تشريح سمكة القرش

يختلف تشريح أسماك القرش عن تشريح الأسماك العظمية في جوانب عديدة. ويُعزى هذا التباين الملحوظ في تشريح أسماك القرش إلى عوامل محتملة كالتطور النوعي واختلاف الموائل.

تتواجد السمات المشتركة الخمس في الحبليات الغضروفية كما يلي: ^{[ 1 ]} هذه السمات هي: الشقوق البلعومية ، والحبل العصبي الظهري ، والحبل الظهري ، والغدة الدرقية ، والذيل الخلفي الشرجي، والذي تم توضيحه وتسميته بشكل جيد في صفحة الحبليات . تساعد هذه الصورة على تصور المناطق التي توجد فيها هذه السمات الخمس في الحبليات وشكلها. في رأسيات الحبليات، يقع الشق البلعومي ، أو البلعوم، على جانبي الحلق، ويعمل كمرشح يسمح بمرور الماء عبره للاحتفاظ بالعناصر الغذائية والأكسجين من عملية تبادل الغازات. أما الحبل العصبي الظهري، فيعمل كعمود فقري مجوف تُرسل من خلاله الإشارات إلى جميع أنحاء الجسم، وذلك لوجود النسيج العصبي في هذه المنطقة. ^{[ ٢ ]} يقع الحبل الظهري أيضًا باتجاه ذيل الحبليات، ولكنه أقرب إلى منتصف الجسم من الحبل العصبي الظهري ، وهو عبارة عن بنية مملوءة بالماء تسمح للحبليات بالحركة في الماء. ^{[ ٣ ]} تقع الغدة الدرقية أسفل شقوق الخياشيم البلعومية، حيث تُحتجز البروتينات لتوفير الطاقة والغذاء للحبليات في نهاية المطاف. وأخيرًا، الذيل الخلفي الشرجي عضلي ويسمح للحبليات بالحركة في الماء. ^{[ ٤ ]}

تُعدّ هذه السمات المشتركة المتطورة ضرورية لنمط حياة أسماك القرش الحالي، فعلى سبيل المثال، تحوّل الشق البلعومي إلى الفك والخياشيم . ^{[ 5 ]} يُرسل الحبل العصبي الظهري إشارات إلى الجسم كما كان يفعل سابقًا، ولكنه أصبح الآن الجهاز العصبي المركزي. ^{[ 6 ]} تحوّل الحبل الظهري من السماح بالحركة في الماء إلى أقراص تتشكل بين الفقرات لتوفير الحماية والعمل كحاجز عند حدوث الحركة. ^{[ 7 ]} تُعتبر الغدة الدرقية الداخلية نظيرة للغدة الدرقية، وقد تأسس وجودها قبل أسماك القرش؛ وكان هذا التكيف مفيدًا لتسريع عملية التمثيل الغذائي لدى أسماك القرش. يُساعد الذيل الخلفي الشرجي سمكة القرش على الحركة في الماء، كما يُساعدها على التوازن أيضًا. ^{[ 4 ]}

أسماك القرش من الأسماك الغضروفية. يتكون هيكل القرش بشكل أساسي من الغضروف، وهي تنتمي إلى فئة الأسماك الغضروفية. يتكون الهيكل الداخلي تحديدًا من غضروف زجاجي غير متكلس ، وهو أكثر مرونة وأقل كثافة من العظام، مما يجعلها تبذل طاقة أقل عند السرعات العالية. يتكون كل جزء من الهيكل من نسيج ضام خارجي يُسمى غشاء الغضروف ، ثم يُغطى من الأسفل بطبقة من كتل سداسية الشكل متكلسة تُسمى الفسيفساء. ^{[ 8 ]}

تُمكّن الزعانف أسماك القرش من توجيه نفسها ورفعها. تمتلك معظم أسماك القرش ثماني زعانف: زوج من الزعانف الصدرية ، وزوج من الزعانف الحوضية ، وزعنفتان ظهريتان ، وزعنفة شرجية ، وزعنفة ذيلية . تتميز الزعانف الصدرية بصلابتها، مما يُتيح لها الحركة إلى الأسفل والرفع والتوجيه. أما أسماك القرش من رتبة سداسيات الزعانف (Hexanchiformes) فلها زعنفة ظهرية واحدة فقط. وتغيب الزعنفة الشرجية في رتب أسماك القرش الشوكية (Squaliformes ) والقرشية (Squatiniformes) والقرشية الحقيقية (Pristiophoriformes ). وتُدعم زعانف أسماك القرش بأشعة داخلية تُسمى الشعيرات القرنية (ceratotrichia).

أسنان أسماك القرش قوية ومصنوعة من المينا. تمتلك العديد من أسماك القرش ثلاثة صفوف من الأسنان. هذه الأسنان مغروسة في اللثة، وليس في الفك. ^{[ 10 ]} تولد أسماك القرش بأسنان تتجدد باستمرار، حيث تتجدد كل أسبوعين تقريبًا. ^{[ 10 ]} يحدد شكل الأسنان النظام الغذائي لسمكة القرش. على سبيل المثال، تستخدم أسماك القرش ذات الأسنان المسطحة لسحق المحار، بينما تستخدم الأسنان المدببة للإمساك بالأسماك، أما الأسنان الحادة ذات الحواف المسننة فتستخدم لاصطياد الفرائس الكبيرة. ^{[ 10 ]}

الكبد عضو كبير وغني بالزيت، يشكل 25% من وزن جسم القرش. ^{[ 11 ]} تتمثل وظيفتان رئيسيتان لهذا العضو في تخزين الطاقة والزيوت. الكبد عضو هيدروستاتيكي، فهو يساعد على الطفو لأنه يخزن الزيوت، مما يقلل من كثافة جسم القرش. ^{[ 11 ]} يحتوي كبد القرش أيضًا على مادة زيتية تُسمى زيت كبد القرش ، تُساعده على الطفو وتُخزن الطاقة لاستخدامها عند الحاجة. كما يُساعد كبد القرش في تصفية الدم والفضلات، ويعمل أيضًا كمخزن للفيتامينات، وهو أمر بالغ الأهمية؛ خاصةً إذا لم يتناول القرش الطعام لفترة طويلة، أو إذا كان لديه مستويات عالية من اليوريا في جسمه، فإن الكبد يُساعد في كلتا الحالتين. ^{[ 12 ]} تمتلك أسماك القرش أيضًا آلية تنظيم الضغط الأسموزي ، مما يسمح لها بالاحتفاظ بتركيزات وكميات عالية من اليوريا، وبالتالي تجنب الجفاف الناتج عن العيش في مياه البحر مقارنةً بالمياه العذبة. ^{[ 13 ]} تفرز كلى القرش اليوريا اللازمة لجسمه، مما يمنع جفافه الناتج عن العيش في مياه البحر. ^{[ 14 ]} يتكون قلب القرش من حجرتين. وتتمثل أهميته الرئيسية في تزويد الجسم بالدم المؤكسج، مع تصفية الدم غير المؤكسج. ^{[ 15 ]} يُعد طحال القرش بالغ الأهمية أيضًا، فهو مصدر خلايا الدم الحمراء، كما أنه مركز عمل الجهاز المناعي لمكافحة مسببات الأمراض. ^{[ 16 ]}

تنتهي المعدة عند البواب، الذي يؤدي إلى الاثني عشر ، ثم إلى الصمام الحلزوني . الصمام الحلزوني عضو ملتف، يزيد من مساحة السطح لامتصاص العناصر الغذائية. ^{[ 11 ]} يصب الصمام الحلزوني بعد ذلك في المستقيم والشرج، ثم في المجمع. داخل معدة القرش ، تتشكل قوة الطفو من الهواء الذي يشغل حيزًا، مما يمنح أسماك القرش القدرة على الطفو. كما أن أمعاء القرش أقصر من أمعاء معظم الحيوانات، مما يجعل الطعام يستغرق وقتًا أطول للهضم الكامل قبل إخراجه من الجسم. ^{[ 17 ]} تمرر هذه الغدة الهضمية إفرازاتها عبر الفص البطني إلى الاثني عشر. يساعد بنكرياس القرش في عملية الهضم عن طريق إنتاج الإنزيمات اللازمة لتكسير قطع الطعام الكبيرة، كما يساعد البنكرياس في الحفاظ على سرعة عملية الأيض لاستيعاب كميات الطعام الكبيرة المتناولة. ^{[ 18 ]} في نهاية الأمعاء القصيرة تقع الغدة المستقيمية، وهي مهمة لإخراج الفضلات من جسم الحيوان. ^{[ 19 ]}

تُستخدم الأعضاء التناسلية لأسماك القرش للتكاثر الجنسي، حيث يقوم الذكر بإيصال الحيوانات المنوية إلى الأنثى باستخدام أجزاء تناسلية تدخل في قناة البيض . وهذا يسمح للأنثى بولادة صغار أحياء، مع العلم أن بعضها يضع بيضًا. تُظهر هذه الصورة تشريحًا لسمكة قرش من نوع Squalus acanthias، حيث كانت الأنثى حاملًا بعدة صغار. تكتسب هذه الصورة أهمية خاصة لأنها توضح كيف يمكن لأسماك القرش أن تلد عدة صغار أحياء. ^{[ 20 ]}

أسماك القرش الماكريل ، مثل القرش الأبيض الكبير ، وقرش الماكو قصير الزعانف ، وقرش الماكو طويل الزعانف ، وقرش السلمون ، وقرش البوربيغل ، هي من ذوات الدم الحار ، مما يساعدها على الحركة بسرعة في المياه الباردة. ^{[ 21 ]} تُدفئ هذه الأسماك دمها باستخدام نظام تبادل حراري يُسمى الشبكة العجيبة . قد تصل درجة حرارة أجسامها إلى 10 ^{درجات مئوية} أعلى من درجة حرارة الماء المحيط بها. ^{[ 10 ]}

على عكس الأسماك العظمية، تمتلك أسماك القرش هيكلاً جلدياً معقداً مصنوعاً من ألياف كولاجينية مرنة، مرتبة على شكل شبكة حلزونية تحيط بجسمها. ^{[ 22 ]} يعمل هذا الهيكل كهيكل خارجي، يوفر نقاط ارتكاز لعضلات السباحة، وبالتالي يوفر الطاقة. وقد اكتُشف ترتيب مماثل لألياف الكولاجين لدى الدلافين والحبار . تمنحها أسنانها الجلدية مزايا ديناميكية مائية، إذ تقلل من الاضطراب أثناء السباحة . ^{[ 23 ]}

الحراشف البلاكويدية

تُغطي قشور فائقة النعومة (حواف جلدية) جلد أسماك القرش والشفنين والأسماك الغضروفية نظرًا لغياب العظم الجلدي. توجد هذه القشور في الأدمة، التي تتكون من نسيج ضام ليفي، وتمتد عبر البشرة، التي تحتوي على خلايا إفرازية وخلايا بشرة طبقية، إلى السطح. تُشابه هذه القشور القوية للغاية أسنان الفقاريات في تركيبها، وتؤدي وظيفة تقليل الاضطراب والسحب في الماء عن طريق الحد من التدفق عالي السرعة. ^{[ 22 ]} كلما كبرت السمكة، زاد احتمال امتلاكها لقشور صفائحية. تُشبه هذه النتوءات الأسنان إلى حد كبير. ^{[ 27 ]} يتكون نتوء القشور من المينا وتجويف لبّي مُحاط بالعاج . ^{[ 22 ]}

تُعتبر أسماك القرش من الحيوانات المفترسة التي تعيش في أعالي البحار، وتتميز بارتفاع درجة حرارة أجسامها باستمرار نتيجة سباحتها المتواصلة، مما يُشكل ميزة فسيولوجية لها. ^{[ 29 ]} ويعود جزء كبير من هذه الميزة إلى امتلاكها عضلة حمراء هوائية للحركة (RM) وعضلة بيضاء للحركة (WM). وتؤثر درجة الحرارة بشكل كبير على قدرة العضلات على الانقباض، وذلك تبعًا لدرجة حرارة البيئة ودرجة حرارة الجسم الداخلية. ^{[ 30 ]}

العضلة الحركية الحمراء

تُنتج العضلة الحمراء ما يقارب 25-50% من قوة سمكة القرش، وهي المسؤولة عن قدرتها على السباحة المتواصلة. تزدهر هذه العضلة في درجات الحرارة المرتفعة، وتُعتبر شبيهة بعضلات الثدييات. يتراوح نطاق درجة الحرارة الأمثل لعملها بين 20 و30 درجة مئوية، وتُصبح غير فعّالة عند تعرضها لدرجات حرارة أقل. عمومًا، تُحافظ العضلة الحمراء على درجة حرارتها الأيضية، وهي أعلى بكثير من درجة حرارة الماء الخارجي. ^{[ 31 ]} كما تتلقى هذه العضلة إمدادًا كافيًا من الدم، وهو ما يُتيح لأسماك القرش السباحة لفترات طويلة، مما يُساعد على تكسير الدهون. تتركز ألياف العضلة الحمراء في المنطقة البطنية لسمكة القرش، وهي مُلاصقة للعمود الفقري، مما يُعزز قوته. بعبارة أخرى، تقع الزعنفة الظهرية الأولى خلف العضلة الحمراء. في أنواع أخرى من الأسماك، تكون العضلة الحمراء أكثر جانبية. وتزداد حساسية هذه العضلة للحرارة في كل من سمك السلمون وسمك التونة . ^{[ 30 ]}

قد تمتلك أسماك القرش مزيجًا من الألوان على سطح جسمها، مما ينتج عنه تقنية تمويه تُعرف باسم التظليل المعاكس . يساعد اللون الداكن على الجانب العلوي واللون الفاتح على الجانب السفلي من الجسم في منع رصدها بصريًا من قِبل المفترسات. (على سبيل المثال، يندمج اللون الأبيض في قاع سمكة القرش مع ضوء الشمس القادم من السطح عند النظر إليها من الأسفل). ^{[ 34 ] [ 35 ]} يمكن أيضًا تحقيق التظليل المعاكس من خلال التلألؤ البيولوجي في بعض أنواع أسماك القرش التي تُنتج وتُصدر الضوء، مثل قرش كايتفين ، وهو نوع من أسماك القرش الكلبية. يهاجر هذا النوع عموديًا ، ويُوفر ترتيب الأعضاء المُنتجة للضوء، والتي تُسمى الفوتوفورات، تظليلًا معاكسًا بطنيًا. ^{[ 36 ] [ 37 ]}

تمتلك بعض الأنواع تمويهًا جسديًا أكثر تعقيدًا يساعدها على الاندماج في بيئتها المحيطة. يستخدم قرش ووبيجونج وقرش الملاك التمويه لتنفيذ كمائن الافتراس . ^{[ 38 ]}

تمتلك أسماك القرش جهازًا دوريًا أحادي الدائرة يتمحور حول قلب ثنائي الحجرات. يتدفق الدم من القلب إلى الخياشيم حيث يتأكسج. ثم يُنقل هذا الدم الغني بالأكسجين إلى جميع أنحاء الجسم وإلى الأنسجة قبل أن يعود إلى القلب. مع نبض القلب، يدخل الدم غير المؤكسج إلى الجيب الوريدي. ثم يتدفق الدم عبر الأذين إلى البطين، قبل أن يصب في المخروط الشرياني ويغادر القلب. ^{[ 39 ]}

تُظهر صورة تشريح سمكة القرش النصف الأمامي منها، بما في ذلك الخياشيم. تُعدّ خياشيم القرش ذات أهمية خاصة، وقد تطورت من شقوق الخياشيم البلعومية لدى الحبليات . ومثل الرئتين لدى الحيوانات الأخرى، تُعدّ الخياشيم ضرورية لتنفس أسماك القرش تحت الماء، حيث تستخلص الأكسجين من الماء. يدخل الماء من الفم، ويمر عبر البلعوم، ثم يخرج من خلال شقوق الخياشيم . تمتلك معظم أنواع أسماك القرش خمسة شقوق خيشومية على كل جانب، إلا أن بعض الأنواع قد تمتلك ما يصل إلى ستة أو سبعة شقوق، مثل قرش المنشار سداسي الخياشيم وأسماك القرش من رتبة سداسيات الخياشيم . ^{[ 40 ]} وكجزء من جهازها التنفسي، تمتلك أسماك القرش أيضًا فتحة تنفسية إضافية تُسمى الثغرة التنفسية خلف عينيها. الثغرات التنفسية عبارة عن تراكيب غضروفية تقع أعلى رأس سمكة القرش، وتعمل على سحب الماء المؤكسج من الأعلى بالإضافة إلى مروره فوق الخياشيم. ^{[ 41 ]}

• تشريح الأسماك