Большинство костистых рыб имеют два набора челюстей , состоящих в основном из кости . Первичные ротовые челюсти открывают и закрывают рот, а второй набор глоточных челюстей расположен в задней части глотки. Ротовые челюсти используются для захвата добычи и манипулирования ею путем укусов и раздавливания. Глоточные челюсти, называемые так потому, что они расположены внутри глотки , используются для дальнейшей обработки пищи и перемещения ее изо рта в желудок. [2] [3]
Хрящевые рыбы , такие как акулы и скаты , имеют один набор ротовых челюстей, состоящих в основном из хрящей . У них нет глоточных челюстей. Как правило , челюсти сочленены и противостоят друг другу по вертикали, состоят из верхней и нижней челюстей и могут нести многочисленные упорядоченные зубы . Хрящевые рыбы отращивают множественные наборы (полифиодонты) и заменяют зубы по мере их износа, перемещая новые зубы латерально от медиальной поверхности челюсти наподобие конвейерной ленты. Зубы заменяются несколько раз и у большинства костистых рыб, но, в отличие от хрящевых рыб, новый зуб прорезывается только после того, как выпал старый.
Челюсти, вероятно, произошли от глоточных дуг , поддерживающих жабры бесчелюстных рыб . Самые ранние челюсти появились у ныне вымерших плакодерм и колючих акул в силурийском периоде , около 430 миллионов лет назад. Первоначальное селективное преимущество челюсти, вероятно, было связано не с кормлением, а с повышенной эффективностью дыхания — челюсти использовались в щечном насосе .перекачивать воду через жабры. Знакомое использование челюстей для кормления затем развилось бы как вторичная функция, прежде чем стать основной функцией у многих позвоночных. Челюсти всех позвоночных, включая человеческую, произошли от челюстей ранних рыб. Появление челюсти у ранних позвоночных было описано как «возможно, самый глубокий и радикальный эволюционный шаг в истории позвоночных». [4] [5] Рыбам без челюстей было труднее выжить, чем рыбам с челюстями, и большинство бесчелюстных рыб вымерло.
Челюсти используют механизмы сцепления . Эти связи могут быть особенно распространены и сложны в голове костистых рыб , таких как губаны , которые развили множество специализированных механизмов питания . Особенно развиты рычажные механизмы выдвижения челюстей . При кормлении всасыванием система связанных четырехзвенных звеньев отвечает за скоординированное открывание рта и трехмерное расширение щечной полости . Четырехзвенная связь также отвечает за выпячивание предчелюстной кости [ 6] .что приводит к трем основным системам связи с четырьмя стержнями, которые в целом описывают боковое и переднее расширение ротовой полости у рыб. [6] [7] Наиболее полный обзор различных типов связей у животных был предоставлен М. Мюллером [8] , который также разработал новую систему классификации, которая особенно хорошо подходит для биологических систем.
Череп рыб образован из ряда слабо соединенных костей. Миноги и акулы обладают только хрящевым эндокраниумом, причем верхняя и нижняя челюсти представляют собой отдельные элементы. У костистых рыб есть дополнительная кожная кость , образующая более или менее связную крышу черепа у двоякодышащих и голостных рыб.
Более простое строение встречается у бесчелюстных рыб , у которых череп представлен корытообразной корзиной из хрящевых элементов, лишь частично охватывающей головной мозг и связанной с капсулами внутреннего уха и единственной ноздрей. [9]
Хрящевые рыбы , такие как акулы , также имеют простые черепа. Череп представляет собой единую структуру, образующую футляр вокруг головного мозга, охватывающий нижнюю поверхность и бока, но всегда хотя бы частично открытый вверху в виде большого родничка . Самая передняя часть черепа включает переднюю пластинку хряща, рострум и капсулы, в которых заключены органы обоняния . За ними находятся глазницы, а затем дополнительная пара капсул, заключающих в себе структуру внутреннего уха . Наконец, череп сужается к задней части, где большое затылочное отверстие лежит непосредственно над единственным мыщелком , сочленяющимся с первым позвонком .. Кроме того, в различных точках черепа имеются более мелкие отверстия для черепных нервов. Челюсти состоят из отдельных обручей хрящей, почти всегда отличающихся от собственно черепа. [9]
У лучеперых рыб также произошли значительные изменения по сравнению с примитивным образцом. Крыша черепа, как правило, хорошо сформирована, и хотя точное родство его костей с костями четвероногих неясно, им обычно для удобства дают одинаковые названия. Однако другие элементы черепа могут быть редуцированы; за увеличенными глазницами есть небольшая щечная область, а между ними мало кости, если она вообще есть. Верхняя челюсть часто образована в основном из предчелюстной кости , при этом сама верхняя челюсть расположена дальше назад, а дополнительная симплектическая кость соединяет челюсть с остальной частью черепа. [9]
Хотя черепа ископаемых лопастных рыб напоминают черепа ранних четвероногих, этого нельзя сказать о черепах современных двоякодышащих рыб . Крыша черепа сформирована не полностью и состоит из множества костей несколько неправильной формы, не имеющих прямого отношения к костям четвероногих. Верхняя челюсть образована только крыловидными и сошниками , все из которых несут зубы. Большая часть черепа сформирована из хрящей , а его общая структура редуцирована. [9]
У позвоночных нижняя челюсть (нижняя челюсть или челюстная кость) [10] представляет собой кость , образующую череп с черепной коробкой. У кистеперых рыб и ранних ископаемых четвероногих кость, гомологичная нижней челюсти млекопитающих, является просто самой большой из нескольких костей нижней челюсти. Он называется зубной костью и образует тело внешней поверхности челюсти. Снизу она окаймлена рядом селезеночных костей, а угол челюсти образован нижней угловой костью и чуть выше надгранулярной костью. Внутренняя поверхность челюсти выстланапредсуставная кость, а суставная кость образует сочленение с собственно черепом. Наконец, над предсуставной костью лежит набор из трех узких венечных костей. Как следует из названия, большинство зубов прикрепляются к зубной кости, но обычно есть зубы и на венечных костях, а иногда и на предсуставных. [11]
Однако этот сложный примитивный паттерн в различной степени упростился у подавляющего большинства позвоночных, поскольку кости либо слились, либо полностью исчезли. У костистых остаются только зубная, суставная и угловая кости. [11] Хрящевые рыбы , такие как акулы , не имеют костей нижней челюсти других позвоночных. Вместо этого их нижняя челюсть состоит из хрящевой структуры, гомологичной хрящам Меккеля других групп. Это также остается важным элементом челюсти у некоторых примитивных костистых рыб, таких как осетровые . [11]
Верхняя челюсть, или верхняя челюсть [12] [13] , представляет собой сращение двух костей вдоль небной щели, образующих верхнюю челюсть . Это похоже на нижнюю челюсть (нижняя челюсть), которая также представляет собой слияние двух половин в нижнечелюстном симфизе. У костистых рыб верхняя челюсть называется «верхней челюстью», а нижняя челюсть - «нижней челюстью». Альвеолярный отросток верхней челюсти удерживает верхние зубы и называется верхнечелюстной дугой. У большинства позвоночных передняя часть верхней челюсти, к которой у млекопитающих прикрепляются резцы , состоит из отдельной пары костей — предчелюстных костей . У костистых рыб, как верхняя, так и предчелюстная кости представляют собой относительно пластинчатые кости, образующие только стороны верхней челюсти и часть лица, при этом предчелюстная кость также образует нижнюю границу ноздрей . [14] У хрящевых рыб , таких как акулы и скаты, также отсутствует настоящая верхняя челюсть. Вместо этого их верхняя челюсть сформирована из хрящевой перемычки, которая не гомологична кости других позвоночных. [14]
Некоторые рыбы имеют постоянно выступающие верхние челюсти, называемые рострумами . Морские марлины ( марлины , рыбы -мечи и парусники ) используют трибуны (клювы), чтобы рубить и оглушать добычу. Веслоносы , акулы- гоблины и акулы - молоты имеют трибуны, заполненные электрорецепторами , которые сигнализируют о присутствии добычи, обнаруживая слабые электрические поля. У акул- пил и находящейся под угрозой исчезновения рыбы- пилы есть трибуны (пилы), которые являются электрочувствительными и используются для рубящих ударов. [15] Рострумы простираются вентрально .перед рыбой. У молотоголовых рострум (молоточек) простирается как вентрально, так и латерально (вбок).
Парусники , как и все марлиновые , имеют рострум (клюв), который развился из верхней челюсти.
Веслонос имеет трибуну , заполненную электрорецепторами .
У рыбы -пилы есть электрочувствительная трибуна (пила), которая также используется для нанесения ударов по добыче.
Костистые кости имеют подвижную предчелюстную кость (кость на кончике верхней челюсти) и соответствующие модификации челюстной мускулатуры, которые позволяют им высовывать челюсти наружу изо рта . Это большое преимущество, позволяющее им хватать добычу и тянуть ее в рот . У более производных костистых костей увеличенная предчелюстная кость является основной костью, несущей зубы, а верхняя челюсть, прикрепленная к нижней челюсти, действует как рычаг, толкая и вытягивая предчелюстную кость при открытии и закрытии рта. Эти выдвижные челюсти являются эволюционной новинкой у костистых рыб , которые эволюционировали независимо не менее пяти раз. [16]
Предчелюстная кость не прикреплена к мозговому черепу (мозговой коре); он играет роль в выступании рта и создании круглого отверстия. Это снижает давление внутри рта, засасывая добычу внутрь. Затем нижняя челюсть и верхняя челюсть (основная верхняя неподвижная кость челюсти) оттягиваются назад, чтобы закрыть рот, и рыба может схватить добычу . Напротив, простое смыкание челюстей может привести к выталкиванию пищи изо рта. У более продвинутых костистых предчелюстная кость увеличена и имеет зубы, а верхняя челюсть беззубая. Верхняя челюсть выдвигает вперед как предчелюстную, так и нижнюю челюсть. Чтобы открыть рот, приводящая мышцаоттягивает назад верхнюю часть верхней челюсти, выдвигая вперед нижнюю челюсть. Кроме того, верхняя челюсть слегка вращается, что выталкивает вперед костный отросток, сцепляющийся с предчелюстной костью. [17]
Костистые кости достигают этого выступа челюсти, используя один из четырех различных механизмов, включающих связочные связи внутри черепа. [18]
Некоторые костистые рыбы используют более одного из этих механизмов (например , Petrotilapia ). [18]
Губаны стали основным объектом изучения биомеханики кормления рыб из-за строения их челюстей. У них выдвижной рот, обычно с отдельными челюстными зубами, выступающими наружу. [20] Многие виды можно легко узнать по их толстым губам, внутренняя часть которых иногда причудливо сложена, особенность, которая дала немецкое название «рыбы-губы» ( Lippfische ). [21]
Носовая и нижнечелюстная кости соединены своими задними концами с ригидным мозговым черепом , а верхнее и нижнее сочленения верхней челюсти соединяются с передними концами этих двух костей, соответственно, образуя петлю из 4 ригидных костей, соединенных подвижными суставами. Это « четырехзвенниковое соединение » имеет свойство позволять многочисленным механизмам достигать заданного механического результата (быстрое выпячивание челюсти или сильный прикус), тем самым отделяя морфологию от функции. Фактическая морфология губанов отражает это: многие линии демонстрируют различную морфологию челюстей, что приводит к одинаковым функциональным результатам в аналогичной или идентичной экологической нише. [20]
Наиболее сильное выпячивание челюстей у рыб наблюдается у губана - рогатоглотки Epibulus insidiator . Эта рыба может вытягивать челюсти на 65% длины головы. [22] Этот вид использует быстрое и сильное выдвижение челюстей для ловли мелких рыб и ракообразных. Этот род, к которому принадлежит этот вид, обладает одной уникальной связкой (сошниково-межкрыльчатой) и двумя увеличенными связками (межкрыльчато-нижнечелюстной и предчелюстно-верхнечелюстной), которые, наряду с некоторыми изменениями в форме черепных костей, позволяют ему достигать экстремального выступа челюсти.
Глоточные челюсти представляют собой второй набор челюстей , отличный от первичных (ротовых) челюстей. Они содержатся в горле или глотке большинства костистых рыб . Считается, что они возникли, как и ротовые челюсти, как модификация пятой жаберной дуги , которая больше не выполняет дыхательную функцию. Первые четыре арки по-прежнему функционируют как жабры. В отличие от ротовой челюсти, глоточная челюсть не имеет нижнечелюстного сустава, а вместо этого поддерживается перевязью мышц.
Ярким примером является мурена . Глоточные челюсти большинства рыб неподвижны. Глоточные челюсти мурены очень подвижны, возможно, как адаптация к суженному характеру нор, в которых они обитают, что снижает их способность глотать, как это делают другие рыбы, создавая отрицательное давление во рту. Вместо этого, когда мурена кусает добычу, она сначала обычно кусает ротовыми челюстями, захватывая добычу. Сразу после этого глоточные челюсти выдвигаются вперед и кусают добычу, чтобы схватить ее; затем они втягиваются, втягивая добычу в пищевод мурены, позволяя ее проглотить. [23]
У всех позвоночных есть глотка, используемая как для питания, так и для дыхания. Глотка возникает в процессе развития через серию из шести или более выпячиваний, называемых глоточными дугами , на боковых сторонах головы. Глоточные дуги дают начало ряду различных структур скелетной, мышечной и кровеносной систем, которые различаются у разных позвоночных. Фарингеальные дуги прослеживаются через хордовых к базальным вторичноротым , которые также имеют общие энтодермальные выпячивания глоточного аппарата. Сходные паттерны экспрессии генов можно обнаружить в развивающейся глотке амфиоксуса и полухордовых . Однако глотка позвоночных уникальна тем, что дает началоэндоскелетная поддержка за счет вклада клеток нервного гребня . [24]
Хрящевые рыбы ( акулы , скаты и скаты ) имеют хрящевые челюсти. Поверхность челюсти (по сравнению с позвонками и жаберными дугами) нуждается в дополнительной прочности из-за сильной подверженности физическим нагрузкам. Он имеет слой крошечных шестиугольных пластин, называемых « тессерами », которые представляют собой кристаллические блоки солей кальция, расположенные в виде мозаики . [25] Это придает этим областям большую часть той же прочности, что и костная ткань, обнаруженная у других животных.
Как правило, акулы имеют только один слой тессеры, но челюсти крупных экземпляров, таких как акула- бык , тигровая акула и большая белая акула , имеют от двух до трех слоев или более, в зависимости от размера тела. Челюсти большой белой акулы могут состоять из пяти слоев. [26] В роструме (рыле) хрящ может быть губчатым и гибким, чтобы поглощать силу ударов.
У акул и других современных пластиножаберных верхняя челюсть не сращена с черепом , а нижняя челюсть сочленена с верхней. Расположение мягких тканей и любых дополнительных сочленений, соединяющих эти элементы, в совокупности известно как подвешивание челюсти .. Существует несколько архетипических подвесов челюстей: амфистилия, орбитостилия, гиостилия и эугиостилия. При амфистилии нёбно-квадратное сочленение имеет заглазничное сочленение с хрящевым черепом, от которого связки в первую очередь подвешивают его спереди. Подъязычная кость сочленяется с нижнечелюстной дугой сзади, но, по-видимому, обеспечивает небольшую поддержку верхней и нижней челюстям. При орбитостилии глазничный отросток соединяется с глазничной стенкой, а подъязычная кость обеспечивает большую часть поддерживающей поддержки. Напротив, при гиостилии задействовано решетчатое сочленение между верхней челюстью и черепом, в то время как подъязычная кость, скорее всего, обеспечивает значительно большую поддержку челюсти по сравнению с передними связками. Наконец, при эугиостилии, также известной как истинная гиостилия, хрящи нижней челюсти не имеют связочного соединения с черепом. Вместо,подъязычные хрящи обеспечивают единственные средства поддержки челюсти, в то время как цератогиальный и базигиальный элементы сочленяются с нижней челюстью, но не связаны с остальной частью подъязычной кости.[27] [28] [29]
Челюсти у большинства рыб служат платформой для простых заостренных зубов . Двоякодышащие рыбы и химеры имеют зубы, преобразованные в широкие эмалевые пластины с зазубренными гребнями для раздавливания или измельчения. Карп и голец имеют только глоточные зубы. Морские коньки , морские иглы и взрослые осетры не имеют зубов любого типа. У рыб экспрессия гена Hox регулирует механизмы инициации зубов . [30] [31]
Однако акулы постоянно производят новые зубы на протяжении всей своей жизни с помощью совершенно другого механизма. [32] [33] [34] Зубы акулы образуются из видоизмененных чешуек возле языка и двигаются наружу по челюсти рядами, пока в конечном итоге не смещаются. [35] Их чешуя, называемая кожными зубчиками , и зубы являются гомологичными органами . [36]
Зубы акулы встроены в десны , а не прикреплены непосредственно к челюсти, и постоянно заменяются на протяжении всей жизни. Несколько рядов сменных зубов растут в канавке на внутренней стороне челюсти и неуклонно продвигаются вперед, как по конвейерной ленте . Некоторые акулы за свою жизнь теряют 30 000 и более зубов. Частота смены зубов колеблется от одного раза в 8-10 дней до нескольких месяцев. У большинства видов зубы сменяются по одному, в отличие от одновременной замены всего ряда, что наблюдается у акулы -печенья . [37]
Форма зубов зависит от рациона акулы: у тех, кто питается моллюсками и ракообразными , плотные и уплощенные зубы используются для дробления, у тех, кто питается рыбой, есть игольчатые зубы для захвата, а у тех, кто питается более крупной добычей, такой как млекопитающие , острые. зубья для захвата и треугольные верхние зубы с зазубренными краями для резки. Зубы питающихся планктоном, таких как гигантская акула , маленькие и нефункциональные. [38]
Реконструкция челюсти вымершего мегалодона Carcharodon , 1909 г.
Зубы шипастого ската приспособлены для кормления крабами, креветками и мелкой рыбой.
Короткоперая акула - мако делает вертикальный выпад и разрывает добычу .
Зубы тигровой акулы косые и зазубренные, чтобы распиливать плоть.
У колючей акулы зубы похожи на ножи с основными бугорками, окруженными боковыми бугорками.
Самцы лосося часто переделывают свои челюсти во время нереста , поэтому они имеют ярко выраженную кривизну. Эти крючковатые челюсти называются кипами . Цель kype не совсем ясна, хотя их можно использовать для установления доминирования, зажимая их вокруг основания хвоста ( хвостового стебля ) противника. [39] [40]
Челюсти рыб, как и позвоночных в целом, обычно демонстрируют двустороннюю симметрию . Исключение составляет паразитическая цихлида Perissodus microlepis , питающаяся чешуей . Челюсти этой рыбы встречаются в двух различных морфологических формах. У одного морфа челюсть повернута влево, что позволяет ему с большей готовностью поедать чешуйки с правого бока жертвы. У другого морфа челюсть повернута вправо, что облегчает поедание чешуи на левом боку жертвы. Относительное обилие двух морф в популяциях регулируется частотно-зависимым отбором . [41] [42] [43]
В целом у цихлид ротовые и глоточные зубы различаются у разных видов тем, что позволяют им обрабатывать разные виды добычи. Первичные ротовые челюсти содержат зубы, которые используются для захвата и удержания пищи, в то время как глоточные челюсти имеют глоточные зубы, которые функционируют как жевательный инструмент.
Это позволяет использовать разные стратегии питания, и благодаря этому цихлиды могут колонизировать разные среды обитания. Структурное разнообразие нижней глоточной челюсти могло быть одной из причин появления такого большого количества видов цихлид. Конвергентная эволюция происходила в ходе радиации цихлид, синхронно с разными трофическими нишами. [44] Глоточный челюстной аппарат состоит из двух верхних и одной единственной нижней пластинки, каждая из которых имеет зубцы, различающиеся по размеру и типу. [45] Строение нижней части глотки часто связывают с видом пищи вида. [46]
Чтобы расколоть моллюсков, необходимо приложить значительное усилие, поэтому цихлиды, питающиеся моллюсками (например, цихлидный окунь, Crenicichla minuano ), имеют коренные зубы и укрепленную челюстную кость. Чтобы схватить и укусить не бронированную панцирем добычу, хищникам нужны конические, загнутые назад зубы. [47] Травоядные цихлиды также имеют структурные различия в зубах. Цихлиды, специализирующиеся на водорослях (например, Pseudotropheus ), как правило, имеют маленькие конические зубы. Видам, которые питаются стручками или семенами, требуются большие конические зубы для пережевывания пищи. [48]
Вислочелюсти стоп-сигнала — это маленькие рыбки, обитающие во всем мире в морских глубинах. По сравнению с их размером у них одна из самых широких щелей среди всех рыб. Нижняя челюсть не имеет решетчатой перепонки (дна) и прикрепляется только за счет шарнира и видоизмененной кости языка. В передней части челюстей есть несколько больших клыкообразных зубов , за которыми следует множество мелких зубов с зазубринами. Есть несколько групп глоточных зубов , которые служат для направления пищи по пищеводу . [49] [50]
У другой глубоководной рыбы, пеликана , челюсти больше тела. Челюсти усеяны мелкими зубами и свободно шарнирно соединены. Они открываются достаточно широко, чтобы проглотить рыбу крупнее самого угря.
Distichodontidae — это семейство пресноводных рыб, которое можно разделить на роды с выдвижной верхней челюстью, которые являются плотоядными , и роды с невыдвижной верхней челюстью, которые являются травоядными или хищниками очень мелких организмов. [51]
Появление челюсти у ранних позвоночных было описано как «решающее нововведение» [53] и «возможно, самый глубокий и радикальный эволюционный шаг в истории позвоночных». [4] [5] Рыбам без челюстей было труднее выжить, чем рыбам с челюстями, и большинство бесчелюстных рыб вымерло в триасовый период. Однако исследования круглоротых , бесчелюстных миксин и выживших миног не дали понимания глубокой перестройки черепа позвоночных, которая должна была произойти по мере развития ранних челюстей. [54] [55]
Принято считать, что челюсти гомологичны жаберным дугам . [56] У бесчелюстных рыб за ртом открылся ряд жабр , и эти жабры стали поддерживаться хрящевыми элементами. Первый набор этих элементов окружал рот, образуя челюсть. Верхняя часть второй эмбриональной дуги, поддерживающая жабры, стала подъязычно-нижнечелюстной костью челюстных рыб , которая поддерживает череп и, следовательно, связывает челюсть с черепом. [57] Гиомандибула представляет собой набор костей, находящихся в подъязычной области у большинства рыб. Обычно он играет роль в подвешивании челюстей или жаберной крышки .в случае костистых . [58]
В настоящее время принято, что предшественниками челюстных позвоночных являются давно вымершие костные (панцирные) бесчелюстные рыбы, так называемые остракодермы . [59] [60] Самыми ранними известными рыбами с челюстями являются ныне вымершие плакодермы [61] и колючие акулы . [62]
Плакодермы представляли собой класс рыб с тяжелой броней в передней части тела, впервые появившихся в летописях окаменелостей в силурийском периоде около 430 миллионов лет назад. Первоначально они были очень успешными, заметно разнообразившись в течение девонского периода . Они вымерли к концу этого периода, около 360 миллионов лет назад. [63] Их самый крупный вид, Dunkleosteus terrelli , достигал 10 м (33 футов) [64] [65] и весил 3,6 т (4,0 коротких тонны ). [66] Он обладал четырехрычажным рычажным механизмом для открывания челюсти, который включал соединения между черепом,грудной щит, нижняя челюсть и челюстные мышцы соединены между собой подвижными суставами. [67] [68] Этот механизм позволил Dunkleosteus terrelli достичь высокой скорости открывания челюстей, открывая их за 20 миллисекунд и завершая весь процесс за 50-60 миллисекунд, что сравнимо с современными рыбами, которые используют всасывающее питание для захвата добычи. . [67] Они также могли создавать большие силы укуса при закрытии челюсти, оцениваемые в 6000 Н (1350 фунтов силы ) на кончике и 7400 Н (1660 фунтов силы ) на краю лезвия у самых крупных особей. [68]Давление, создаваемое в этих областях, было достаточно высоким, чтобы проколоть или прорезать кутикулу или дермальный панцирь [67] , предполагая, что Dunkleosteus terrelli был идеально приспособлен для добычи свободно плавающих, бронированных жертв, таких как членистоногие, аммониты и другие плакодермы. [68]
Колючие акулы были еще одним классом рыб, которые также появились в летописях окаменелостей в силурийском периоде примерно в то же время, что и плакодермы. Они были меньше, чем большинство плакодерм, обычно менее 20 сантиметров. Колючие акулы не диверсифицировались так сильно, как плакодермы, но выжили намного дольше в ранней перми около 290 миллионов лет назад. [69]
Первоначальное селективное преимущество челюсти может быть связано не с кормлением, а с повышенной эффективностью дыхания. [70] Челюсти использовались в щечном насосе , который все еще можно наблюдать у современных рыб и амфибий , который использует «дыхание щеками» для перекачки воды через жабры рыб или воздуха в легкие в случае земноводных. С течением времени более привычное для человека использование челюстей для кормления было выбрано и стало очень важной функцией позвоночных. У многих костистых рыб челюсти существенно модифицированы для всасывания и выдвижения челюстей , что приводит к очень сложным челюстям с десятками задействованных костей. [71]
Считается, что челюсти произошли от глоточных дуг , поддерживающих жабры у рыб. Две самые передние из этих дуг, как полагают, стали самой челюстью (см. hyomandibula ) и подъязычной дугой , которая удерживает челюсть относительно мозговой оболочки и увеличивает механическую эффективность. Хотя нет ископаемых свидетельств, непосредственно подтверждающих эту теорию, она имеет смысл в свете количества глоточных дуг, которые видны у современных челюстных ( Gnathostomes ), у которых семь дуг, и у примитивных бесчелюстных позвоночных ( Agnatha ), у которых есть девять.
Меккелев хрящ — это кусок хряща , из которого развились нижние челюсти (нижние челюсти) позвоночных . Первоначально это был нижний из двух хрящей, которые поддерживали первую жаберную дугу (ближайшую к передней части) у ранних рыб. Затем он стал длиннее и сильнее и обзавелся мышцами, способными смыкать развивающуюся челюсть. [72] У ранних рыб и у хондрихтов (хрящевых рыб, таких как акулы ) меккелев хрящ продолжал оставаться основным компонентом нижней челюсти. Но у взрослых форм остеихтианов (костных рыб) и их потомков (земноводных, рептилий, птиц и млекопитающих) хрящ был покрыт костью, хотя у их эмбрионовчелюсть первоначально развивается как меккелев хрящ. У четвероногих хрящ частично окостеневает (превращается в кость) на заднем конце челюсти и становится суставной костью, которая образует часть челюстного сустава у всех четвероногих, кроме млекопитающих . [72]
Внешнее видео | |
---|---|
Видео, как губан-пращадь ловит добычу, вытягивая челюсть | |
Видео, как красный гнедой снук ловит добычу всасывающим кормлением |