Diskusfisk matar sina ungar med slem som produceras av vuxens hud. |

Ett viktigt ämne

Ytan på levande fisk täcks av slem eller slem. Vissa fiskar har en tunn beläggning av slem. Andra producerar så mycket slem att det är svårt för ett rovdjur eller en människa att förstå dem. Slem är ett mycket viktigt ämne för fisk. Det skyddar dem på flera sätt och har också några överraskande funktioner bortom skyddet.

Även om tanken kan låta motbjudande, kan fiskslem vara användbart för människor. Det kan vara möjligt att använda proteinfibrerna i hagfish slime för att tillverka nya tyger och material. En ny upptäckt antyder att slemet som produceras av vissa korallrevsfisk kan användas för att skapa en ny solskyddsmedel.

I den här artikeln diskuterar jag de allmänna funktionerna hos fiskslem samt de specialiserade sätt på vilka diskusfisk, papegojfisk och afrikansk lungfisk använder sin slem. Jag tittar också på hur ämnet kan hjälpa oss.

En annan typ av diskusfisk |

Slem i fiskar och människor

Slem tillverkas av många djur och människor också. Det är användbara saker. Fiskslem görs av bägge celler i djurets hud. Våra bägge celler utsöndrar också slem. Hos människor finns cellerna i slemhinnor som passerar luftvägarna, tarmen, urinvägarna och reproduktionsvägarna. Slemet på dessa platser skyddar passagerets foder, ger smörjning för att möjliggöra transport av material och håller området fuktigt. I luftvägarna fångar det också inandat smuts och bakterier.

Slem innehåller ämnen som kallas muciner, som är en typ av glykoprotein (protein med bifogat kolhydrat). Proteinmolekylen i ett mucin är fäst vid många kolhydratmolekyler. Muciner bildar snabbt en gel när de lämnar bägge celler och kontaktvatten. De ansvarar för både det viskösa och de elastiska egenskaperna hos slem.

Fiskslem innehåller andra ämnen förutom mucin och vatten, inklusive enzymer, antikroppar och salter. Fisk som lever runt korallrev har visat sig ha kemikalier som kallas mykosporinliknande aminosyror i sitt slem. Dessa kemikalier blockerar ultraviolett ljus.

Slem i olika fiskarter är inte helt identiskt i sammansättningen. Forskare hittar några nya kemikalier i vissa prover av slemet.

Skyddande slem: förhindrar en patogenattack

Akvarister vet att deras fisk kan bli sjuka om deras skyddande slemlager skadas. Till och med som barn fick jag lära mig att inte hantera mina guldfiskar eftersom jag kan ta bort deras slem och skada dem. Eftersom slemet har flera funktioner kan det ta skada på en fisk på flera sätt att ta bort den. Ett sätt är att göra fisken mer mottaglig för infektioner.

Slemet hos en fisk ger fysiskt skydd genom att fånga patogener (mikroorganismer som orsakar sjukdom). När det gamla slemskiktet som innehåller patogenerna släpps och ersätts av nytt slem, försvinner patogenerna. Antikroppar, antimikrobiella peptider och enzymer i slemet attackerar aktivt patogener.

Detta är en annan variation av diskusfisk. Fiskarna har ett brett spektrum av färger och mönster men tillhör alla släkten Symphysodon. |

Betydelsen av osmoregulering i fisk

Fisk som lever i både salt och färskt vatten har ett potentiellt problem med osmoregulering eller upprätthållande av rätt vatten- och saltkoncentration i kroppen. I vetenskapen hänvisar ordet "salt" till någon jonisk förening, inklusive men inte begränsad till natriumklorid. Salter i kroppen eller de joner som de blir när de bryts ned i vatten ar kallas ibland elektrolyter eller mineraler. De är viktiga för livet men är farliga om de blir för koncentrerade.

Det finns två trender som en fisk behöver slåss under osmoregulering.

  • Vattenmolekyler rör sig från ett mindre salt område till ett mer salt område.
  • Saltjoner flyttar från de är mer koncentrerade till där de är mindre koncentrerade.

I havet kan för mycket vatten lämna en fiskkropp och för mycket salt kan komma in. I färskt vatten kan motsatt situation uppstå. För mycket vatten kan komma in i fisken och för många salter kan lämna. Dessa processer kan båda vara dödliga. Aktiviteter i fiskens källor och njurar bekämpar emellertid dessa tendenser.

Rörelse av vatten och joner i en saltvattenfisk; pilarna in i och ut ur huden är korta eftersom vågen och slemskiktet minskar transporten av material |

Slem och osmoregulation i fisk

Slem är användbart för en fisk eftersom det tillsammans med vågen delvis blockerar rörelsen av vatten in och ut från fiskens kropp. Detta hjälper till att upprätthålla konstanta förhållanden inne i fisken.

Andra delar av kroppen påverkar också salt- och vattenkoncentrationen i fisken. Urinen innehåller mer eller mindre vatten och salt, vid behov. Dessutom utsöndrar eller absorberar gälarna salter beroende på fiskens behov.

Rörelse av vatten och joner i en sötvattensfisk; återigen är pilarna in och ut ur huden på grund av förekomsten av våg och slem |

Förutom sina andra funktioner minskar slem dragkraften när en fisk simmar. Det täcker vågen, fyller i eventuella mellanrum eller oegentligheter och minskar friktionen.

Discus Fish

Diskusfisk är en typ av ciklid. Ciklidfamiljen är mycket stor och består av sötvattensfisk med en mängd olika egenskaper. Vissa familjemedlemmar, inklusive diskusfiskar, har en platt, sidokomprimerad kropp. Till skillnad från de flesta andra fiskar demonstrerar ciklider någon form av föräldraomsorg för sina unga.

Diskusfisk klassificeras i släktet Symphysodon . De har en rad vackra färger och mönster. En speciellt intressant egenskap hos fisken är att yngeln (unga fiskarna) matar på hudens slem av sina föräldrar. Slemet är berikat med näringsämnen som protein och aminosyror för att stödja de växande ungarna. Liksom däggdjursmjölk förändras slem i sammansättning när ungdomarna utvecklas och fortsätter att uppfylla sina behov.

En blå diskusfisk eller Symphysodon aequifasciatus |

Fiskägg kläcks i larver. Larverna matas på äggulan i en äggula som är fäst vid kroppen. När äggulssäcken har försvunnit och ungarna börjat äta mat, kallas de utvecklande fiskarna som yngel. Yngelsteget varar i flera till många månader.

Slemmatning i diskusfisk

En del fascinerande information om uppfödning av diskusfisk har upptäckts av vissa brittiska och brasilianska forskare. Forskarna tog med sig några diskusfiskar i fångenskap och försökte hålla miljön så naturlig som möjligt. Fisken reproducerades framgångsrikt, vilket gjorde det möjligt för forskarna att studera ungarnas beteende.

Forskarna noterade att yngeln reste till en förälder som en grupp. De bitar sidan av den vuxna fisken i upp till tio minuter och matar på slemet. Den vuxna flickade sedan "fackmässigt" yngeln mot den andra föräldern, där de började föda igen. I två veckor fortsatte föräldrarna att mata yngeln på detta sätt.

Diskusfisken uppvisade också beteende som liknar avvänjning hos däggdjur. Efter två veckor med slemmatning konstaterade forskarna att föräldrarna ibland försökte simma bort från yngeln, som jagade dem för att föda. Efter tre veckor simmade de vuxna framgångsrikt bort från yngeln under korta perioder och ungarna började leta efter annan mat. Efter ungefär fyra veckor hittade de unga fiskarna nästan all sin mat till sig själva och matades sällan av slem.

Daisy papegojfisken täcker sig med en slemkokong på natten. |

papegojfisk

Papegoja fiskar runt korallrev i tropiskt vatten. Tänderna smälter samman och bildar plattor. Dessa plattor får munnen att se ut som en fågelnäbb och ger fisken sitt namn.

Papegojfiskar är kända för sin intressanta utveckling. Många arter ändrar kön under sin livstid. De börjar livet som en kvinna (det inledande skedet) och ändras senare till en hane (terminalfasen). Den inledande fasen är ofta tråkig i färgen medan terminalfasen är färgad.

Papegoja fiskar på algerna som växer på koraller. För att göra detta skraper de korallerna med tänderna och biter av bitar under processen. Tänder i halsen slipar korallen och producerar korn. Kornet rör sig genom fiskens matsmältningskanal och släpps så småningom ut i miljön och bildar koralsand.

Slemkokonger i papegojfisk

Som huden på andra fiskar gör papegojahud slem. Papegojfiskar har dessutom slemkörtlar i sina gälkkammare. På natten gör de en slemkokong och stänger sig inuti den för skydd. Slemet till kokongen utsöndras av gällande körtlar och frigörs från fiskens mun.

Funktionen hos slemkokonen är inte helt säker. En vanlig teori är att den döljer papegojdoftens doft och förhindrar angrepp av rovdjur medan den sover. En annan teori är att kokongen förhindrar attacken av små blodsugande parasiter som kallas gnathiid isopoder. Renare fisk tar bort dessa varelser från revfisk under dagen, men städarna är inte tillgängliga på natten.

Afrikansk lungfisk marmorad eller leopard |

Afrikansk Lungfish

Afrikanska lungfisk tillhör släktet Protopterus och lever i sötvatten . De fyra arterna är alla långa och ålliknande fiskar. Paret av sidofina nära huvudet (lårfenorna) och nära svansen (bäckenfenorna) är långa och smala, till skillnad från de flesta andra fiskar. Fenorna ibland ser ut som bitar av spaghetti eller snöre. Afrikanska lungfisk är köttätare och matar på små fiskar och paddor.

Lungfish fick sitt namn eftersom de har en påse som sträcker sig från deras matsmältningskanal som fungerar som en lunga. Afrikanska lungfiskar har två lungor. Fiskarna lever i grunt vatten eller i vatten med låg syre. Liksom andra fiskar har de gälar som extraherar syre från vatten. Kallarna bara ger dem inte tillräckligt med syre. Afrikanska lungfiskar sägs vara obligatoriska luftluckor eftersom de inte kan överleva om de inte andas luft.

Lungfiskar kommer med jämna mellanrum till ytan för att ta en massa luft. Luften passerar längs deras matsmältningskanal och in i deras lungor (eller lungor). Lungen innehåller underavdelningar och tillförs riktigt av blodkärl. Syre lämnar luften i lungan och kommer in i lungfiskens blod, medan koldioxid rör sig i motsatt riktning.

En lungfisks lunga är en modifierad badblåsan. Badblåsan är en gasfylld säck som ger flyt i andra fiskar.

Slemkokonger i afrikansk Lungfish

När vattnet i deras livsmiljö börjar försvinna under den torra säsongen begraver afrikanska lungfiskar sig i leran på botten av deras bäck, flod eller sjö och blir vilande. De gräver en hål genom att ta lera in i munnen och sedan skjuta den ut ur kroppen genom öppningarna i sina gillkammare. Deras hud utsöndrar en slemkokong för att förhindra att de blir uttorkade under vila. Coconen hårdnar gradvis. Hjärtfrekvensen, blodtrycket och fiskens metaboliska hastighet minskar. Detta tillstånd av vilande under varmt och torrt väder är känt som estivation.

En lungfisk fortsätter att andas in luft under uppskattning, men i en mycket reducerad takt. Gälarna är inaktiva. Ett litet rör som leder in i håven låter luft komma in i den. Ett litet hål i slemkokonen låter fisken ta in syre.

Fisken bryter långsamt ner sina egna muskler för näring under uppskattning. Det är därför i ett försvagat tillstånd när det kommer ut från hålen. Afrikanska lungfiskar kommer vanligtvis endast fram till nästa regnperiode, men de har lyckats återupplivas efter flera års dvala.

pirål

Även om hagfish ofta kallas "fisk", är deras struktur mycket annorlunda än för andra fiskar. De är ett konstigt djur med en smal, långsträckt kropp. Det finns en ring av tentakler runt munnen och en svansfena i slutet av kroppen. De har en partiell skalle av brosk men har ingen ryggrad. De saknar också käkar och vågar. De har gälar, men deras hud producerar slem.

Hagfish bor på havsbotten. De finns ibland fodra in i kropparna av död fisk och klassificerades en gång som parasiter och scavengers. Nuvarande forskning indikerar att det viktigaste i deras diet är marina maskar. Som visas i videon nedan äter de också andra byten. Deras raspande tunga gör att de kan dra kött från bytet.

Hagfish ökar snabbt sin slemproduktion när de känner sig hotade. Slemet produceras nästan omedelbart efter att en hagfish attackeras och bildar ett ark när det kommer i kontakt med vattnet. Slemet kommer in i rovdjurets mun och kavelkammare och kväver det. Forskare är mycket intresserade av slemens natur.

Kläder från Hagfish Slime

Hagfish slem innehåller många små proteintrådar som är både starka och elastiska. Forskare misstänker att dessa trådar kan användas för att skapa ett tyg med önskvärda egenskaper. Vi kanske en dag kan köpa kläder tillverkade av proteinet som finns i hagfish slime.

Det är osannolikt att vi kommer att ha hagfish gårdar i framtiden för att skörda slem. Som det görs med många användbara ämnen som upptäckts i naturen är planen att så småningom lägga till hagfish-generna för produktion av slam eller proteintråd till bakterier. Bakterierna "odlas" sedan i fermentatorer och det resulterande proteinet extraheras.

En hagfish som kommer ut från en svamp |

En naturlig solskyddsmedel från fiskslem

Ett forskarteam bestående av svenska och spanska forskare har gjort en annan intressant upptäckt om fiskslem. Teamet har funnit att när de fäster kemikalier från fiskslem till en som finns i skaldjurskal, blockerar det resulterande ämnet både ultravioletta A och ultravioletta B-strålar från solen. Dessa är de strålar som orsakar solbränna och hudcancer. De kombinerade kemikalierna kan vara användbara som en naturlig, miljövänlig solskyddsmedel för människor.

De ljusblockande kemikalierna i fiskslem är kända som mykosporinliknande aminosyror (MAA). Kemikalierna har hittats i vissa svampar, alger och cyanobakterier såväl som i revboskapande fiskar.

Forskarna lade till MAA: erna till ett gitter av chitosan. Chitosan är en kemikalie erhållen från skaldjurskal. Det är ett intressant ämne i sig själv eftersom det verkar ha förmågan att läka sår. Chitosan existerar som långa molekyler kända som polymerer och kan lätt appliceras på huden när de formuleras korrekt. Den fungerar som en transportör för MAA: er.

Potentiella fördelar med solskyddsmedel

Forskarna fann att MAA / kitosanblandningen bibehöll sin motståndskraft mot UV-ljus i tolv timmar och vid temperaturer upp till 80 ° C. Det kan ge skydd för utemöbler och människor. Mer forskning krävs innan solskyddsmedel säljs till allmänheten, förutsatt att det så småningom blir tillgängligt för oss.

Att hitta nya mänskliga solskyddsmedel som inte skadar korallrev när de kommer in i vattnet är mycket viktigt. Oxybenzone är en vanlig kemikalie i nuvarande solskyddsmedel. Bevis tyder på att denna kemikalie skadar koraller. En MAA / kitosanblandning ska vara biologiskt nedbrytbar och säkrare för miljön.

Regnbågens papegojfisk (manus eller terminalfas) (Scarus guacamaia) finns runt korallrev. |

Betydelsen av att upprätthålla biologisk mångfald

Biodiversitet är mångfalden eller skillnaderna i egenskaperna hos levande saker. Sätten på vilket olika fisk använder slem och olika sammansättningar av fiskslem är exempel på biologisk mångfald.

Att upprätthålla biologisk mångfald är viktigt inte bara för de andra levande sakerna på planeten utan också för oss. Vi har hittat många användbara kemikalier och material i naturen utöver hagfish slime, MAAs och chitosan. Det finns förmodligen många mer gynnsamma ämnen att upptäcka. Försvinnandet av djur och växter innan vi upptäcker dessa nya ämnen skulle vara sorgligt på fler sätt än ett.

referenser

  • Diskusfiskföräldrar unga som mammadermödrar från nyhetstjänsten phys.org
  • Fakta om papegoja från National Geographic
  • Fiskslemkakonger: havets "myggnät" från The Royal Society Publishing
  • Information om den afrikanska lungfisken från Oregon Zoo
  • Hagfish slime för kläder från BBC
  • Solskyddsmedel från fiskslem från NIH (National Institute of Health)
  • Blanda en fiskutsöndring med räksskal för att göra en solskyddsmedel från New Scientist