魚身上的那些暗搓搓的小刺,生物學上叫肌間骨 ,就是位於椎骨兩側肌間隔中的硬骨小刺 ,由肌隔結締組織骨化而成。
這種骨化方式稱為膜內骨化或結締組織性骨化,又稱纖維性骨化或膜性硬骨骨化,是成骨細胞在骨質中發生鈣質沉著生成骨組織的兩種方式之一。
肌間骨存在於哪些魚?
- 連接在髓弓上的髓弓小骨
- 連到椎體上的椎體小骨
- 附在腹肋或脈弓上的脈弓小骨
如果你平時吃魚的時候注意的話,會發現並不是所有的魚都有這些小刺,肌間骨僅存在於鯉魚、草魚、鰱魚等這些低等真骨魚中。
沒錯,這些小刺的魚都不怎麼高級。因為在魚類的進化史中,科學家發現,肌間骨經歷了一個從少到多,又從多到少,最後消失的過程。
但是那三種肌間骨進化的進度並不一樣,形成的過程也不完全同步,髓弓小骨出現最早消失最晚,椎體小骨出現最晚卻消失最早。
有人曾經對低等真骨魚的(除椎體小骨)肌間骨數量進行過統計,結果發現出現最早的、最低等的真骨魚類 ,骨舌魚類的雙須骨舌魚 ,它的魚刺數量比較少,肌間骨只有 70 根左右。
但是隨著進化,到海鰱總目的海鰻 ,肌間骨的數量一下變多了起來 , 約有 409 根。
然後到鯡形總目,比如鰣魚,肌間骨約有 143 根。
再到骨鰾總目的鯉魚 ,肌間骨數量又逐漸下降,肌間骨數量約有 99 根。
最後,骨鰾總目鯰形目的黃顙魚肌間骨數量最少,只有 8 根左右。
可見,魚刺的多少也在某種程度上反映了魚類的進化史。
我在表達每種魚的肌間骨數量的時候,用的是“約”,因為根據研究者觀察,同種魚身體左右兩側肌間骨的數目略有不同,研究者只統計了左側的,而且同種魚不同個體的肌間骨數目也有一定的變化,所以也只是一個大概,並沒有一個確切數目。
肌間骨的形態
小刺有時候讓人煩,不僅是因為刺多,還因為刺的形態也多種多樣,在嘴裡的時候很不舒坦。
沒有任何分叉的 I 形肌間骨還好,但往往各種分叉的,比如說“卜 ”形(一端明顯不等長的兩分叉)、“Y”形(一端等長的兩分叉 )。
這些都還好啦,更復雜的還有:一端多叉形(一端 3 個或 3 個以上的分叉 )、兩端兩分叉形(兩端均有兩分叉)、兩端多叉形 (兩端均有兩個或兩個以上的分叉 )和樹枝形 (兩端均有 4 個以上的分叉 , 並且在分叉的基礎上再分叉 )……
肌間骨的作用
終於到重點了,為什麼長那麼多刺啊,不會扎到自己嗎?
一切存在都是有道理的,暗搓搓的魚刺也是如此。雖然在專業上還沒有完全的定論,但主流的觀點認為,肌間骨的主要作用是支撐肌肉,控制魚的運動。
魚需要進行縱向運動的時候,肌肉收縮,依靠肌間骨產生作用力,做出一些更為細膩的操作。
有科學家對鯉魚、斑馬魚、鰱魚和團頭魴等魚類做了魚類的肌間骨骨化過程的研究,結果顯示這些魚刺均是從尾部向頭部發育。
不過在對另一種叫日本鰻鱺的魚做研究時,卻發現了截然相反的情況,它的肌間骨骨化過程是從頭部向尾部發育。
為什麼會這樣?科學家推測這與它們的遊動方式有關,鯉魚、斑馬魚這些主要依靠擺動整個身體來向前遊動,而日本鰻鱺主要依靠臀鰭的撥動而遊動,兩種遊動方式並不完全相同,所以肌間骨的骨化方式也不一樣。
對於海洋中高度進化的金槍魚、鱈魚等游泳健將來說,肌間骨的功能由強健的肌纖維承擔,鯉科魚無需依靠高速遊動來覓食和遷徙,靠肌間骨就足夠了。
我們吃的金槍魚、三文魚為什麼沒啥刺?
因為它們進化得高級啊,輻鰭魚類直到1.7億年前才在海洋中出現,3/4 的海水魚的祖先都來自淡水魚。在海洋裡生活的它們運動主要依靠強大的肌纖維,它們的遊動速度往往更快,而鯉魚在淡水裡並不需要高速遊動,肌間骨就夠用了,並不需要強大的肌肉。
這也是為什麼海水魚相比淡水魚肌肉彈性更好。附:不同形態類型的肌間骨數目(僅統計魚體左側的肌間骨)
小小的肌間骨,顯示了魚類演化過程中的多樣性與複雜性,大自然就是如此神奇!
參考文獻
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- 聶春紅等: 不同魚類肌間骨的骨化模式研究
- 張薇等:魚類巡遊中的活體肌肉力學性能預測
- 魚類肌間骨研究進展
- Patterson C, Johnson G D. The intermuscular bones and ligaments of teleostean fishes[ J]. Sm ithsonian Contribution toZoology, 1995, 559:1- 85.
- The evolution of ray-finned fishes.
- A new time-scale for ray-finned fish evolution
文章摘至知乎蘇澄宇,文章鏈接:https://www.zhihu.com/question/297512855/answer/515752306
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