Notothenioidei - Notothenioidei

Смотрите также: Антарктические рыбы

Notothenioidei
ANTARTIC FISH.png
Шесть Notothenioidei, иллюстрации по мотивам книги «Антарктические рыбы и рыболовство» (К.-Х. Кок, 1992)
Научная классификация е
Королевство:Animalia
Тип:Хордовые
Учебный класс:Актиноптеригии
Заказ:Околообразные
Подотряд:Notothenioidei
Семьи

Bovichtidae
Псевдафритиды
Eleginopsidae
Nototheniidae
Harpagiferidae
Artedidraconidae
Батидракониды
Каннихтииды
См. Текст для родов.

Notothenioidei является одним из 19 подзаказов заказа Околообразные и это в первую очередь включает Антарктическая рыба и Субантарктика рыба, но также есть несколько видов, обитающих от севера до юга Австралии и юга Южной Америки.[1][2] Эти виды, которые вместе называются нототениоидами, составляют примерно 90% биомассы ихтиофауны в водах континентального шельфа, окружающих Антарктида.[3]

Эволюция и географическое распространение

В Южный океан поддерживает среду обитания рыб на протяжении 400 миллионов лет; однако современные нототениоиды, вероятно, появились где-то после эоцен эпоха.[2] Этот период ознаменовал похолодание Южного океана, что привело к стабильным ледяным условиям, которые сохраняются до сих пор, за исключением резкого и быстрого потепления в регионе в последние годы.[2][4] Другой ключевой фактор в эволюции нототениоидов - преобладание Антарктическое циркумполярное течение (АЦТ), большое медленное течение, которое простирается до морского дна и препятствует большей части миграции в антарктический регион и обратно.[2]


Эти уникальные условия окружающей среды в сочетании с ключевыми эволюционными инновациями Антифриз гликопротеин способствовали широкому распространению радиации внутри подотряда, что привело к быстрому развитию новых видов.[5] [6] Адаптивная радиация нототениоидов характеризуется глубинной диверсификацией.[2] Сравнительные исследования между неантарктическими и антарктическими нототениоидами выявили различные экологические процессы и генетические различия между двумя группами рыб, такие как потеря гемоглобин (в семье Каннихтииды ) и изменения плавучести.[2]

Нототениоиды распространены в основном по всей территории Южный океан вокруг берегов Новая Зеландия, южный Южная Америка, и Антарктида.[7] По оценкам, 79% нототениоидов обитают в Антарктическом регионе.[2] Нототениоиды в основном обитают в морской воде с температурой от -2 до 4 ° C (28 и 39 ° F); однако некоторые из неантарктических видов обитают в водах, температура которых может достигать 10 ° C (50 ° F) вокруг Новой Зеландии и Южной Америки.[8] Температура морской воды ниже точки замерзания пресной воды (0 ° C или 32 ° F) возможна из-за более высокой солености в водах Южного океана.[9] Нототениоиды имеют оценочный диапазон глубин примерно 0–1 500 м (0–4 921 фут).[2]

Анатомия

Морфология нототениоидов во многом типична для других прибрежных окуневых рыб. Они отличаются не одним физическим признаком, а, скорее, отличительным набором морфологических признаков.[2] К ним можно отнести наличие трех квартирных Грудной плавник лучевые, ноздри расположены по бокам с каждой стороны головы, отсутствие плавательный пузырь, и наличие нескольких боковые линии.[2]

Поскольку у нототениоидов нет плавательного пузыря, большинство видов бентосный или же демерсальный в природе.[2] Однако диверсификация, зависящая от глубины, привела к тому, что некоторые виды приобрели повышенную плавучесть, используя липид отложения в тканях и уменьшаются окостенение костных структур.[2] Это уменьшенное окостенение скелета (наблюдаемое у некоторых нототениоидов) изменяет вес и создает нейтральную плавучесть в воде, где рыба не тонет и не плавает, и, таким образом, может легко регулировать свою глубину.[2]

Физиология

Нототениоиды обладают множеством физиологических и биохимических свойств. приспособления которые либо позволяют выжить в Южном океане, либо возможны только из-за обычно холодной и стабильной температуры морской воды. К ним относятся сильно ненасыщенные мембранные липиды[10] и метаболическая компенсация ферментативной активности.[11] Многие нототеноиды утратили почти универсальный реакция на тепловой шок (HSR)[12] из-за эволюции при низких и стабильных температурах.[13]

Многие нототениоидные рыбы способны выжить в замерзающих, покрытых льдом водах Южного океана из-за присутствия антифриз гликопротеин в крови и биологических жидкостях.[14] Хотя многие антарктические виды содержат белки-антифризы в жидкостях организма, не все они. Некоторые неантарктические виды либо не производят антифриза, либо производят очень мало антифриза, а концентрация антифриза у некоторых видов очень низка у молодых личинок рыб.[2]

В то время как у большинства видов животных до 45% гемоглобин (или другие кислородсвязывающие и переносящие кислород пигменты) в их крови, нототениоиды семейства Каннихтииды не выражайте никаких глобин белки в их крови.[15] В результате кислородная способность их крови снижается до менее 10%, чем у других рыб.[15] Вероятно, эта особенность возникла из-за высокой растворимости кислорода в водах Южного океана. При низких температурах растворимость воды в кислороде увеличивается.[16] Потеря гемоглобина у этих видов частично компенсируется наличием большого, медленно бьющегося сердца и расширенных кровеносных сосудов, которые транспортируют большой объем крови под низким давлением для увеличения сердечного выброса.[15][17] Несмотря на эти компенсации, потеря белков глобина по-прежнему приводит к снижению физиологических показателей.[15]

Классификация

Эта классификация следует за Eastman and Eakin, 2000.[1] и включает ссылки на дополнительные классифицированные виды.[18][19] Если не указано иное, виды ограничены пределами Антарктиды.

Рекомендации

  1. ^ а б Дж. Т. Истман и Р. Р. Икин (2000). «Обновленный список видов нототениоидных рыб (Percifomes; Notothenioidei) с комментариями по антарктическим видам» (PDF). Arch. Рыбы. Март Res. 48 (1): 11–20.
  2. ^ а б c d е ж грамм час я j k л м п Истман, Джозеф (1993). Биология антарктических рыб: эволюция в уникальной среде. Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, Inc.
  3. ^ Гон, О. и Хемстра, ПК (1992). «Рыбы Южного океана». Ежеквартальный обзор биологии. 67: 220–221.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  4. ^ Гилле, Сара (15 февраля 2002 г.). «Потепление Южного океана с 1950-х годов» (PDF). Научный журнал. Получено 22 января 2019.
  5. ^ Кларк, А. и Джонстон, И. А. (1996). «Эволюция и адаптивная радиация антарктических рыб» (PDF). ДЕРЕВО. 11 (5): 212–218. Дои:10.1016 / 0169-5347 (96) 10029-х. PMID  21237811.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  6. ^ Ниа, Т.Дж., Дорнбург, А., Кун, К.А., Истман, Д.Т., Пеннингтон, Д.Т., Патарнелло, Т., Зейн, Л., Фернандес, Д.А., и Джонс, К.Д. (2012). «Древнее изменение климата, антифриз и эволюционное разнообразие антарктических рыб». Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки. 109 (9): 3434–9. Дои:10.1073 / pnas.1115169109. ЧВК  3295276. PMID  22331888.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  7. ^ Истман Дж. И Гранде Л. (1989). «Эволюция антарктической ихтиофауны с акцентом на новейшие нототениоиды». Геологическое общество, Лондон, Специальные публикации. 47 (1): 241–252. Bibcode:1989ГСЛСП..47..241Е. CiteSeerX  10.1.1.897.9784. Дои:10.1144 / GSL.SP.1989.047.01.18.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  8. ^ "Температура поверхности - наука NOAA о сфере". Национальное управление океанических и атмосферных исследований. 2018.
  9. ^ Адкинс, Дж; и другие. (29 ноября 2002 г.). «Соленость, температура и δ18O глубинного ледникового океана» (PDF). Научный журнал. Получено 22 января 2019.
  10. ^ Logue, JA; и другие. (2000). «Липидный состав коррелятов температурно-адаптивных межвидовых различий в физической структуре мембран». Журнал экспериментальной биологии. 203: 2105–2115. PMID  10862723.
  11. ^ Кавалл, HG; и другие. (2002). «Метаболическая адаптация к холоду у антарктических рыб: данные по ферментативной активности мозга». Морская биология. 140 (2): 279–286. Дои:10.1007 / s002270100695.
  12. ^ Билык, К.Т., Варгас-Чакофф, Л., и Ченг, CHC (2018). «Эволюция хронического холода: различная потеря клеточного ответа на тепло у антарктических нототениоидных рыб». BMC Эволюционная биология. 18 (1): 143. Дои:10.1186 / s12862-018-1254-6. ЧВК  6146603. PMID  30231868.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  13. ^ Бирс, Дж. М., и Джаясундара, Н. (2015). «Антарктические нототениоидные рыбы: каковы будущие последствия« потерь »и« прибылей », полученных в ходе долгосрочной эволюции при низких и стабильных температурах?». Журнал экспериментальной биологии. 218 (Pt 12): 1834–45. Дои:10.1242 / jeb.116129. PMID  26085661.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  14. ^ Чен, L; и другие. (1997). «Эволюция гена гликопротеина антифриза из гена трипсиногена у антарктических нототениоидных рыб». PNAS. 94 (8): 3811–3816. Bibcode:1997PNAS ... 94.3811C. Дои:10.1073 / пнас.94.8.3811. ЧВК  20523. PMID  9108060.
  15. ^ а б c d Сиделл, Б. и О'Брайен, К.М. (2006). «Когда плохие вещи случаются с хорошими рыбами: потеря гемоглобина и экспрессии миоглобина у антарктических ледяных рыб» (PDF). Журнал экспериментальной биологии. 209 (Pt 10): 1791–1802. Дои:10.1242 / jeb.02091. PMID  16651546.CS1 maint: несколько имен: список авторов (связь)
  16. ^ "Растворенный кислород". Управление морских программ Университета Род-Айленда. Получено 22 января 2019.
  17. ^ Джойс, Вт; и другие. (2019). «Адренергическая и аденозинергическая регуляция сердечно-сосудистой системы у антарктической ледяной рыбы: понимание центральных и периферических детерминант сердечного выброса» (PDF). Сравнительная биохимия и физиология, часть A: Молекулярная и интегративная физиология. 230: 28–38. Дои:10.1016 / j.cbpa.2018.12.012. PMID  30594528.
  18. ^ Последний, П.Р., А.В. Балушкин и Дж.Б.Хатчинс (2002): Платицефальный галафрит (Notothenioidei: Bovichtidae): новый род и вид ледяной рыбы умеренного пояса из юго-восточной Австралии. Копея 2002 (2): 433-440.
  19. ^ Froese, Rainer и Daniel Pauly, ред. (2013). Виды Чаннихтис в FishBase. Версия от февраля 2013 г.

дальнейшее чтение

  • Макдональд, Дж. А. (2004). "Notothenioidei (Южные трески-ледяные рыбы)". В М. Хатчинс, Р. В. Гаррисон, В. Гейст, П. В. Луазель, Н. Шлагер, М. К. Макдейд, ... W. Э. Дуэльман (ред.), Энциклопедия жизни животных Гржимека (2-е изд., Т. 5, с. 321–329). Детройт: Гейл.