鱼鳍

✍ dations ◷ 2025-06-08 05:32:27 #鱼类解剖学

鱼鳍是鱼类最明显的一个特征,是大部分鱼类用来游动的器官。在不同部位的鱼鳍有不同的作用,例如向上、向下、前进、后退或者保持身体平衡都需要动用或协调不同的鳍。鳍的功能也不只限于协助游动,飞鱼使用胸鳍来进行滑行,躄鱼则用胸鳍来爬行。雄性鳉鱼用臀鳍来输送精子,而长尾鲨则会用尾鳍击晕猎物。

背鳍位于鱼类背部,一条鱼最多可拥有3个背鳍,背鳍在鱼类翻滚时起到保护作用,并协助急速转向和急停。

A:歪鳍,脊椎延伸到了尾鳍上部,使其变得更长,例如鲨鱼。

B:原尾,脊椎延伸到尾鳍顶端,尾鳍上下对称,并不扩大。

C:正尾,尾鳍表面上对称,实际上脊椎稍向上部延伸。

D:圆尾,脊椎延伸到尾鳍顶端,尾鳍对称并扩大,例如多鳍鱼目、肺鱼和腔棘鱼。很多现代的鱼和古生代的鱼都有圆尾。

小鳍位于背鳍或臀鳍之后,是一个很小的鳍。金枪鱼和秋刀鱼有小鳍。

硬骨鱼被分为辐鳍鱼和肉鳍鱼,现在辐鳍鱼是脊椎动物中最具优势的种类,有大约有99%的超过30,000种的鱼都是辐鳍鱼。而曾经一度繁盛的肉鳍鱼现在几乎都已经灭绝了,只剩下8个物种存活。硬骨鱼没有鳍脊,而是以鳞质鳍条取代。它们拥有鱼鳔,和鱼鳍一起作用控制鱼类的上浮和下沉。硬骨鱼的鳃盖保证了它们不用游动也可以呼吸。

肉鳍鱼的鱼鳍中有一个中轴骨,在前鳍的基部上有明显的肌肉组织与分开的两片腹鳍。肉鳍鱼和之后两栖动物和四足类动物的演化有直接的关联性。

腔棘鱼是现存的其中一种肉鳍鱼,在4亿多年前的泥盆纪早期它就生活在地球上了,是一种活化石。依靠着数量众多的鳍,腔棘鱼可以在水中进行几乎任何方向的转向,甚至可以倒立或者腹部向上游动。

辐鳍鱼的鱼鳍向鳍的外缘呈放射状展开,无明显肌肉组织,由棘组成,一般只有硬棘或者软棘,当二者同时出现时,硬棘居前。棘有很多用处,例如很多鲶形目的鱼在背鳍及胸鳍都有硬棘,有些更含剧毒,用以保卫自身。

软骨鱼的骨骼全部由软骨组成,雄性的腹鳍里侧具有鳍脚,尾鳍为歪尾。鳐总目的胸鳍与头部相连,并且极其灵活。鲨鱼则大部分都是歪尾,像大多数鱼一样,鲨鱼的尾鳍可以为它们的游动提供推力,不同鲨鱼之间尾鳍的具体形状大相径庭。虎鲨的巨大歪尾为它们提供了缓慢巡游能力和极强的爆发力。长尾鲨的尾鳍则被用来直接击晕猎物。

鱼鳍在摆动时可以产生推力,令鱼向相反的方向前进。而大多数鱼都可以通过摆动鳍来前后移动。在游动中,尾鳍一般是必须用到的鳍,但有些鱼主要靠胸鳍来产生推力。

在流动的水中,短时间内因压力差而导致的气泡出现与消失会产生空穴现象。这也是鳍作用的原理之一,海豚和金枪鱼在游动时尾鳍可以产生强大的空穴现象。不过虽然可以游得很快,空穴现象导致的气泡破灭会使海豚感到疼痛,从而限制其速度的提升。 虽然金枪鱼因为尾鳍没有神经,不会感到疼痛,但同样会因为空穴现象导致的一些其他物理现象而减速。金枪鱼尾鳍上发现过空穴现象造成的伤痕。

鲭科是技艺高超的游泳者,它们身体后侧有小鳍,2000年和2001年的研究指出“在稳定游动时,小鳍会在局部流体产生流体动力效应”,最后方的小鳍可以增加鲭游动时尾鳍的推力。

一旦鱼类开始游动,游动的动作就可以使用鱼鳍来控制。

岩礁鱼类的体型和远洋性鱼迥然不同,后者通常会拥有流线型的身体,以减少在水中游动的阻力,提高速度。岩礁鱼类生活在珊瑚礁中相对逼仄且变化更多的环境中,机动性远比速度重要得多,因此很多岩礁鱼类,例如蝴蝶鱼科、雀鲷科、盖刺鱼科的胸鳍和腹鳍允许它们进行复杂的变向。四齿鲀科、箱鲀科的鱼靠胸鳍游动,几乎不使用尾鳍。

像其他旗鱼一样,平鳍旗鱼拥有巨大的背鳍,在快速游动时可以缩回体内。

东方豹鲂�有比身体还大的胸鳍,当受到威胁时可以用来吓退敌人。尽管又称“飞龟鱼”,但是它们和飞鱼并无关系,其鳍也起不到飞鱼鳍的作用。

鱼鳍有时也可以用作生殖器官,四眼鱼科和花鳉科雄鱼的臀鳍演化成了生殖足,在交配时会将其插入雌性体内,使卵子在体内直接受精。

慈鲷科的雌性带纹矛耙丽鱼在交配时会展示出它们巨大、吸引注意力的紫色胸鳍。研究者发现雄性带纹矛耙丽鱼更青睐胸鳍大的雌性。

2009年,芝加哥大学的学者发现“腮、鳍和四肢有相同的遗传结构”。

肉鳍鱼类被认为是所有哺乳动物、爬行动物、鸟类和两栖动物的祖先。陆生四足类大约在3.75亿年前从肉鳍鱼类演化到可以登陆,用胸鳍和腹鳍行走,最终发展出四肢。

2011年,蒙纳许大学的研究者利用肺鱼腹鳍的来追踪四足类的四肢的演化过程。芝加哥大学的进一步研究表明肺鱼已近有了向四足类演化的迹象。

鱼鳍可以产生有效的推进力,一些鱼的推进效率超过了90%。因此鱼类的加速和机动性比船只和潜艇都更为有效,噪音也更小。这使得科学家开始研究鱼鳍在仿生学上的价值。

1990年代,CIA设计了一条叫做“Charlie”的机械鱼,用来采集水下标本。

2005年,伦敦海洋生物水族馆展出了三个由艾塞克斯大学计算机科学系设计的机械鱼。这些机械鱼采用自动化设计,可以像真的鱼那样避开障碍物。

2004年,麻省理工学院的休·赫尔发明了一个带有执行器的机械鱼,她将青蛙腿部肌肉移植到机器人上,并进行通电使其抽搐而令机器人游动。

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