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听觉和运动平衡感受器
耳石,英文称之为otolish(ear stone),是由oto-(ear)和lithos(astone)两字合成,意思是鱼类内耳的石头。耳石是由生物矿化作用(Bio-mineralization)所形成的碳酸钙结晶,存在于内耳膜迷路内,耳石的听觉深沟与第8对脑神经(听觉神经)末梢相接触,是鱼类听觉和运动平衡的感受器。
耳石的3个切面:水平切面、横切面和纵切面构造(曾万年,台湾大学)
鱼类耳石内侧面的听觉深沟形状(林千翔,2010)
耳石一共有3对位于内耳前庭器膜质迷路系统的耳石囊内,分别为失状石、扁平石和星状石,彼此的形状和大小差异很大,其中失状石体积最大、扁平石次之,星状石最小。
从小黄鱼内耳里采集耳石(方聪,厦门大学海洋与地球学院)
计时器
耳石、鳞片和脊椎骨是鱼类3种主要的硬组织。这3种硬组织都会形成年轮,可以用来测定鱼类的年龄和成长。硬组织的成长是鱼类的代谢产物随时间一层一层堆叠上去的,称之为添加再成长。鱼体软组织成长,则是细胞分裂的细胞数目增肌和细胞增大现象。鱼类的新陈代谢,有季节性或日夜周期性的快慢变化,所以硬组织会形成年轮和日周轮记号,但是只有耳石会形成日周轮(Pannella,1971),鳞片和脊椎骨则不会。
耳石、鳞片和脊椎骨是测定鱼类年龄和成长常用的3种硬组织(曾万年)
而且利用鳞片和脊椎骨测定鱼类年龄和成长有其缺点。鳞片位于鱼体体表,容易脱落,鳞片脱落会很快产生再生鳞,再生鳞无法复原其年轮,会低估鱼类的年龄。高年鱼鳞片的成长迟缓,也会低估其年龄和成长。此外,不是所有的鱼类一出生就有鳞片,例如鳗鱼出生后2~3年才长出鳞片。脊椎骨有再吸收的问题,会丧失年龄资讯,也不是很好的年龄鉴定材料。
鱼类的耳石中有日周轮、年轮、变态轮、淡水轮和产卵轮等时间记号。这些记号可以用来测定鱼类的日龄、年龄和发育阶段的变化,以及生理和栖息地转化的时机。耳石的主要成分为碳酸钙,鱼类经由鳃的呼吸作用,从水中吸收钙离子,经由血液输送,进入耳石囊内的内淋巴后,与碳酸根离子结合形成碳酸钙,然后沉积在耳石上。
环境记录器
“夏天夏天悄悄过去留下小秘密,压耳底压耳底,不能告诉你......”
耳石是生物矿化作用所形成的碳酸钙结晶,生物矿化是指矿物质在生物体内的形成过程。水中的化学元素经由鱼类的鳃吸收,血液循环,生物矿化,沉积到耳石上。元素沉积到耳石上,除了受水中化学元素的种类和浓度的影响外,也受鱼类的发育阶段、生理作用、吸收过程、耳石构造影响(Tzeng,1996)。耳石化学元素组成与洄游环境有关。水中的化学元素一旦沉积到耳石中就不会再改变。配合耳石日周轮和年轮的解析,呈现耳石化学元素组成的变化,能再现鱼类的洄游环境史。
之所以说“夏天夏天悄悄过去留下小秘密”,是因为在春夏季鱼类摄食活动旺盛,体成长速度变快。碳酸钙堆积在耳石上的量变多,相应隐藏的“秘密”也较多,耳石形成半透明带。秋冬季光照减弱,水温变低,鱼类摄食和新陈代谢率降低,体成长速度变慢,耳石碳酸钙的堆积速度也变慢,于是形成了不透明带。在穿透光显微镜下,耳石年轮的半透明带呈现亮带,不透明带呈现暗带。
好了以上是会写日记的鱼类隐藏的一部分秘密,更深更严的绝密目前科研工作者们正在夜以继日的探索着,敬请期待吧。
来源:海洋欢乐谷公众号 https://mp.weixin.qq.com/s/S1UEe7WUrFaVBllXub2Lqg