Kalat – vesieläinten lajit, luokittelu ja evoluutio

"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.

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.

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.

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.

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.

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.

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.

• 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]

• Kala -Citizendium