischen werden die Eier intern befruchtet, aber vor der Entwicklung entfernt.

Bei einigen knöchernen Fischen entwickeln sich die Eier einfach im Weibchen, wobei die Jungen beim Schlüpfen der Eier auftauchen (ovovivipar). Andere entwickeln sich im Eierstock und werden nach dem Schlüpfen (vivipar) vom Eierstockgewebe gefüttert. Es gibt auch andere Methoden, um die Jungen im Inneren des Weibchens zu füttern. In allen Lebensträgern werden die Jungen relativ groß und wenige geboren.

Eine erfolgreiche Fortpflanzung und in vielen Fällen die Verteidigung von Eiern und Jungen wird durch eine eher stereotype, aber oft ausgefeilte Werbung und väterliches Verhalten von Männern, Frauen oder beiden sichergestellt. Einige Fische bereiten ihre Nester vor, indem sie Vertiefungen im Sandboden entleeren (z. B. Buntbarsche), Nester mit Pflanzenmaterial und klebrigen Fäden bauen, die von den Nieren (Pickeln) ausgeschieden werden, oder eine Gruppe schleimbedeckter Blasen auf die Wasseroberfläche blasen (Gouramis). Die Eier werden in diesen Strukturen abgelegt. Einige Sorten von Buntbarschen und Wels schlüpfen die Eier in den Mund.

Körperliche Form

Die Grundstruktur und Funktion des Fischkörpers ähnelt denen aller anderen Wirbeltiere. Die vier üblichen Gewebetypen sind vorhanden: oberflächlich oder epithelial, Bindegewebe (Knochen-, Knorpel- und Fasergewebe sowie deren Derivate, Blut), nervös und muskulös. Darüber hinaus sind die Organe und Organsysteme von Fischen parallel zu denen anderer Wirbeltiere.

Knochen

Der typische Körper des Fisches ist stromlinienförmig und spindelförmig, mit einem vorderen Kopf, einem Kiemenapparat und einem Herzen, wobei sich letzteres in der Mittellinie direkt unterhalb der Kiemenkammer befindet. Die Körperhöhle, die die lebenswichtigen Organe enthält, befindet sich hinter dem Kopf im unteren vorderen Teil des Körpers. Der Anus markiert normalerweise den hinteren Abschluss der Körperhöhle und tritt am häufigsten direkt vor der Basis der Afterflosse auf. Das Rückenmark und die Wirbelsäule setzen sich vom Hinterkopf bis zur Basis der Schwanzflosse fort und verlaufen dorsal in die Körperhöhle und durch die Schwanzregion (Schwanz) hinter der Körperhöhle. Der größte Teil des Körpers besteht aus Muskelgewebe, von dem ein großer Teil zum Schwimmen notwendig ist.

Das Skelett ist ein wesentlicher Bestandteil des Fortbewegungssystems des Fisches und dient nicht nur zum Schutz lebenswichtiger Teile. Das innere Skelett besteht aus den Knochen des Schädels (mit Ausnahme der Knochen des Daches des Kopfes, die tatsächlich Teil des äußeren Skeletts sind), der Wirbelsäule und den Flossenstützen (Flossenstrahlen). Die Flossenstützen sind vom äußeren Skelett abgeleitet. Das innere Skelett von Cyclostomen, Haien und Rochen besteht aus Knorpel; Das vieler fossiler Gruppen und einiger primitiver lebender Fische ist meistens Knorpel, kann aber auch Knochen enthalten. Anstelle der Wirbelsäule hatten frühe Wirbeltiere einen voll entwickelten Notochord, einen starren, flexiblen Stab aus viskosen Zellen, der von einer starken faserigen Hülle umgeben war.

Der Schädel, einschließlich der Bögen der Kiemen und Kiefer knöcherner Fische, ist vollständig oder zumindest teilweise verknöchert. Das von Haien und Rochen bleibt knorpelig, manchmal teilweise ersetzt durch Kalziumablagerungen, aber niemals durch echten Knochen.

Die Stützelemente der Flossen (basale oder radiale Stacheln oder beides) haben sich während der Entwicklung der Fische stark verändert. Einige dieser Änderungen werden im nächsten Abschnitt (Evolution und Paläontologie) beschrieben. Die meisten Fische haben eine einzige Rückenflosse in der Mittellinie ihres Rückens. Viele haben zwei und einige drei Rückenflossen. Die anderen Flossen sind der einzelne Schwanz und die Afterflossen sowie die gepaarten Becken- und Brustflossen. Eine kleine Flosse, die Fettflosse, mit haarigen Flossenstrahlen, kommt in vielen der relativ primitiven Teleoste (wie Forellen) auf dem Rücken nahe der Basis der Schwanzflosse vor.

Haut

Die Haut eines Fisches muss viele Funktionen erfüllen. Es hilft bei der Aufrechterhaltung des osmotischen Gleichgewichts, bietet physischen Schutz für den Körper, ist der Ort der Färbung, enthält sensorische Rezeptoren und wirkt bei einigen Fischen auf die Atmung. Schleimdrüsen, die zur Aufrechterhaltung des Wasserhaushalts und zum Schutz vor Bakterien beitragen, sind in der Fischhaut, insbesondere in Cyclostomen und Teleost, äußerst zahlreich. Da Schleimdrüsen in modernen Neunaugen vorhanden sind, ist anzunehmen, dass sie in primitiven Fischen wie alten silurischen und devonischen Agnathans vorhanden waren.

Der Schutz vor Abrieb und Raub ist eine weitere Funktion der Fischhaut, und die Hautwirbelsäule trat als Reaktion auf dieses Bedürfnis früh in der Fischentwicklung auf. Es wird angenommen, dass sich der Knochen zuerst in die Haut entwickelte und erst später in die knorpeligen Bereiche des Fischkörpers eindrang, um zusätzliche Unterstützung und Schutz zu bieten. Dermale Stacheln haben eine wichtige Rolle in der Fischentwicklung gespielt und weisen in verschiedenen Fischgruppen unterschiedliche Merkmale auf. Verschiedene Gruppen sind zumindest teilweise durch die Art der Knochenschuppen gekennzeichnet, die sie besitzen.

Schuppen haben eine wichtige Rolle in der Fischentwicklung gespielt. Primitive Fische hatten im Allgemeinen dicke Knochenplatten oder dicke Schuppen in verschiedenen Schichten von Knochen, Zahnschmelz und verwandten Substanzen. Moderne Teleostfische haben Knochenschuppen, die trotz ihres Schutzes viel mehr Bewegungsfreiheit im Körper ermöglichen. Einige moderne Teleoste (einige Wels, Spinat und andere) haben sekundär knöcherne Platten auf der Haut erworben. Moderne und primitive Haie besaßen Placoidschuppen, eine relativ primitive Art von Schuppen mit einer zahnartigen Struktur, die aus einer äußeren Schicht einer schmelzartigen Substanz (vitrodentin), einer inneren Schicht aus Dentin und einer Pulpahöhle bestand, die Nerven und Nerven enthielt Blutgefäße.

Frühe knöcherne Fische hatten dicke Schuppen vom Typ Ganoid oder Cosmoid. Kosmoidschuppen haben eine harte, schmelzartige äußere Schicht, eine innere Schicht aus Kosmina (eine Form von Dentin) und dann eine Schicht aus Gefäßknochen (Isopedin). In Ganoidschuppen ist die harte äußere Schicht chemisch unterschiedlich und wird Ganoin genannt. Darunter befindet sich eine cosminartige Schicht und dann eine vaskuläre Knochenschicht. Den feinen durchscheinenden Knochenschuppen moderner Fische, Zykloiden und Cenoiden genannt (letztere zeichnen sich durch Streifen an den Rändern aus), fehlen Schmelzschichten und Dentine.

Die Haut hat bei Fischen mehrere andere Funktionen. Es ist gut mit Nervenenden versorgt und erhält vermutlich taktile, thermische und schmerzhafte Reize. Die Haut ist auch gut mit Blutgefäßen versorgt. Einige Fische atmen teilweise durch die Haut, indem sie Sauerstoff und Kohlendioxid zwischen dem umgebenden Wasser und zahlreichen kleinen Blutgefäßen nahe der Hautoberfläche austauschen.

Die Haut dient als Schutz durch die Kontrolle der Färbung. Fische weisen eine nahezu unbegrenzte Farbpalette auf. Die Farben fügen sich oft eng in die Umgebung ein und verbergen das Tier effektiv. Viele Fische verwenden leuchtende Farben für territoriale Werbung oder als Erkennungszeichen für andere Mitglieder ihrer eigenen Art oder manchmal für Mitglieder anderer Arten.

Viele Fische können aufgrund der Bewegung des Pigments in den Pigmentzellen (Chromatophoren) ihre Farbe mehr oder weniger stark verändern. Schwarze Pigmentzellen (Melanophore), die in Fischen fast überall vorkommen, werden häufig anderen Pigmentzellen gegenübergestellt. Wenn sie unter Iridozyten oder Leukophoren (die das Silber- oder Weißpigment von Guanin enthalten) platziert werden, erzeugen die Melanophore Strukturfarben von Blau und Grün. Diese Farben sind oft extrem intensiv, weil sie durch Lichtbrechung durch die scharfen Guaninkristalle entstehen.

Gebrochene blaue und grüne Farben sind oft relativ rein, ohne die roten und gelben Strahlen, die vom schwarzen Pigment (Melanin) der Melanophore absorbiert wurden. Die gelben, orangefarbenen und roten Farben werden von Erythrophoren erzeugt, Zellen, die die entsprechenden Carotinoidpigmente enthalten. Andere Farben werden durch Kombinationen von Melanophoren, Erythrophoren und Iridozyten erzeugt.