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鱼为什么要长那些暗搓搓的小刺?

科技资讯  2018年10月22日 09:49  来源:新浪科技
摘要:鱼,作为一道经典食材,多少人对它又爱又恨?爱它的味美,恨它有剔不完的小刺,一不小心可能还会被卡到。不要小看这些细细的小刺,它可是鱼类身体上很重要的部分呢。

  来源:科学大院

  鱼,作为一道经典食材,多少人对它又爱又恨?爱它的味美,恨它有剔不完的小刺,一不小心可能还会被卡到。不要小看这些细细的小刺,它可是鱼类身体上很重要的部分呢。

  鱼身上的那些暗搓搓的小刺,生物学上叫肌间骨,就是位于椎骨两侧肌间隔中的硬骨小刺 ,由肌隔结缔组织骨化而成。这种骨化方式称为膜内骨化或结缔组织性骨化,又称纤维性骨化或膜性硬骨骨化,是成骨细胞在骨质中发生钙质沉着生成骨组织的两种方式之一。

  哪些鱼有肌间骨?

  如果注意一下平时吃的鱼,你会发现并不是所有的鱼都有小刺,肌间骨仅存在于鲤鱼、草鱼、鲢鱼等这些低等真骨鱼中。

标记为黑色的骨头为肌间骨 (图片来源:参考文献6)标记为黑色的骨头为肌间骨 (图片来源:参考文献6)

  没错,这些长小刺的鱼都不怎么高级。因为在鱼类的进化史中,科学家发现,肌间骨经历了一个从少到多,又从多到少,最后消失的过程。

辐鳍鱼类系统演化的的进化树 (图片来源:参考文献8)辐鳍鱼类系统演化的的进化树 (图片来源:参考文献8)

  小鱼刺根据它们所在的位置分为 3 类:

  1、连接在髓弓上的髓弓小骨

  2、连到椎体上的椎体小骨

  3、附在腹肋或脉弓上的脉弓小骨

鲤鱼脊椎上髓弓、脉弓、椎体所在位置 (图片来源:参考文献9)鲤鱼脊椎上髓弓、脉弓、椎体所在位置 (图片来源:参考文献9)

  但是这三种肌间骨进化的进度并不一样,形成的过程也不完全同步,髓弓小骨出现最早消失最晚,椎体小骨出现最晚却消失最早。

  有人曾经对低等真骨鱼的(除椎体小骨)肌间骨数量进行过统计,结果发现出现最早的、最低等的真骨鱼类——骨舌鱼类的双须骨舌鱼 ,它的鱼刺数量比较少,肌间骨只有 70 根左右。

双须骨舌鱼 (图片来源:Wikipedia)双须骨舌鱼 (图片来源:Wikipedia)

  但是随着进化,海鲢总目的海鳗肌间骨的数量一下变多了起来 , 约有 409 根。

海鳗 (图片来源:Wikipedia)海鳗 (图片来源:Wikipedia)

  然后到鲱形总目,例如鲥鱼,肌间骨约有 143 根。

鲥鱼 (图片来源:Wikipedia)鲥鱼 (图片来源:Wikipedia)

  再到骨鳔总目的鲤鱼 ,肌间骨数量又逐渐下降,肌间骨数量约有 99 根。

鲤鱼 (图片来源:Wikipedia)鲤鱼 (图片来源:Wikipedia)

  最后,骨鳔总目鲇形目的黄颡鱼肌间骨数量最少,只有 8 根左右。

黄颡鱼 (图片来源:Wikipedia)黄颡鱼 (图片来源:Wikipedia)

  可见,鱼刺的多少也在某种程度上反映了鱼类的进化史。

  注意:在表达每种鱼的肌间骨数量的时候,笔者用的是“约”,因为根据研究者观察,同种鱼身体左右两侧肌间骨的数目略有不同 ,研究者只统计了左侧的,而且同种鱼不同个体的肌间骨数目也有一定的变化,所以也只是一个大概,并没有一个确切数目。

  肌间骨的形状,太让人烦了!

  小刺有时候让人烦,不但是因为刺多,还因为刺的形态多种多样,人们吃进嘴里感到很不舒坦。

  没有任何分叉的 I 形肌间骨还好,但往往还有各种分叉的肌间骨,例如说“卜 ”形(一端明显不等长的两分叉)、“Y”形(一端等长的两分叉 )。

鲤科家鱼的肌间骨   (图片来源:中国国家地理网)鲤科家鱼的肌间骨   (图片来源:中国国家地理网)

  更复杂的还有:一端多叉形(一端 3 个或 3 个以上的分叉 )、两端两分叉形(两端均有两分叉)、两端多叉形 (两端均有两个或两个以上的分叉 )和树枝形 (两端均有 4 个以上的分叉 , 并且在分叉的基础上再分叉 )……

  这些小刺要是卡在喉咙里可是大麻烦!

各种低等真骨鱼类肌间骨的形态 (图片来源:参考文献1)各种低等真骨鱼类肌间骨的形态 (图片来源:参考文献1)

  鱼为什么要长肌间骨呢?

  终于说到重点了,鱼为什么长那么多刺啊,不会扎到自己吗?

  一切存在都是有道理的,暗搓搓的鱼刺也是如此。虽然在专业上尚未完全的定论,但主流的观点认为,肌间骨的主要作用是支撑肌肉,控制鱼的运动。

  鱼需要进行纵向运动的时候,肌肉收缩,依靠肌间骨产生作用力,做出一些更为细腻的操作。

  有科学家对鲤鱼、斑马鱼、鲢鱼和团头鲂等鱼类做了鱼类的肌间骨骨化过程的研究,结果显示这些鱼刺均是从尾部向头部发育。

不同发育时期斑马鱼肌间骨骨化过程 (图片来源:参考文献3)不同发育时期斑马鱼肌间骨骨化过程 (图片来源:参考文献3)

  不过在对另一种叫日本鳗鲡的鱼做研究时,却发现了截然相反的情况,它的肌间骨骨化过程是从头部向尾部发育。

  为什么会这样?科学家推测这与它们的游动方式有关,鲤鱼、斑马鱼这些主要依靠摆动整个身体来向前游动,而日本鳗鲡主要依靠臀鳍的拨动而游动,两种游动方式并不完全相同,所以肌间骨的骨化方式也不一样。

  那么问题又来了,我们吃的金枪鱼、三文鱼为什么没啥刺?

  因为它们进化得高级啊,辐鳍鱼类直到1.7亿年前才在海洋中出现,3/4 的海水鱼的祖先都来自淡水鱼。在海洋里生活的它们运动主要依靠强大的肌纤维,它们的游动速度往往更快,而鲤鱼在淡水里并不需要高速游动,肌间骨就够用了,并不需要强大的肌肉。这也是为什么海水鱼相比淡水鱼肌肉弹性更好的原因。

不同形态类型的肌间骨数目(仅统计鱼体左侧的肌间骨)不同形态类型的肌间骨数目(仅统计鱼体左侧的肌间骨)

  小小的肌间骨,显示了鱼类演化过程中的多样性与复杂性,大自然就是如此神奇!