Külgjoon: kalade vibratsiooni- ja liikumistundlik meeleorgan
Avasta külgjoone saladus: kuidas kalade vibratsiooni- ja liikumistundlik meeleorgan aitab orienteeruda, röövida ja tajuda vees toimuvat — loe põhjalik ülevaade.
Külgjoon on kaladel, mitte maismaaselgroogsetel, esinev meeleorganite süsteem. See tuvastab liikumist ja vibratsiooni ümbritsevas vees. Modifitseeritud epiteelirakud, mida nimetatakse karvarakudeks, reageerivad kalade ümber toimuvatele muutustele. Need muudavad muutused elektrilisteks impulssideks, mis lähevad nende kesknärvisüsteemi.
Külgmised jooned on kasutusel koolimine, röövimine ja orienteerumine. Näiteks kasutavad kalad oma külgjoonte süsteemi, et järgida põgeneva saagi tekitatud keeriseid. Need on nõrgemad jooned, mis kulgevad pikisuunas mõlemal küljel, kurgukattelt kuni sabapõhjani.
Mõne liigi puhul on külgjoone vastuvõtuorganid muudetud toimima elektriretseptoritena, mis on organid, mida kasutatakse elektriliste impulsside tuvastamiseks. Enamikul kahepaiksete vastsetel ja mõnel täiskasvanud täisealisel kahepaiksel on süsteemid, mis toimivad natuke nagu külgjoon.
Struktuur ja tööpõhimõte
Külgjoone põhikoostisosad on neuromastid ehk karvarakke sisaldavad vastuvõtuüksused. Iga neuromast koosneb rühmast karvarakke (sensoorseid rakkusid), neid ümbritsevatest tugitulevast rakkudest ja gelatinõsisest kate-struktuurist, mida nimetatakse cupulaks. Kui vesi liigub või tekib turbulents, liigub cupula, mis painutab karvarakke – see genereerib muutuse karvarakkude membraani potentsiaalis ning tekitab närviimpulssi, mis edastatakse külgjoone närvile ja edasi kesknärvisüsteemi.
On kaks põhiklassi neuromaste: pindmised (superficial) neuromastid, mis asuvad otse naha pinnal ja on tundlikud vee voolu kiirusele, ning kanalisse paigutatud (canal) neuromastid, mis paiknevad nahaalustes kanalites ning on tundlikumad rõhuerinevustele ja kiirematele voolumuutustele. Neuromastide orientatsioon raku ridade suhtes võimaldab kaladel tajuda voolu suunda ja kiirust.
Funktsioonid ja käitumine
- Saagi leidmine ja saagist kinnihoidmine: külgjoon võimaldab tabada saagi poolt tekitatud väikseid veevõnkeid ka hämaras või mudases vees.
- Põgenemist ja kaitset: kalad tunnevad ette lähenevat röövloomad või survet, mis aitab kiiremini reageerida.
- Koolimine ja sünkroniseerimine: külgjooned aitavad kaladel ühtlaselt ujudes hoida ruumilist koordineeritust (schooling).
- Rheotaksis ja orientatsioon: suudavad hoida õigel kursil vastuvoolu või voolu suhtes ning orienteeruda keerulises ümbruses, näiteks koobastes või tihedas taimestikus.
Levik ja areng
Külgjoone süsteem on laialt levinud kaladel, sealhulgas nii luuga kui ka luudeta kaladel ning paljudel noorukitel ja vastsetel kahepaiksetel, nagu mainitud. Külgjoone areng pärineb samadest embrüonaalsetest placoodidest, millest arenevad ka mõned teised sensoorsed organid. Neuromastid võivad embrüos ja vastsel põlvkonnal paikneda erinevalt kui täiskasvanutel; näiteks kahepaiksete vastsetel on tihti süsteemid, mis toimivad sarnaselt külgjoonele.
Elektroreceptiivsus ja evolutsiooniline seos
Mõnel liigil on külgjoone-placodidest arenenud või nendega seotud elektriretseptorid. Näiteks mõnedes elektrikalade rühmades (nt mormüriidid ja Ameerika elektrikalad) on tekkinud spetsialiseerunud tuberaalsed retseptorid ja elektrilise välja tootmise mehhanismid, mida kasutatakse navigeerimiseks ja saagi leidmiseks pimedas. Ka elasmobranhid (hai-sugused) omavad ampullae of Lorenzini tüüpi elektroretseptoreid, mis on geneetiliselt ja arenguliselt seotud teiste sensoorsete placoodidega, kuhu kuulub ka külgjoon.
Uuringud ja praktiline tähtsus
Külgjoone mehhanisme uuritakse aktiivselt nii käitumisbioloogias kui ka närviteaduses. Näiteks külgjoone kahjustused vähendavad kalade võimet koolis liikuda või tabada saaki, mis demonstreerib selle süsteemi rolli igapäevases elus. Lisaks on karvarakkude võime regeneratsiooniks (kaladel ja kahepaiksetel karvarakud taastuvad) muutunud oluliseks mudeliks, kuna neil võiks olla väärtuslikke vihjeid inimeste kuulmis- ja tasakaalurakkude taastusravile.
Praktilised näited ja tähelepanekud
Kõikjal maailmas elavad kalad kasutavad külgjoont erinevalt sõltuvalt ökosüsteemist: rannikumeres elavad saaklejad, sügava vee liigid ja väravates või jõgedes ujujad on arendanud selle süsteemi vastavalt vee dünaamikale. Mõned bentoselised või öised liikmed sõltuvad külgjoonest eriti tugevalt, kuna valguse kättesaadavus on piiratud.
Kokkuvõttes on külgjoon kõrgtasemeline ja mitmekülgne sensoorsüsteem, mis annab vees liikuvatele selgroogsetele olulise viisi keskkonna mehaaniliste signaalide tajumiseks, liikumiseks ja sotsiaalseks koordineerimiseks.
Külgjoone meeleorgan, antud juhul on see kujutatud hailiigil.
Küsimused ja vastused
K: Mis on külgmiste linade süsteem?
V: Külgjoonesüsteem on kaladel leiduv meeleorganite süsteem, mis tuvastab liikumist ja vibratsiooni ümbritsevas vees.
K: Mis on karvarakud?
V: Karvarakud on modifitseeritud epiteelirakud, mis reageerivad kalade ümber toimuvatele muutustele ja muudavad need muutused elektrilisteks impulssideks, mis lähevad kalade kesknärvisüsteemi.
K: Milline on kalade külgjoone süsteemi funktsioon?
V: Külgjoonesüsteemi kasutatakse koolimisel, röövloomade püüdmisel ja orienteerumisel. Näiteks kasutavad kalad oma külgjoonesüsteemi, et järgida põgeneva saagi tekitatud keeriseid.
K: Kus asuvad kalade külgmised jooned?
V: Külgmised jooned on nõrgad jooned, mis kulgevad kummalegi küljele pikisuunas, kidakattelt kuni sabapõhjani.
K: Kuidas muudavad mõned liigid oma külgmiste joonte vastuvõtuorganeid?
V: Mõne liigi puhul on külgjoonte vastuvõtuorganid muudetud toimima elektriretseptoritena, mis on organid, mida kasutatakse elektriliste impulsside tuvastamiseks.
K: Kas maismaaselgroogsetel on külgjoone süsteem?
V: Ei, külgjoone süsteem esineb ainult kaladel, mitte maismaaselgroogsetel.
K: Kas kahepaiksetel on külgjoonega sarnane süsteem?
V: Jah, enamikul kahepaiksete vastsetel ja mõnedel täiskasvanud vees elavatel kahepaiksetel on süsteemid, mis toimivad natuke nagu külgjoon.
Otsige