Pesce

I pesci sono animali acquatici e ci sono più di 30.000 specie di animali vertebrati (phylum Chordata) che si trovano nelle acque dolci e salate del mondo. Le specie viventi vanno dalle primitive lamprede e molluschi senza mascella, agli squali e alle razze cartilaginee, ai pesci ossei abbondanti e diversificati. La maggior parte delle specie di pesci sono a sangue freddo; tuttavia, una specie, l'opah (Lampris guttatus), è a sangue caldo.

Pesce

Caratteristiche

I pesci esistono da oltre 450 milioni di anni, durante i quali si sono ripetutamente evoluti per adattarsi a quasi ogni tipo immaginabile di habitat acquatico. In un certo senso, i vertebrati terrestri sono semplicemente pesci altamente modificati: quando i pesci hanno colonizzato l'habitat terrestre, sono diventati vertebrati terrestri tetrapodi (a quattro zampe).

La concezione popolare di un pesce come animale acquatico scivoloso e aerodinamico che possiede pinne e respira attraverso le branchie si applica a molti pesci, ma molti altri pesci deviano da quella concezione per conformarsi ad esso. Ad esempio, il corpo si allunga in molti modi e si accorcia molto in altri; il corpo è appiattito in alcuni (principalmente pesci che vivono sul fondo) e compresso lateralmente in molti altri; le pinne possono essere estese in modo elaborato, formando forme complesse, oppure possono essere accorciate o addirittura perse; e le posizioni della bocca, degli occhi, delle narici e delle aperture branchiali variano ampiamente. I respiratori ad aria sono apparsi in varie linee evolutive.

Molti pesci sono criptici per colore e forma, strettamente corrispondenti ai rispettivi ambienti; altri sono tra i più brillanti di tutti gli organismi, con un'ampia gamma di tonalità, spesso di notevole intensità, in un singolo individuo. La brillantezza dei pigmenti può essere esaltata dalla struttura della superficie del pesce, in modo che sembri quasi brillare. Un certo numero di pesci non imparentati possiede veri organi che producono luce. Molti pesci sono in grado di alterare la loro colorazione, alcuni per mimetizzarsi, altri per migliorare i segnali comportamentali.

La lunghezza dei pesci adulti varia da meno di 10 mm a più di 20 metri e il loro peso varia da 1,5 grammi a molte migliaia di kg. Alcuni vivono in sorgenti calde poco profonde a temperature leggermente superiori a 42 ° C, altri nei freddi mari artici di pochi gradi sotto 0 ° C o in acque fredde e profonde a più di 4.000 metri sotto la superficie dell'oceano. Gli adattamenti strutturali e soprattutto fisiologici alla vita a tali estremi sono relativamente poco conosciuti e forniscono agli scienziati curiosi un grande incentivo allo studio.

Quasi tutti i corpi idrici naturali hanno vita ittica, ad eccezione di stagni termali molto caldi e laghi alcalini estremamente salini, come il Mar Morto in Asia e il Gran Lago Salato in Nord America.

L'attuale distribuzione del pesce è il risultato della storia geologica e dello sviluppo della Terra, nonché della capacità dei pesci di subire cambiamenti evolutivi e adattarsi agli habitat disponibili. Si può vedere che i pesci sono distribuiti in base all'habitat e all'area geografica. Le principali differenze di habitat sono marine e d'acqua dolce.

Per la maggior parte, i pesci in un habitat marino differiscono da quelli in un habitat di acqua dolce, anche nelle aree adiacenti, ma alcuni, come il salmone, migrano dall'uno all'altro. Gli habitat di acqua dolce possono essere considerati di molti tipi. I pesci che si trovano nei torrenti di montagna, nei laghi artici, nei laghi tropicali, nei torrenti temperati e nei fiumi tropicali differiscono l'uno dall'altro, sia per la loro struttura ovvia che per i loro attributi fisiologici. Anche negli habitat adiacenti dove, ad esempio, un ruscello di montagna tropicale entra in un ruscello di pianura, la fauna ittica sarà diversa.

Gli habitat marini possono essere suddivisi in fondali oceanici profondi (bentonici), fondali oceanici intermedi (batipelagici), fondali oceanici superficiali (pelagici), litorale roccioso, litorale sabbioso, litorale fangoso, baie, estuari e altri. Inoltre, ad esempio, le coste rocciose nelle regioni tropicali e temperate avranno una fauna ittica diversa, anche quando tali habitat si trovano lungo la stessa costa.

Alimentazione dei pesci

Tutti gli esseri viventi devono stare vicini a una fonte di cibo e il pesce non fa eccezione. I pesci tendono a concentrarsi dove c'è molto cibo. Banchi di pesci o altre prede attireranno pesci più grandi per nutrirsi di loro. I pesci approfittano di molte opportunità di foraggiamento, inclusi insetti da cova e rane migratrici.

I segni di attività di piccoli pesci possono portarti a luoghi di pesca caldi. I pesci che saltano sopra la superficie spesso cercano di sfuggire ai pesci più grandi. Numerosi piccoli pesci nelle acque poco profonde potrebbero significare che i pesci più grandi arriveranno più tardi per nutrirsi.

Natura

Tutti gli aspetti della vita dei pesci sono strettamente correlati con l'adattamento all'ambiente totale: fisico, chimico e biologico.

Correlata con il loro adattamento a una varietà estremamente ampia di habitat è la varietà estremamente ampia di cicli di vita che i pesci mostrano. La stragrande maggioranza si schiude da uova relativamente piccole da pochi giorni a diverse settimane o più dopo che le uova si sono disperse nell'acqua.

I piccoli appena nati sono ancora parzialmente sottosviluppati e vengono chiamati larve fino a quando le strutture del corpo come le pinne, lo scheletro e alcuni organi non sono completamente formati. La vita larvale è spesso molto breve, di solito meno di poche settimane, ma può essere molto lunga, con alcune lamprede che continuano come larve per almeno cinque anni. I pesci giovani e larvali devono crescere considerevolmente prima di raggiungere la maturità sessuale e le loro piccole dimensioni e altri fattori spesso impongono che vivano in un habitat diverso dagli adulti. Ad esempio, la maggior parte dei pesci marini tropicali ha larve pelagiche. Anche il cibo delle larve è diverso e i pesci larvali spesso vivono in acque poco profonde, dove possono essere meno esposti ai predatori.

Dopo che un pesce raggiunge l'età adulta, la durata della sua vita è soggetta a molti fattori, come i tassi innati di invecchiamento, la pressione predatoria e la natura del clima locale. La longevità di una specie nell'ambiente protetto di un acquario potrebbe non avere nulla a che fare con il tempo in cui i membri di quella specie vivono allo stato selvatico. Molti piccoli pesci vivono solo da uno a tre anni al massimo. In alcune specie, tuttavia, gli individui possono vivere fino a 10 o 20 o anche 100 anni.

Comportamento

I pesci percepiscono il mondo che li circonda dai consueti sensi di vista, olfatto, udito, tatto e gusto e da speciali rilevatori di corrente d'acqua laterale. Nei pochi pesci che generano campi elettrici, un processo che potrebbe essere meglio chiamato elettrolocalizzazione aiuta la percezione. L'uno o l'altro di questi sensi viene spesso enfatizzato a scapito degli altri, a seconda degli altri adattamenti del pesce. Nei pesci con occhi grandi, l'olfatto può essere ridotto; altri, con gli occhi piccoli, cacciano e si nutrono principalmente di odore (come alcune anguille).

Banca di pesce

Il comportamento specializzato si riferisce principalmente alle tre attività più importanti nella vita dei pesci: alimentazione, riproduzione e fuga dai nemici.

I pesci predatori sono spesso solitari, in agguato per piombare alla ricerca della preda, una sorta di locomozione impossibile per i coralli, pesci pappagallo dal becco, che nuotano in piccoli gruppi da una testa di corallo all'altra. Inoltre, alcuni pesci predatori che popolano ambienti pelagici, come i tonni, si riproducono spesso.

Il sonno nei pesci, tutti privi di palpebre vere, consiste in uno stato apparentemente svogliato in cui il pesce mantiene l'equilibrio ma si muove lentamente. Se attaccati o disturbati, la maggior parte può scappare. Alcuni tipi di pesce giacciono sul fondo per dormire.

La comunicazione tra membri di una specie o tra membri di due o più specie è spesso estremamente importante, specialmente nel comportamento riproduttivo. La modalità di comunicazione può essere visiva, come tra il cosiddetto pesce piccolo più pulito e un pesce grande di una specie molto diversa. I pesci più grandi spesso consentono al pulitore di entrare nella loro bocca per rimuovere i parassiti dalle branchie. Il pulitore è riconosciuto per il suo colore e le sue azioni distintive e quindi non viene mangiato, anche se il pesce più grande è normalmente un predatore. La comunicazione è spesso chimica, i segnali vengono inviati da sostanze chimiche specifiche chiamate feromoni.

Locomozione

Molti pesci hanno un corpo snello e nuotano liberamente in acque libere. La locomozione è strettamente correlata all'habitat e alla nicchia ecologica (la posizione generale dell'animale rispetto al suo ambiente).

Molti altri, sia marini che d'acqua dolce, nuotano in superficie e hanno la bocca adattata per nutrirsi meglio in superficie. Questi sono spesso lunghi e sottili, in grado di sfrecciare verso insetti di superficie o altri pesci di superficie e, a loro volta, tenersi lontani dai predatori.

I cosiddetti nuotatori in acque calme, il tipo di pesce più comune, sono di molti tipi e vivono in molti habitat. I pesci che vivono in acque relativamente calme, come baie, rive di laghi o fiumi lenti, generalmente non sono nuotatori veloci e forti, ma sono in grado di raggiungere velocità brevi e veloci per sfuggire a un predatore. Molti di questi hanno lati appiattiti, come il pesce luna acquariofilo e il pesce angelo d'acqua dolce. I pesci associati al fondo o al substrato sono spesso nuotatori lenti. I pesci che si nutrono di plancton in acque libere rimangono quasi sempre a forma di fuso e sono in grado di muoversi rapidamente e con forza.

I pesci che vivono sul fondo sono di molti tipi e hanno subito molti tipi di modifiche alla forma del corpo e alle abitudini di nuoto. Le razze, che si sono evolute dagli squali di acque profonde che nuotavano duramente, generalmente stanno vicino al fondo e si muovono agitando le loro grandi pinne pettorali. Le passere vivono in un habitat simile e si muovono sul fondo agitando tutto il corpo. Molti si spostano da un luogo all'altro, riposando sul fondo tra i movimenti.

Alcuni altri pesci si avventurano sul terreno umido per trovare acque più promettenti di quelle che hanno lasciato. Si muovono muovendo i loro corpi, a volte usando forti pinne pettorali; la maggior parte ha organi accessori che respirano aria. Molti che vivono in fondo vivono in buchi di fango o fessure rocciose. Anguille di mare e ghiozzi si trovano comunemente in tali habitat e per la maggior parte si avventurano ben oltre le loro case cavernose. Alcuni abitanti del fondo hanno sviluppato potenti dischi adesivi che consentono loro di rimanere sul substrato in aree come le coste rocciose, dove l'azione delle onde è grande.

Riproduzione

Alcuni pesci sono ermafroditi: un individuo che produce sperma e uova, di solito in diverse fasi della loro vita. Tuttavia, l'autofecondazione è probabilmente rara.

I metodi di riproduzione sono vari, ma la maggior parte depone un gran numero di uova piccole, fecondate e sparse fuori dal corpo. Le uova dei pesci pelagici rimangono solitamente sospese in acque libere. Molti pesci d'acqua dolce e costieri depongono le uova sul fondo o tra le piante. Alcuni hanno uova appiccicose. La mortalità dei piccoli e soprattutto delle uova è molto alta, e spesso solo pochi individui raggiungono la maturità di centinaia, migliaia e in alcuni casi milioni di uova deposte.

I maschi producono sperma, di solito come una sostanza bianca lattiginosa chiamata latte, in due (a volte uno) testicoli all'interno della cavità corporea. Nel pesce ossuto, un condotto spermatico conduce da ciascun testicolo a un'apertura urogenitale dietro il condotto di ventilazione o l'ano. Negli squali, nelle razze e nei ciclostomi il condotto conduce a una cloaca. A volte le pinne pelviche vengono modificate per aiutare a trasmettere il latte alle uova nel pozzo di ventilazione della femmina o nel substrato dove la femmina le ha poste. Gli organi accessori sono talvolta usati per fertilizzare le femmine internamente, ad esempio i classificatori di molti squali e razze.

Nelle femmine gli ovuli si formano in due ovaie (a volte solo una) e passano attraverso le ovaie fino all'apertura urogenitale e verso l'esterno. In alcuni pesci, le uova vengono fecondate internamente, ma vengono rimosse prima che si verifichi lo sviluppo.

In alcuni pesci ossei le uova si sviluppano semplicemente all'interno della femmina, i giovani emergono quando le uova si schiudono (ovovivipare). Altri si sviluppano all'interno dell'ovaio e vengono nutriti dai tessuti ovarici dopo la schiusa (vivipari). Ci sono anche altri metodi usati per nutrire i piccoli all'interno della femmina. In tutti i portatori di vita, i giovani nascono di taglia relativamente grande e pochi di numero.

Il successo della riproduzione e, in molti casi, della difesa delle uova e dei piccoli è assicurato da un corteggiamento e da un comportamento paterno piuttosto stereotipato ma spesso elaborato, sia da parte del maschio, della femmina o di entrambi. Alcuni pesci preparano i loro nidi svuotando le depressioni nel fondo di sabbia (ciclidi, ad esempio), costruiscono nidi con materiali vegetali e fili appiccicosi escreti dai reni (brufoli) o soffiano un gruppo di bolle ricoperte di muco sulla superficie dell'acqua (gouramis). Le uova vengono depositate in queste strutture. Alcune varietà di ciclidi e pesci gatto schiudono le uova in bocca.

Forma fisica

La struttura e la funzione di base del corpo del pesce sono simili a quelle di tutti gli altri vertebrati. Sono presenti i quattro tipi usuali di tessuti: superficiale o epiteliale, connettivo (ossa, cartilagine e tessuti fibrosi, nonché i loro derivati, sangue), nervoso e muscolare. Inoltre, gli organi e i sistemi di organi dei pesci sono paralleli a quelli di altri vertebrati.

ossatura

Il tipico corpo di pesce è aerodinamico ea forma di fuso, con una testa anteriore, un apparato branchiali e un cuore, quest'ultimo situato nella linea mediana appena sotto la camera branchiali. La cavità corporea, che contiene gli organi vitali, si trova dietro la testa nella parte anteriore inferiore del corpo. L'ano di solito segna la terminazione posteriore della cavità corporea e si verifica più spesso proprio di fronte alla base della pinna anale. Il midollo spinale e la colonna vertebrale continuano dalla parte posteriore della testa alla base della pinna caudale, passando dorsalmente nella cavità corporea e attraverso la regione caudale (coda) dietro la cavità corporea. La maggior parte del corpo è costituita da tessuto muscolare, gran parte del quale è necessario per il nuoto.

Lo scheletro è parte integrante del sistema di locomozione del pesce, oltre a servire a proteggere le parti vitali. Lo scheletro interno è costituito dalle ossa del cranio (tranne le ossa del tetto della testa, che in realtà fanno parte dello scheletro esterno), dalla colonna vertebrale e dai supporti delle pinne (raggi delle pinne). I supporti delle pinne sono derivati ​​dallo scheletro esterno. Lo scheletro interno di ciclostomi, squali e razze è costituito da cartilagine; quello di molti gruppi fossili e di alcuni pesci vivi primitivi è principalmente cartilagine ma può includere alcune ossa. Invece della colonna vertebrale, i primi vertebrati avevano un noto cordone completamente sviluppato, un bastoncino rigido e flessibile di cellule viscose circondato da una forte guaina fibrosa.

Il cranio, comprese le arcate delle branchie e le mascelle dei pesci ossei, è completamente ossificato, o almeno parzialmente ossificato. Quello degli squali e delle razze rimane cartilagineo, a volte parzialmente sostituito da depositi di calcio, ma mai da vero osso.

Gli elementi portanti delle pinne (spine basali o radiali o entrambe) sono cambiati molto durante l'evoluzione dei pesci. Alcuni di questi cambiamenti sono descritti nella sezione successiva (Evoluzione e paleontologia). La maggior parte dei pesci ha una sola pinna dorsale nella linea mediana della schiena. Molti ne hanno due e alcuni hanno tre pinne dorsali. Le altre pinne sono la coda singola e le pinne anali e le pinne pelviche e pettorali accoppiate. Una piccola pinna, la pinna adiposa, con i raggi della pinna pelosa, si trova in molti dei teleostei relativamente primitivi (come la trota) sul dorso vicino alla base della pinna caudale.

pelle

La pelle di un pesce deve svolgere molte funzioni. Aiuta a mantenere l'equilibrio osmotico, fornisce protezione fisica al corpo, è il sito di colorazione, contiene recettori sensoriali e, in alcuni pesci, lavora sulla respirazione. Le ghiandole mucose, che aiutano a mantenere l'equilibrio idrico e offrono protezione contro i batteri, sono estremamente numerose sulla pelle dei pesci, in particolare ciclostomi e teleostei. Poiché le ghiandole mucose sono presenti nelle lamprede moderne, è ragionevole presumere che fossero presenti nei pesci primitivi, come gli antichi agnathan siluriani e devoniani.

La protezione contro l'abrasione e la predazione è un'altra funzione della pelle dei pesci e la colonna vertebrale dermica (pelle) è emersa all'inizio dell'evoluzione dei pesci in risposta a questa esigenza. Si ritiene che l'osso si sia prima evoluto nella pelle e solo successivamente abbia invaso le aree cartilaginee del corpo del pesce, per fornire ulteriore supporto e protezione. Le spine dermiche hanno svolto un ruolo importante nell'evoluzione dei pesci e hanno caratteristiche diverse in diversi gruppi di pesci. Diversi gruppi sono caratterizzati almeno in parte dal tipo di squame ossee che possiedono.

Le squame hanno svolto un ruolo importante nell'evoluzione del pesce. I pesci primitivi avevano generalmente piastre ossee spesse o squame spesse in vari strati di ossa, smalto e sostanze correlate. I moderni pesci teleostei hanno squame ossee che, nonostante siano protettive, consentono molta più libertà di movimento nel corpo. Alcuni teleostei moderni (alcuni pesci gatto, spinaci e altri) hanno secondariamente acquisito placche ossee sulla pelle. Gli squali moderni e primitivi possedevano squame placoidi, un tipo di squame relativamente primitivo con una struttura simile a quella di un dente, costituito da uno strato esterno di sostanza simile allo smalto (vitrodentina), uno strato interno di dentina e una cavità pulpare che conteneva nervi e vasi sanguigni.

I primi pesci ossei avevano scaglie spesse del tipo ganoide o cosmoide. Le scaglie del cosmoide hanno uno strato esterno duro simile allo smalto, uno strato interno di cosmina (una forma di dentina) e quindi uno strato di osso vascolare (isopedina). Nelle scale ganoidi lo strato esterno duro è chimicamente diverso ed è chiamato ganoina. Sotto questo è uno strato simile al cosmo e poi uno strato osseo vascolare. Le sottili squame ossee traslucide dei pesci moderni, chiamate cicloidi e cenoidi (queste ultime contraddistinte da striature ai bordi), mancano di strati di smalto e dentine.

La pelle ha molte altre funzioni nel pesce. È ben fornito di terminazioni nervose e presumibilmente riceve stimoli tattili, termici e dolorosi. La pelle è anche ben fornita di vasi sanguigni. Alcuni pesci respirano in parte attraverso la pelle, tramite lo scambio di ossigeno e anidride carbonica tra l'acqua circostante e numerosi piccoli vasi sanguigni vicino alla superficie della pelle.

La pelle funge da protezione attraverso il controllo della colorazione. I pesci mostrano una gamma di colori quasi illimitata. I colori spesso si fondono strettamente con l'ambiente circostante, nascondendo efficacemente l'animale. Molti pesci usano colori vivaci per la pubblicità territoriale o come segno di riconoscimento per altri membri della propria specie, o talvolta per membri di altre specie.

Molti pesci possono cambiare colore in misura maggiore o minore, a causa del movimento del pigmento all'interno delle cellule del pigmento (cromatofori). Le cellule del pigmento nero (melanofori), presenti quasi universalmente nei pesci, sono spesso giustapposte ad altre cellule del pigmento. Quando posti sotto iridociti o leucofori (che contengono il pigmento argento o bianco della guanina), i melanofori producono colori strutturali di blu e verde. Questi colori sono spesso estremamente intensi, perché sono formati dalla rifrazione della luce attraverso i cristalli affilati di guanina.

I colori blu e verde rifratti sono spesso relativamente puri, privi dei raggi rosso e giallo, che sono stati assorbiti dal pigmento nero (melanina) dei melanofori. I colori giallo, arancio e rosso sono prodotti dagli eritrofori, cellule che contengono i pigmenti carotenoidi appropriati. Altri colori sono prodotti da combinazioni di melanofori, eritrofori e iridociti.