Kalat – vesieläinten lajit, luokittelu ja evoluutio
Tutustu kaloihin: yli 33 000 lajia, luokittelu, evoluutio ja sopeutumat makeassa ja suolaisessa vedessä. Lue selkeä opas kaloista ja niiden kehityshistoriasta.
Kalat (yksikkö: kala, monikko: kalat) ovat vesieläimiä, jotka useimmiten kuuluvat luihin perustuviin selkärankaisiin. Ne elävät vedessä ja hengittävät (saavat happea) pääasiassa kiduksistaan.
Luokittelu
Termi "kalat" kattaa nykykäsityksessä useita eri selkärankaisryhmiä. Perinteisesti kalat nähtiin yhtenä luokkana, mutta nykytaksonomiassa joukko jaetaan useisiin erillisiin kehityslinjoihin. Keskeiset ryhmät ovat:
Rakenne ja fysiologia
Kaloilla on yleensä muuallakin perusominaisuuksia, joihin kuuluvat:
- Kidukset, jotka ottavat happea vedestä.
- Eväjärjestelmä: useimmilla on kaksi parillista eväsryhmää (rinta- ja vatsaevät) ja lisäksi selkä-, perä- ja pyrstoevä. Näin ne pystyvät ohjaamaan uintia ja säätämään asentoa vedessä.
- Suomu- tai pintapeite, joka suojaa ja vähentää vedenvastusta, vaikka suomujen muoto ja määrä vaihtelevat lajeittain.
- Kylmäverisyys (poikilotermisyys): useimmat kalat eivät säädä ruumiinlämpöään aktiivisesti vaan sopeutuvat ympäristön lämpötilaan.
- Aistijärjestelmät: useimmilla kaloilla on sivuviiva, joka havaitsee veden virtauksia ja tärinää. Joillakin lajeilla on myös erikoistuneita aisteja, kuten sähkö- tai magneettiaisti.
Elinympäristöt ja lajirunsaus
Kaloja esiintyy laajalti: ne asuttavat makean veden järviä ja jokia sekä suolaista vettä valtamerissä. Jotkut lajit viihtyvät pinnan läheisyydessä, toiset elävät syvänmeren olosuhteissa.
Kaloja on kuvailtu yli 33 000 lajia, eli niitä on enemmän kuin maanpäällisiä nelijalkaisia eläimiä (nelijalkaisia eläimiä). Kokoluokka vaihtelee alle senttimetrin mittaisista lajeista aina suurimpiin, kuten valashaiseen, joka voi kasvaa lähes 15 metriä pitkäksi ja painaa noin 15 tonnia.
Elimistöjen erityistapaukset
Joillakin kaloilla on erikoistumia, joiden ansiosta ne selviytyvät epätavallisissa oloissa. Esimerkiksi keuhkokalat ovat kehittäneet keuhkot ja osaavat hengittää ilmaa; tämä on sopeuma elinympäristöihin, jotka kuivuvat ajoittain. Keuhkokalat voivat kaivautua mutaan ja vaipua vähäiseen aktiivisuuteen kunnes vesi palaa.
Sukupuuttojen, evoluution ja luokituksen näkökulma
Englanninkielinen sana "fish" ei sovi siististi kladistiikkaan, joka on tieteellinen tapa luokitella eliöitä sukulaisuussuhteiden perusteella. Tutkijat pitävät termiä parafylaktisena, mikä tarkoittaa, että niin kutsutut "kalat" eivät muodosta yhtä yksittäistä täydellistä sukupuuttoa tai heimoa. Joidenkin kalaryhmien ja maaeläinten väliset suhteet osoittavat, että jotkut "kalat" ovat läheisempää sukua maaeläimille kuin toisille kaloille.
Esimerkiksi Lohkojalkaiset kalat (sarcopterygit), kuten eräät lohikaloihin liittyvät muodot ja keuhkokalat, ovat läheisempää sukua kaikille nelijalkaisille eläimille kuin monet muut kalaryhmät. Tämän ryhmän kehityslinjat johtivat lopulta ensimmäisiin maanvaraisiin selkärankaisiin.
Kalojen historia ulottuu kauas: varhaiset selkärankaiset ilmestyivät kambrikaudella, leuat kehittyivät myöhemmin, ja devonikaudella tapahtui merkittävä siirtymä, jossa jotkut lohkojalkaiset muodot kehittyivät vähitellen nelijalkaisiksi.
Lisää elintärkeitä tietoja
- Lisääntymistavat: useimmat kalat lisääntyvät lisäämällä munia (ovipaarisuus), mutta monet lajit ovat myös elävänä synnyttäviä tai hoitavat poikasiaan monin eri tavoin (esim. planktia, pesänrakennus, muna- tai poikashoitaminen).
- Ruokavalio: lajeilla on laaja kirjo ravinnonvalintaa: planktonista ja kasvimateriaalista aina petokalojen lihaan ja muihin kaloihin.
- Ekologinen rooli: kalat ovat avainlajeja vesiekosysteemeissä: ne vaikuttavat ravintoverkkoihin, ainekiertoon ja monien eläinlajien elämään.
Ihmisen ja luonnon kannalta merkitys sekä uhat
Kalat ovat ihmiselle tärkeitä ravintona, taloudellisesti (kalastus, kalatalous), vapaa-ajan harrastuksissa (kalastus, akvarismi) ja tieteellisessä tutkimuksessa. Samalla monet kalakannat ovat uhattuina yli- ja laittoman kalastuksen, elinympäristöjen tuhoutumisen, saastumisen, ilmastonmuutoksen ja vieraslajien vuoksi. Nykyiset suojelutoimet sisältävät kalastuksen sääntelyä, suojelualueita, restaurointiprojekteja ja lisääntynyttä tutkimusta lajien ja populaatioiden tilan arvioimiseksi.
Yhteenvetona: "kalat" ovat monimuotoinen ja laaja joukko vesieläimiä, joiden anatomia, elintavat ja evoluutio vaihtelevat suuresti. Niiden oikea taksonominen asema paljastaa paljon eläinten evoluutiosta ja ihmisen omasta sukupuusta, ja niiden suojelu on tärkeää sekä luonnolle että ihmisyhteisöille.
Tämä on yksi ensimmäisistä taideteoksista: kalan veistos; ikä: noin 40 000 vuotta sitten.
Sininen hai
Dunkleosteus , jättiläismäinen panssaroitu niveljalkaeläin myöhäisemmästä devonikaudesta. Se oli jopa 6 metriä pitkä ja eli Pohjois-Amerikan sisämerissä.
Karppi
Kaloja on monen muotoisia ja kokoisia. Tämä on merilohikäärme (kira), merihevosen läheinen sukulainen. Ne ovat naamioituneet kelluvaksi merileväksi.
Punaisen leijonakalan näkymä pää edellä
Kalalajit
"Kala" ei ole virallinen taksonominen ryhmittely systemaattisessa biologiassa. Sammakkoeläimet, matelijat, linnut ja nisäkkäät polveutuvat kaikki lonkerosuomuisista kaloista (eivätkä kaloista yleensä). Termi "kala" on kuitenkin niin kätevä, että käytämme sitä edelleen.
Kalat ovat vanhin selkärankaisten ryhmä. Se käsittää valtavan lajivalikoiman, joka ulottuu noin 490 miljoonan vuoden takaisesta keski-ordoviikista nykypäivään. Nämä ovat tärkeimmät ryhmät:
- Agnatha: leuaton kala. Kambriumista nykypäivään.
- Pteraspidat: pääsuojakilvet
- Anaspidat: kidukset avattu reikinä. Siluurista devonikauden loppuun.
- Cephalaspidat: varhaiset leuattomat kalat.
- Lampreys: elävät ektoparasiitit
- Osteostraci: luupanssaroidut leuattomat kalat.
- Gnathostomata: leukakalat. Sisältää kaikki kaloiksi yleisesti kutsutut lajit, lukuun ottamatta meriharjuksia.
- Placodermit: vahvasti panssaroidut kalat.
- Chondrichthyes: rustokalat: hait, rauskut ja rauskut.
- Acanthodii: sukupuuttoon kuolleet piikkihait.
- Osteichthyes: luiset kalat.
- Actinopterygii: sädekehäiset kalat.
- Chondrostei: sampi ja eräät muut varhaiset lajit.
- Neopterygii: esiintyvät ensimmäisen kerran myöhäisemmällä permikaudella, kevyempiä ja nopealiikkeisempiä kuin edelliset ryhmät.
- Holostei: jäärät ja keulakalat
- Teleostei: menestynein ryhmä, triaskaudelta nykypäivään.
- Sarcopterygii: lohko-uimaiset kalat
- Dipnoi: keuhkokalat; kahdeksan sukua on elossa.
- Kelakantit: kaksi lajia on elossa. Ne olivat todennäköisesti tetrapodien sisäryhmä.
Tietyt eläimet, joiden nimessä on sana kala, eivät oikeastaan ole kaloja: ravut ovat Crustacea, ja meduusat ovat Cnidaria. Jotkut eläimet näyttävät kaloilta, mutta eivät ole niitä. Esimerkiksi valaat ja delfiinit ovat nisäkkäitä.
Anatomia
Luiset ja rustoiset kalat
Useimmilla kalalajeilla on luita. Joillakin kalalajeilla, kuten hailla ja rauskuilla, ei ole oikeita luita. Niiden luusto on tehty rustosta, ja siksi niitä kutsutaan rustokaloiksi.
Kalan suomut
Kaikkia kaloja peittävät päällekkäiset suomut, ja kullakin kalojen pääryhmällä on oma erityinen suomutyyppinsä. Teleosteilla (nykyaikaisilla) kaloilla on niin sanotut leptoidiset suomut. Ne kasvavat samankeskisinä ympyröinä ja ovat päällekkäin päästä häntään päin kuin kattotiilet. Haiden ja muiden särkikalojen suomut koostuvat hammaskaloista, jotka ovat kuin hampaiden pieniä versioita. Nämäkin ovat päällekkäin pään ja pyrstön suunnassa, ja ne muodostavat sitkeän ulkokerroksen. Hain nahkaa voi ostaa shagreeninä, joka on alkuperäisen nahan tavoin sileää yhdestä suunnasta ja karheaa toisesta suunnasta. Se voidaan kiillottaa käyttöä varten, mutta se on aina karhea ja liukastumisen kestävä.
Suomuja peittää yleensä limainen kerros, joka helpottaa kalan kulkua vedessä ja tekee kalasta saalistajan kannalta liukkaamman.
Ankeriaita on monenlaisia: useimmat kuuluvat Anguilliformes-heimoon. Niiden elintavat ovat kehittyneet monta kertaa. Ankeriailla on sileäreunaiset suomut tai ne puuttuvat kokonaan.
Lampanyctodes hectoris -lajin anatomia 1. Operculum (kiduskansi) 2 & 5. Sivulinja 3. Selkäevä 4 Rasvaevä 6. Peräevä 7. Peräevä 8. Fotofoorit 9. Lantion evät pareittain 10. Rintaevät (pareittain)
Makean veden kalat
41 prosenttia kaikista kaloista elää makeassa vedessä. On myös joitakin tärkeitä kaloja, jotka lisääntyvät joissa ja viettävät loppuelämänsä merissä. Tällaisia kaloja ovat esimerkiksi lohi, taimen, merilohi ja kolmipiikkinen keihäsuikku. Jotkut kalat syntyvät suolaisessa vedessä, mutta elävät suurimman osan aikuisikänsä makeassa vedessä: esimerkiksi ankeriaat. Tällaiset lajit muuttavat fysiologiaansa sopeutuakseen veden suolapitoisuuteen.
Uinti
Kalat uivat käyttämällä voimaa ympäröivää vettä vastaan. Poikkeuksia on, mutta yleensä tämä tapahtuu siten, että kala supistaa lihaksia kummallakin puolella kehoaan. Tämä käynnistää taivutuksen aallot, jotka kulkevat koko vartalon pituudelta nenästä pyrstöön ja yleensä kasvavat sitä mukaa, kun ne kulkevat.
Useimmat kalat tuottavat työntövoimaa käyttämällä vartalonsa ja pyrstöevänsä (hännänsuon) sivuttaisliikkeitä. On kuitenkin myös lajeja, jotka liikkuvat pääasiassa keski- ja pariperäisten eviensä avulla. Jälkimmäinen ryhmä hyötyy lisääntyneestä ohjattavuudesta. Tätä tarvitaan esimerkiksi elettäessä koralliriutoilla. Tällaiset kalat eivät voi uida yhtä nopeasti kuin kalat, jotka käyttävät vartalo- ja pyrstöeviä.
Lihas
Kalat voivat uida hitaasti useita tunteja käyttäen punaisia lihassäikeitä. Ne tekevät myös lyhyitä, nopeita ponnahduksia valkoisen lihaksen avulla. Näillä kahdella lihastyypillä on perustavanlaatuisesti erilainen fysiologia. Punaisia kuituja on yleensä paljon enemmän valkoisten kuitujen rinnalla.
Valkoiset kuidut saavat energiansa muuntamalla hiilihydraattiglykogeenin laktaatiksi (maitohapoksi). Tämä on anaerobista aineenvaihduntaa, eli se ei tarvitse happea. Niitä käytetään nopeisiin, lyhyisiin sykkeisiin. Kun maitohappoa kertyy lihaksiin, ne lakkaavat toimimasta, ja kestää aikaa, ennen kuin laktaatti poistuu ja glykogeeni korvautuu. Valkoisten kuitujensa avulla kalat voivat saavuttaa nopeuden, joka on 10 pituutta sekunnissa lyhyissä pätkissä.
Pitkäaikainen uinti tarvitsee happea punaisille kuiduille. Hapen saannin on oltava jatkuvaa, koska nämä kuidut toimivat vain aerobisesti. Ne ovat punaisia, koska niiden verenkierto on runsas ja ne sisältävät myoglobiinia. Myoglobiini kuljettaa happea hapetusjärjestelmiin. Punaiset lihakset saavat energiansa hapettamalla rasvaa, jossa on painoa kohti laskettuna kaksi kertaa enemmän energiaa kuin hiilihydraateissa tai proteiineissa. Punaisten kuitujensa avulla kalat pystyvät pitämään yllä 3-5 pituuden sekuntinopeutta pitkiä aikoja.
Uiminen ryhmissä
Monet kalat uivat ryhmissä. Kalakannat voivat uida yhdessä pitkiä matkoja, ja petoeläimet, jotka myös uivat laumoissa, voivat ajaa niitä takaa. Satunnaisia ryhmiä kutsutaan parviksi.
Vartalon muoto
Kalan ruumiin muoto on tärkeä sen uinnin kannalta. Tämä johtuu siitä, että virtaviivainen vartalon muoto vähentää veden vetovastusta. Seuraavassa on joitakin yleisiä kalojen muotoja:-
Oikeanpuoleisessa kuvassa on hai. Tämän hain muotoa kutsutaan fusiformiksi, ja se on soikea muoto, jossa kalan molemmat päät ovat teräviä. Tämä on paras muoto kulkea nopeasti veden läpi. Fusiform-muotoiset kalat voivat jahdata saalista ja paeta saalistajia nopeasti. Monet niistä elävät avomerellä ja uivat jatkuvasti, kuten marliinit, miekkakalat ja tonnikalat. Ichthyosauruksilla, pyöriäisillä, delfiineillä ja tappajavalailla on samanlainen muoto. Tämä on esimerkki yhtenevästä evoluutiosta.
Ankeriasta muistuttava
Ankeriaan pitkä, nauhamainen vartalon muoto osoittaa toisenlaisen muodon. Tämän ansiosta ne voivat piiloutua halkeamiin, ponnahtaa nopeasti esiin saalistaakseen saaliin ja palata sitten nopeasti piilopaikkaansa.
Kampelakalat
Kampelakalat elävät meren tai järven pohjassa. Useimmat käyttävät naamiointia: ne vaihtavat väriä merenpohjan mukaan. Varhaisvaiheessa niiden silmät siirtyvät litteän ruumiin yläosaan.
Riuttakaloilla on myös litteä vartalo, ja niiden vartalo on usein hyvin värillinen. Litteät vartalot voivat liukua korallien, sienien ja kivien seassa ja välttää saalistajia. Esimerkkeinä tästä ovat merikrotit, kirurgikalat ja perhoskalat.
Tämän hain raketin muoto tekee siitä tehokkaan uimarin. Se on nopea lyhyillä matkoilla.
Aikuisella kampelalla on molemmat silmät vartalon yläpuolella.
Kala elintarvikkeena
Jotkut ihmiset syövät monia eri kalalajeja. Näitä ovat muun muassa karppi, turska, silakka, ahven, sardiini, sampi, tilapia, taimen, tonnikala ja monet muut. Henkilöä, joka ostaa ja myy kalaa syötäväksi, kutsutaan kalakauppiaaksi.
Sanaa kalastaa käytetään myös kalojen pyynnistä. Ihmiset pyydystävät kaloja pienillä verkoilla veden varrelta tai pienistä veneistä tai suurilla verkoilla suurista veneistä. Ihmiset voivat pyydystää kaloja myös onkivavoilla ja kalakoukuilla, joissa on syöttejä. Tätä kutsutaan usein onkimiseksi. Kalastajat käyttävät myös erilaisia vieheitä.
Koska ihmiset pyydystävät liikaa kalaa elintarvikkeeksi tai muuhun käyttöön, meressä on yhä vähemmän kaloja. Tämä ongelma tunnetaan nimellä liikakalastus.
Koi- ja kultakaloja on pidetty koristelammikoissa vuosisatojen ajan Kiinassa ja Japanissa.
Kalat lemmikkeinä
Karppien valikoiva jalostus teki niistä Japanissa kotieläiminä pidettyjä koeja ja Kiinassa kultakaloja. Tämä jalostus alkoi yli 2000 vuotta sitten. Kiinalaiset toivat kultakalansa sisätiloihin Song-dynastian aikana. He pitivät niitä suurissa keraamisissa astioissa. Niin kuin me nyt teemme lasisissa akvaarioissa.
Muut lähteet
- Helfman G; Collette B. & Facey D. 1997. The Diversity of Fishes. Wiley-Blackwell. ISBN 978-0-86542-256-8.
- Nelson, Joseph S. 2006. Fishes of the World, 4. painos. John Wiley & Sons. ISBN 978-0-471-75644-6. Verkkosivusto: [2]
Aiheeseen liittyvät sivut
- Kala -Citizendium
| Sammakkoeläimet - Linnut - Kalat - Nisäkkäät - Matelijat |
Kysymyksiä ja vastauksia
K: Mitä kalat ovat?
V: Kalat ovat ryhmä luisia eläimiä, jotka elävät vedessä ja hengittävät (saavat happea) kiduksistaan.
K: Kuinka monta kalaluokkaa on olemassa?
V: Kaloja on viisi luokkaa: Leuattomia kaloja, panssarikaloja, rustokaloja, sädekaloja ja lonkerokaloja.
K: Onko kalalajeja enemmän kuin nelijalkaisia eläimiä?
V: Kyllä, kalalajeja on kuvattu yli 33 000 lajia.
K: Mitä fyysisiä ominaisuuksia useimmilla kaloilla on?
V: Useimmilla kaloilla on kaksi parillista eväsryhmää ja useita parittomia eviä, ja ne ovat yleensä suomujen peitossa. Ne ovat yleensä myös kylmäverisiä (poikilotermisiä).
K: Missä useimmat kalat elävät?
V: Useimmat kalat elävät makeassa vedessä järvissä ja joissa tai suolaisessa vedessä valtamerissä.
K: Mikä on suurin kalalaji?
V: Suurin kalalaji on valashai, joka voi olla lähes 15 metriä pitkä ja painaa 15 tonnia.
K: Onko englanninkielinen sana "fish" tieteellisesti tarkka? V: Ei, englanninkielinen sana "fish" ei sovi siististi kladistiikkaan, joka on tieteellinen tapa luokitella eläviä olentoja ryhmiin; se on parafylaktinen sana, mikä tarkoittaa, että englanniksi "fish" -nimellä kutsutut eläimet eivät sovi vain yhteen heimoon. Jotkin kalatyypit voivat olla läheisempää sukua maaeläimille kuin toisille kalatyypeille.
Etsiä