Notothenioidei - Notothenioidei

Смотрите также: антарктические рыбы

Notothenioidei
АНТАРТИЧЕСКАЯ РЫБА.png
Шесть Notothenioidei, иллюстрации по мотивам книги «Антарктические рыбы и рыболовство» (К.-Х. Кок, 1992)
Научная классификация е
Королевство: Animalia
Тип: Хордовые
Класс: Актиноптеригии
Порядок: Околообразные
Подотряд: Notothenioidei
Regan , 1913 г.
Семьи

см текст

Notothenioidei - один из 19 подотрядов отряда Perciformes, который в основном включает антарктических и субантарктических рыб, а также несколько видов, обитающих от севера до юга Австралии и юга Южной Америки . Эти виды, которые вместе называются нототениоидами, составляют примерно 90% биомассы ихтиофауны в водах континентального шельфа, окружающих Антарктиду .

Эволюция и географическое распространение

Южный океан поддерживает рыбные места обитания 400 миллионов лет; однако современные нототениоиды, вероятно, появились где-то после эоценовой эпохи. Этот период ознаменовал похолодание Южного океана, что привело к стабильным ледяным условиям, которые сохраняются до наших дней, за исключением резкого и быстрого потепления в регионе в последние годы. Другой ключевой фактор в эволюции нототениоидов - преобладание Антарктического циркумполярного течения (АЦП) , большого, медленного течения, которое простирается до морского дна и препятствует большей части миграции в Антарктический регион и обратно.

Эти уникальные условия окружающей среды в сочетании с ключевым эволюционным нововведением гликопротеина антифриза способствовали широкому распространению радиации внутри подотряда, что привело к быстрому развитию новых видов. Адаптивное излучение нототениоидов характеризуется диверсификацией по глубине. Сравнительные исследования неантарктических и антарктических нототениоидов выявили различные экологические процессы и генетические различия между двумя группами рыб, такие как потеря гемоглобина (в семействе Channichthyidae ) и изменения плавучести.

Нототениоиды распространены в основном по всему Южному океану у побережья Новой Зеландии , юга Южной Америки и Антарктиды . По оценкам, 79% нототениоидов обитают в Антарктическом регионе. Нототениоиды в основном обитают в морской воде с температурой от -2 до 4 ° C (28 и 39 ° F); однако некоторые из неантарктических видов обитают в водах, температура которых может достигать 10 ° C (50 ° F) вокруг Новой Зеландии и Южной Америки. Температура морской воды ниже точки замерзания пресной воды (0 ° C или 32 ° F) возможна из-за большей солености в водах Южного океана. Нототениоиды имеют оценочный диапазон глубин примерно 0–1 500 м (0–4 921 фут).

Анатомия

Морфология нототениоидов во многом типична для других прибрежных окуневых рыб. Они отличаются не одним физическим признаком, а, скорее, отличительным набором морфологических признаков. К ним относятся наличие трех радиальных плоских грудных плавников , ноздри, расположенные сбоку с каждой стороны головы, отсутствие плавательного пузыря и наличие нескольких боковых линий .

Поскольку у нототениоидов нет плавательного пузыря, большинство видов являются донными или придонными по природе. Однако зависящая от глубины диверсификация привела к тому, что некоторые виды достигли повышенной плавучести, используя липидные отложения в тканях и уменьшив окостенение костных структур. Это уменьшенное окостенение скелета (наблюдаемое у некоторых нототениоидов) изменяет вес и создает нейтральную плавучесть в воде, где рыба не тонет и не плавает и, таким образом, может легко регулировать свою глубину.

Физиология

Нототениоиды обладают множеством физиологических и биохимических адаптаций, которые либо позволяют выжить в Южном океане, либо возможны только из-за обычно холодной и стабильной температуры морской воды. К ним относятся высоконенасыщенные мембранные липиды и метаболическая компенсация ферментативной активности. Многие нототеноиды утратили почти универсальную реакцию на тепловой шок (HSR) из-за эволюции при низких и стабильных температурах.

Многие нототениоидные рыбы способны выжить в замерзающих, покрытых льдом водах Южного океана из-за наличия антифриза гликопротеина в крови и биологических жидкостях. Хотя многие антарктические виды содержат белки-антифризы в жидкостях организма, не все из них. Некоторые неантарктические виды либо не производят антифриза, либо производят очень мало антифриза, а концентрация антифриза у некоторых видов очень низка у молодых личинок рыб.

В то время как у большинства видов животных в крови содержится до 45% гемоглобина (или других кислородсвязывающих и переносящих кислород пигментов), нототениоиды семейства Channichthyidae не экспрессируют в крови какие-либо глобиновые белки. В результате кислородная способность их крови снижается до менее 10%, чем у других рыб. Вероятно, эта особенность возникла из-за высокой растворимости кислорода в водах Южного океана. При низких температурах растворимость воды в кислороде увеличивается. Потеря гемоглобина у этих видов частично компенсируется наличием большого, медленно бьющегося сердца и расширенных кровеносных сосудов, которые транспортируют большой объем крови под низким давлением для увеличения сердечного выброса. Несмотря на эти компенсации, потеря белков глобина по-прежнему приводит к снижению физиологических показателей.

Систематика

Именование

Notothenioidei был впервые описан британским ихтиологом Чарльзом Тейтом Реганом в 1913 году как отдельная группа, как «подразделение», которое он назвал Nototheniiformes. Впоследствии это было рассмотрено как подотряд Percifomes. Название основано на роде Notothenia , названии, придуманном сэром Джоном Ричардсоном в 1841 году и означающем «пришедший с юга», что указывает на распространение этого рода в Антарктике.

Семьи

Эта классификация следует за Eastman and Eakin, 2000 и включает ссылки на дополнительные классифицированные виды. Если не указано иное, виды ограничены пределами Антарктиды.

использованная литература

  1. ^ a b Чарльз Т. Реган (1913). «Антарктические рыбы Шотландской национальной антарктической экспедиции» . Труды Королевского общества Эдинбурга B . 49 (Часть II (Часть 2)).
  2. ^ а б Дж. Т. Истман и Р. Р. Икин (2000). «Обновленный список видов нототениоидных рыб (Percifomes; Notothenioidei) с комментариями по антарктическим видам» (PDF) . Arch. Рыба. Mar Res . 48 (1): 11–20.
  3. ^ Б с д е е г ч я J к л м н Истман, Джозеф (1993). Биология антарктических рыб: эволюция в уникальной среде . Сан-Диего, Калифорния: Academic Press, Inc.
  4. Перейти ↑ Gon, O and Heemstra, PC (1992). «Рыбы Южного океана». Ежеквартальный обзор биологии . 67 : 220–221.CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  5. ↑ Гилле, Сара (15 февраля 2002 г.). «Потепление Южного океана с 1950-х годов» (PDF) . Научный журнал . Проверено 22 января 2019 .
  6. Перейти ↑ Clarke, A, Johnston, IA (1996). «Эволюция и адаптивная радиация антарктических рыб» (PDF) . ДЕРЕВО . 11 (5): 212–218. DOI : 10.1016 / 0169-5347 (96) 10029-X . PMID  21237811 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  7. ↑ Near, TJ, Dornburg, A, Kuhn, KA, Eastman, JT, Pennington, JT, Patarnello, T, Zane, L, Fernández, DA, и Jones, CD (2012). «Древнее изменение климата, антифриз и эволюционное разнообразие антарктических рыб» . Труды Национальной академии наук Соединенных Штатов Америки . 109 (9): 3434–9. Bibcode : 2012PNAS..109.3434N . DOI : 10.1073 / pnas.1115169109 . PMC  3295276 . PMID  22331888 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  8. ^ Истман, J и Гранде, L (1989). «Эволюция антарктической ихтиофауны с акцентом на новейшие нототениоиды». Геологическое общество, Лондон, специальные публикации . 47 (1): 241–252. Bibcode : 1989GSLSP..47..241E . CiteSeerX  10.1.1.897.9784 . DOI : 10.1144 / GSL.SP.1989.047.01.18 . S2CID  84516955 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  9. ^ "Температура поверхности - наука NOAA о сфере" . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . 2018.
  10. ^ Адкинс, J; и другие. (29 ноября 2002 г.). «Соленость, температура и δ18O ледниковой глубины океана» (PDF) . Научный журнал . Проверено 22 января 2019 .
  11. ^ Лог, JA; и другие. (2000). «Липидный состав коррелятов температурно-адаптивных межвидовых различий в физической структуре мембран». Журнал экспериментальной биологии . 203 (Pt 14): 2105–2115. DOI : 10,1242 / jeb.203.14.2105 . PMID  10862723 .
  12. ^ Кавалл, HG; и другие. (2002). «Метаболическая адаптация к холоду у антарктических рыб: данные по ферментативной активности мозга». Морская биология . 140 (2): 279–286. DOI : 10.1007 / s002270100695 . S2CID  84943879 .
  13. ^ Билык, КТ, Варгас-Chacoff, L и Ченг CHC (2018). «Эволюция хронического холода: различная потеря клеточного ответа на тепло у антарктических нототениоидных рыб» . BMC Evolutionary Biology . 18 (1): 143. DOI : 10,1186 / s12862-018-1254-6 . PMC  6146603 . PMID  30231868 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  14. ^ Бирс, JM, и Jayasundara, Н. (2015). «Антарктические нототениоидные рыбы: каковы будущие последствия« потерь »и« прибылей », полученных в ходе долгосрочной эволюции при низких и стабильных температурах?» . Журнал экспериментальной биологии . 218 (Pt 12): 1834–45. DOI : 10,1242 / jeb.116129 . PMID  26085661 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  15. ^ Чен, L; и другие. (1997). «Эволюция гена гликопротеина антифриза из гена трипсиногена у антарктических нототениоидных рыб» . PNAS . 94 (8): 3811–3816. Bibcode : 1997PNAS ... 94.3811C . DOI : 10.1073 / pnas.94.8.3811 . PMC  20523 . PMID  9108060 .
  16. ^ a b c d Сиделл, Б. и О'Брайен, К. М. (2006). «Когда плохие вещи случаются с хорошими рыбами: потеря гемоглобина и экспрессии миоглобина у антарктических ледяных рыб» (PDF) . Журнал экспериментальной биологии . 209 (Pt 10): 1791–1802. DOI : 10,1242 / jeb.02091 . PMID  16651546 .CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  17. ^ «Растворенный кислород» . Управление морских программ Университета Род-Айленда . Проверено 22 января 2019 .
  18. ^ Джойс, W; и другие. (2019). «Адренергическая и аденозинергическая регуляция сердечно-сосудистой системы у антарктической ледяной рыбы: понимание центральных и периферических детерминант сердечного выброса» (PDF) . Сравнительная биохимия и физиология. Часть A: Молекулярная и интегративная физиология . 230 : 28–38. DOI : 10.1016 / j.cbpa.2018.12.012 . PMID  30594528 .
  19. ^ Гослайн, Уильям А. (1968). «Подотряд окуневых рыб» . Труды Национального музея США . 124 (3647): 1–78. DOI : 10,5479 / si.00963801.124-3647.1 .
  20. ^ Кристофер Шарпф и Кеннет Дж. Лазара, ред. (12 апреля 2021 г.). «Отряд Perciformes: Подотряд Notothenoididei: семейства Bovichtidae, Pseaudaphritidae, Elegopinidae, Nototheniidae, Harpagiferidae, Artedidraconidae, Bathydraconidae, Channichthyidae и Percophidae» . База данных этимологии рыбных названий проекта ETYFish . Кристофер Шарпф и Кеннет Дж. Лазара . Проверено 10 сентября 2021 года .
  21. ↑ Last, PR, А. В. Балушкин и Дж. Б. Хатчинс (2002): Halaphritis platycephala (Notothenioidei: Bovichtidae): новый род и вид ледяной рыбы умеренного пояса из юго-восточной Австралии. Copeia 2002 (2): 433-440.
  22. ^ Фрезе, Райнер, и Дэниел Паули, ред. (2013). Виды Channichthys в FishBase . Версия от февраля 2013 г.
  23. ^ a b c d e f g h Ричард ван дер Лаан; Уильям Н. Эшмейер и Рональд Фрике (2014). «Семейные названия недавних рыб» . Zootaxa . 3882 (2): 001–230. DOI : 10.11646 / zootaxa.3882.1.1 . PMID  25543675 . Проверено 9 сентября 2021 года .
  24. ^ a b c Эшмейер, Уильям Н .; Фрике, Рон и ван дер Лаан, Ричард (ред.). «Род в семействе Bovichtidae» . Каталог рыб . Калифорнийская академия наук . Проверено 9 сентября 2021 года .
  25. ^ Эшмейер, Уильям Н .; Фрике, Рон и ван дер Лаан, Ричард (ред.). «Род в семействе Pseudaphritidae» . Каталог рыб . Калифорнийская академия наук . Проверено 9 сентября 2021 года .
  26. ^ Эшмейер, Уильям Н .; Фрике, Рон и ван дер Лаан, Ричард (ред.). «Род в семействе Eleginopsidae» . Каталог рыб . Калифорнийская академия наук . Проверено 9 сентября 2021 года .
  27. ^ Б с д е е г ч я J к л м н Eschmeyer, Уильям Н. ; Фрике, Рон и ван дер Лаан, Ричард (ред.). «Род в семействе Notothenidae» . Каталог рыб . Калифорнийская академия наук . Проверено 9 сентября 2021 года .
  28. ^ Эшмейер, Уильям Н .; Фрике, Рон и ван дер Лаан, Ричард (ред.). «Роды семейства Harpagiferidae» . Каталог рыб . Калифорнийская академия наук . Проверено 9 сентября 2021 года .
  29. ^ a b c d Эшмейер, Уильям Н .; Фрике, Рон и ван дер Лаан, Ричард (ред.). «Род в семействе Artedidraconidae» . Каталог рыб . Калифорнийская академия наук . Проверено 9 сентября 2021 года .
  30. ^ Б с д е е г ч я J к Eschmeyer, Уильям Н. ; Фрике, Рон и ван дер Лаан, Ричард (ред.). «Род в семействе Bathydraconidae» . Каталог рыб . Калифорнийская академия наук . Проверено 9 сентября 2021 года .
  31. ^ Б с д е е г ч я J к Eschmeyer, Уильям Н. ; Фрике, Рон и ван дер Лаан, Ричард (ред.). «Род в семействе Channichthyidae» . Каталог рыб . Калифорнийская академия наук . Проверено 9 сентября 2021 года .

дальнейшее чтение

  • Макдональд, Дж. А. (2004). "Notothenioidei (Южные трески-ледяные рыбы)". В M. Hutchins, RW Garrison, V. Geist, PV Loiselle, N. Schlager, MC McDade, ... WE Duellman (Eds.), Grzimek's Animal Life Encyclopedia (2-е изд., Том 5, стр. 321–329) ). Детройт: Гейл.