鱼在水里保持平衡之秘

发表时间:2020/10/7 0:39:10  来源:水产黑匣子  
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【人翻几个跟头都不会摔倒是为啥?】

鱼在水里是怎样保持平衡的?

【但加速过度就会眩晕恶心又是为啥?】

鱼在水里是怎样保持平衡的?

 人的前庭系统


前庭系统控制着人的自身的平衡感和空间感,对于人的运动和平衡能力起关键性的作用。

它和耳蜗一起构成了内耳迷路,位于内耳的前庭。由于人的运动由旋转和平移两种方式组成,前庭系统也由两个部分组成:半规管系统,感知旋转动作;以及耳石,感知直线加速。前庭系统发送神经信号给控制眼球运动的神经系统,保证我们在移动时也能拥有清晰的视觉;也发送信号给肌肉相关的神经结构,使我们保持直立。

鱼在水里是怎样保持平衡的?

耳石(学名Otoliths)是脊椎动物内耳内的碳酸钙结晶组织,藏在内耳前庭系统的椭圆囊和球状囊里。椭圆囊与水平直线加速度有关,球状囊与垂直加速度有关,均属于静态平衡。在耳石膜中的耳石晶体附着在胶质覆膜上,比周围组织重,因此在定向加速度时会发生位移,导致毛细胞的纤毛束转向,产生感觉讯号。大部分椭圆囊产生的讯号是由眼球运动所触发,而大部分球状囊所产生的讯号则是反应出控制人体姿势的肌肉运动。


当人的运动幅度和速率超过一定值时,耳石晶体会发生过度位移,对毛细胞产生强烈刺激,从而产生眩晕感。这个时候其实身体是在提醒你,小心点做动作啦,不要伤着自己!


平时,耳石会老老实实呆在该呆的地方。但是由于某种原因,耳石跑到外面来,就会发生耳石症。

耳石症,临床称之为良性阵发性位置性眩晕(BPPV),是指头部迅速运动至某一特定位置时出现的短暂阵发性发作的眩晕。在耳朵深部的内耳结构中,有负责平衡的三个半圆形的半规管。由于外伤或其他致病因素,可导致耳石脱落,然后有可能掉到半规管内,随着人体头位的变化,三个半规管也会随之发生位置变化,而掉入其中的耳石也会随之运动,从而刺激半规管的毛细胞,导致机体发生强烈的天旋地转般眩晕。

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 鱼耳石


硬骨鱼类的耳石,藏在鱼脑后部,所以又名鱼脑石,具有产生听觉和保持平衡的功能。自然界中共存在三种耳石:微耳石、矢耳石和星耳石,分别位于鱼的椭圆囊、球状囊和听壶内,各一对。

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鱼的内耳耳石具有多种生理功能:(1)维持并调节肌肉的协调,(2)感受加速动作,(3)感受重力,以及(4)感受声音。另外,耳石具有很强的压电性质,推测可以用于分析频率及侦测深度。耳石的功能与形状有关,这也就是无亲缘关系的鱼类耳石相似的原因。但不是所有鱼类都有耳石,有耳石的鱼类,耳石的特征也随着种类不同而存在差异。

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耳石最大的特点是它随着鱼的年龄而生长,并且把鱼所经历的生活史事件忠实的记录下来,因此对于鱼类生物学家和环境历史学者有着独特的吸引力。原因在于鱼类耳石的成分主要是以碳酸钙为主的无机物,即使鱼体不生长,此种结晶也会获得一定程度的无机化积累。

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鱼耳石的生长环与树的年轮相似 ,这种生长环可以用来估计鱼的年龄。在鱼耳石中有两个不同区域可以指示不同的生长意义 – 暗色的半透明区域代表一段快速生长;白色不透明区域,也叫做鱼耳石环,代表一段相对较慢的生长。鱼耳石环的形成与树的年轮有着相似的特征,都可以用来估算年龄。

一般情况下,每一年都会发育一个新的鱼耳石环。但是一个耳石环是否就代表着刚好一年的生长,仍然需要更深入的研究(例如对已经用了化学标记的鱼进行标记重补实验)。将鱼耳石环发育的数据与鱼生长的大小进行比较,就可以知道该物种的生长速度。

这些鱼耳石环还含有一种化学成分,可以指示某个生长环时期鱼所在的当地环境。这种化学成分包括微量元素和同位素,可以用于测量跟踪鱼整个生命时期的活动情况。


鲸类在捕食鱼类时都是整只鱼活吞的方式进食,为了防止鱼的硬棘卡在消化道中,鲸类都是从鱼头开始进食。有时胃中只发现鱼类的骨骼、鳞片、眼球、牙齿及一些碎肉,不容易辨认种类,而耳石是最后被消化而唯一具有种别性的特征,耳石是由蛋白质和钙结晶所构成的,因其位于鱼类头颅内,其被消化的速率最慢,所以在分析胃内含物时,耳石是很重要的指标。


鱼耳石的研究在多个研究领域都有涉及,其中包括对死亡率或群体结构估算和建立资源评估模型等。目前国内许多鱼类资源相关研究都在积极的探索这方面的应用。小编觉得,这么一块鱼体内的活化石,也很有收藏价值呢!

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参考资源

1. 台湾鱼类资料库 http://fishdb.sinica.edu.tw/chi/otolith_intro.php

2. 鱼类耳石研究综述,张治国,王卫民,广东海洋大学学报,2001年第4期

3. 鱼类耳石研究及应用进展,廖锐,区又军,南方水产科学,2008年

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