السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية

السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية
Temporal range: الطباشيري المتأخر إلى الحاضر 72.1–0 Ma
[1]
F de Castelnau-poissonsPl50.jpg
التصنيف العلمي edit
أصنوفة غير معروفة (أصلحها): الحياة
مملكة: الحيوانية
Phylum: حبليات
الفرع الحيوي: لحميات الزعانف
الرتبة: قرنيات الأسنان
الفصيلة: السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية
بوناپرت، 1841
الجنس: السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية
فيتزينگر، 1837
Species:
L. paradoxa
Binomial name
Lepidosiren paradoxa
Lepidosiren paradoxa Map.jpg
Synonyms[3][4][5]

(الأجناس)

  • Amphibichthys هوگ 1841

(Species)

  • Amphibichthys paradoxus (فيتزينگر 1837)
  • Lepidosiren articulata إهلرز 1894

السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية (South American lungfish، الاسم العلمي: (Lepidosiren paradoxa)، تُعرف باسم سمكة الطين الأمريكية (American mud-fish)،[6] ،سمكة السلمندر المتقشرة (scaly salamanderfish)،[7] هو النوع الوحيد من الأسماك الرئوية الموجود في المستنقعات والمياه بطيئة الحركة في الأمازون، وپاراگواي، وحوض تصريف نهر پارانا السفلي في أمريكا الجنوبية.[8] هذا النوع من الأسماك يمتلك رئتين تمكنها من تنفس الهواء عندما تحبس في برك ضحلة راكدة في المواسم الجافة.[9][10] في البرازيل، تُعرف بلغة التوپي الأصلية باسم piramboia، وتعني "السمكة-الثعبان" (pt).

. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

التصنيف

ترتبط الأسماك الرئوية الأمريكية الجنوبية ارتباطًا وثيقًا بالأسماك الرئوية الأفريقية (فصيلة الرحناشة)، ويُعتقد أن الفصيلتين انفصلتا خلال العصر الطباشيري المبكر. تقترح بعض الدراسات تصنيف كل من Lepidosiren وProtopterus ضمن Lepidosirenidae، على الرغم من ذلك لا زال العلماء يصنفون كليهما كفصيلتين منفصلتين.[9][10][11]


الوصف

تظهر الأسماك الرئوية غير البالغة باللون الأسود المرقط باللون الذهبي؛ وفي الأسماك البالغة، يتلاشى هذا اللون إلى اللون البني أو الرمادي.[12] عظام الفك العلوي والسفلي الحاملة للأسنان تكون ملتحمة كما هو الحال في جميع الأسماك الرئوية. كما تشترك الأسماك الرئوية الأمريكية الجنوبية في تعلق الفك الذاتي (حيث يندمج الفك المربع الحنكي مع الجمجمة) وعضلات الفك المقربة القوية مع الأسماك الرئوية الأخرى الموجودة. ومثل الأسماك الرئوية الأفريقية، فإن هذا النوع له جسم ممدود يشبه ثعبان البحر تقريبًا. وقد يصل طوله إلى 125 سنتيمتراً.[8] الزعانف الصدرية رفيعة وخيوطية الشكل، في حين أن الزعانف الحوضية أكبر حجمًا إلى حد ما، ومتوضعة إلى الخلف. تتصل الزعانف بالكتف بواسطة عظمة واحدة، وهو ما يشكل اختلافًا واضحًا عن معظم الأسماك، التي تحتوي زعانفها عادةً على أربعة عظام على الأقل عند قاعدتها، وتشابهًا واضحًا مع جميع الفقاريات التي تعيش على اليابسة تقريبًا.[13] الخياشيم تكون صغيرة جدًا وغير وظيفية بشكل أساسي لدى الأسماك البالغة.[14]

Lepidosiren paradoxa 0.jpg
الأنثى في الأعلى والذكر في الأسفل.

تتغذى الأسماك الرئوية الصغيرة على يرقات الحشرات والحلزونات، بينما تتغذى الأسماك البالغة على كل شيء، فتضيف الأشنيات والجمبري إلى وجباتها الغذائية، فتسحقها بألواح أسنانها المعدنية الثقيلة. تختفي الموائل المعتادة للأسماك خلال موسم الجفاف، لذا تحفر في الطين وتصنع حجرة على عمق 30 إلى 50 سم، تاركة بضع فتحات على السطح لدخول الهواء.[14] أثناء هذا السبات الصيفي، تنتج الأسماك طبقة من المخاط لحبس الرطوبة، مما يؤدي إلى إبطاء عملية التمثيل الغذائي لديها بشكل كبير.[12]

لا يُعرف سوى القليل نسبيًا عن الأسماك الرئوية الأمريكية الجنوبية. لقد تكيفت مع الجفاف والفيضانات بسبب تطور مستقبلات ميكانيكية رئوية.[15][16] عندما يبدأ موسم الأمطار، تخرج هذه الأسماك وتبدأ في التزاوج. يقوم الوالدان ببناء عش للصغار، والذي يشبه الشراغيف وله أربعة خياشيم خارجية. ولإثراء الأكسجين في العش، يطور الذكر هياكل عالية الأوعية الدموية على زعانفه الحوضية التي تطلق المزيد من الأكسجين في الماء.[14] يصبح الصغار قادرين على التنفس في الهواء بعد حوالي سبعة أسابيع. لدى الصغار خياشيم خارجية تشبه الخيوط إلى حد كبير تلك الموجودة لدى السمندل المائي.[12] عُثر على أحفورات الأنواع الحديثة منذ ما بين 72 و66 مليون سنة خلال المرحلة الماسترختية من العصر الطباشيري المتأخر قبل انقراض العصر الطباشيري-الثلاثي الذي أدى إلى القضاء على الديناصورات غير الطائرة.[17]

دراسات حديثة

السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية.

في 20 أغسطس 2024، قام العلماء بسلسلة 91 بليون زوج قاعدي لجينوم السمكة الرئوية، الذي يجعلها صاحبة أكبر جينوم تمت سلسلته حتى الآن، ويبلغ 30 ضعف الجينوم البشري. وبحسب أكسل ماير، أحد المشاركين في الدراسة وعالم الأحياء في جامعة كونستانس الألمانية، والتي نشرتها مجلة نيتشر، فإن هذا الاكتشاف "يشكل لغزاً حقيقياً، فكيف تكون السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية محل الدراسة، قادرة على تحمل مثل هذا الجينوم الكبير".


تثير الأسماك الرئوية اهتمام الباحثين لأنها الأقارب الأحياء لأولى المخلوقات رباعية الأرجل، والتي تعد أسلاف جميع الفقاريات. تطورت هذه الكائنات رباعية الأرجل المبكرة لتترك الماء وتعيش على الأرض خلال العصر الديڤوني، بين 419 مليون و359 مليون سنة مضت. ومن بين الأسماك، تعد الأسماك الرئوية أقرب الأقارب للإنسان.

في السابق، فك العديد من الباحثين أنفسهم شفرة جينوم السمكة الرئوية الأسترالية عام 2021. في ذلك الوقت، كان يُعتبر أكبر جينوم لأي حيوان تم تسلسله على الإطلاق، حيث يحتوي على 43 بليون زوج قاعدي. تتفوق السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية الآن على نظيرتها الأسترالية، حيث تتميز بجينوم أكبر من ضعف حجمها. كما أنها تتفوق حتى على الجينوم البشري، الذي يحتوي على أقل من ثلاثة بليون زوج قاعدي. يقول ماير في بيان: "18 من أصل 19 كروموسومًا للسمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية أكبر حجمًا بشكل فردي من الجينوم البشري بأكمله".[18]

لماذا يكون جينوم سمك الرئوية ضخمًا إلى هذا الحد؟ يقول الباحثون إنه في الغالب عبارة عن "حمض نووي غير مرغوب فيه" لا يخدم غرضًا كبيرًا. يأتي هذا الحمض النووي من تسلسلات الحمض النووي التي تسمى الجينات القافزة المستقلة- أو الجينات المتنقلة - والتي يمكنها نسخ نفسها وتغيير مواقعها على الجينوم بمرور الوقت، مما يتسبب في توسعه. هذه الجينات شائعة أيضاً بين البشر، لكن جنسنا لديه آليات مدمجة للتحكم فيها. وفي الوقت نفسه، فإن الأسماك الرئوية الأمريكية الجنوبية لديها ضوابط أضعف كثيراً. وعلى هذا النحو، يتوسع جينوم هذا النوع بسرعة أكبر من أي مخلوق معروف ــ وهو أمر أخرق. ففي كل عشرة ملايين سنة من تطورها، نما جينوم الأسماك الرئوية بحجم الجينوم البشري بأكمله.

وعلى الرغم من هذا النمو السريع، فإن الحمض النووي للأسماك الرئوية مستقر. وفي ظل الظروف المناسبة، قد تساعد هذه الجينات القافزة الأسماك على التكيف مع البيئات والظروف المتغيرة، وفقًا لتقرير إليزابث پنيسي لمجلة ساينس. وقد يؤدي الجينوم الذي يحتفظ ببياناته الفوضوية أيضًا إلى دفع تطور جينات جديدة. وبمقارنة جينومات أنواع الأسماك الرئوية، كشف الفريق أيضًا عن أدلة على تطور الفقاريات رباعية الأرجل. على سبيل المثال، لا تزال الأسماك الرئوية الأسترالية تتمتع بالزعانف الشبيهة بالأطراف والتي سمحت لأقاربها الأوائل بالانتقال إلى اليابسة من الماء. ومع ذلك، تراجعت زعانف الأسماك الرئوية الأفريقية والأمريكية الجنوبية إلى خيوط رفيعة تشبه الخيوط في آخر 100 مليون عام. ووجدوا أن الجين المسمى القنفذ سونيك- والذي سمي على اسم شخصية لعبة الڤيديو- والمسؤول عن تكوين الأصابع في المخلوقات رباعية الأرجل- غير نشط في الأسماك الرئوية الأفريقية والأمريكية الجنوبية. قد يشير العثور على سمات مشتركة بين أنواع الأسماك الرئوية الحية إلى السمات التي ربما كانت مشتركة مع أول سلف لرباعيات الأرجل.

يقول إيگور شنايدر، أحد المشاركين في الدراسة وعالم الأحياء بجامعة ولاية لويزيانا، في بيان: "فقط من خلال دراسة بيولوجيا سلالات الأسماك الرئوية الباقية يمكننا التحقيق في الأساس الجينومي والآليات التنموية الجزيئية التي سهلت انتقال الفقاريات من الماء إلى الأرض". في حين أن السمكة الرئوية الأمريكية الجنوبية تتربع على عرش أكبر جينوم في المملكة الحيوانية، فإن العضيات الأخرى، مثل النباتات، قد يكون لها جينومات أكبر. يحتوي سرخس صغير يسمى السرخس الشوكي على 160 بليون زوج قاعدي في حمضه النووي، مما يجعله صاحب أكبر جينوم معروف على وجه الأرض. ويقول ماير لمجلة ساينس: "لكن بالنسبة للحيوانات، سوف أتفاجأ لو كان الجينوم أكبر حجماً".

المصادر

  1. ^ "Lepidosiren paradoxa Fitzinger 1837 (South American lungfish)". PBDB.
  2. ^ Frederico, R.G. (2022). "Lepidosiren paradoxa". IUCN Red List of Threatened Species. 2022: e.T49830702A159889457. doi:10.2305/IUCN.UK.2022-2.RLTS.T49830702A159889457.en. Retrieved 9 February 2023.
  3. ^ "Part 7- Vertebrates". Collection of genus-group names in a systematic arrangement. Archived from the original on 5 October 2016. Retrieved 30 June 2016.
  4. ^ Haaramo, Mikko (2007). "Ceratodiformes – recent lungfishes". Mikko's Phylogeny Archive. Retrieved 3 July 2016.
  5. ^ Froese, R.; Pauly, D. (2017). "Lepidosirenidae". FishBase version (02/2017). Retrieved 18 May 2017.
  6. ^ Ernst Heinrich Philipp August Haeckel; Edwin Ray Lankester; L. Dora Schmitz (1892). The History of Creation, Or, The Development of the Earth and Its Inhabitants by the Action of Natural Causes: A Popular Exposition of the Doctrine of Evolution in General, and of that of Darwin, Goethe, and Lamarck in Particular : from the 8. German Ed. of Ernst Haeckel. D. Appleton. p. 422. page 289
  7. ^ Konrad Guenther; Bernard Miall (1931). A Naturalist in Brazil: The Record of a Year's Observation of Her Flora, Her Fauna, and Her People. Houghton Mifflin Company. pp. 399. page 275
  8. ^ أ ب Froese, Rainer; Pauly, Daniel (eds.) (2014). "Lepidosiren paradoxa" in FishBase. April 2014 version.
  9. ^ أ ب "FAMILY Details for Lepidosirenidae - Aestivating lungfishes". www.fishbase.se. Retrieved 2023-03-29.
  10. ^ أ ب Kemp, Anne; Cavin, Lionel; Guinot, Guillaume (2017-04-01). "Evolutionary history of lungfishes with a new phylogeny of post-Devonian genera". Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology (in الإنجليزية). 471: 209–219. Bibcode:2017PPP...471..209K. doi:10.1016/j.palaeo.2016.12.051. ISSN 0031-0182.
  11. ^ Brownstein, Chase Doran; Harrington, Richard C; Near, Thomas J. (2023-04-12). "The biogeography of extant lungfishes traces the breakup of Gondwana". Journal of Biogeography (in الإنجليزية). 50 (7): 1191–1198. Bibcode:2023JBiog..50.1191B. doi:10.1111/jbi.14609. ISSN 0305-0270. S2CID 258115076.
  12. ^ أ ب ت Animal-world: South American Lungfish.
  13. ^ "Your Inner Fish" Neil Shubin, 2008,2009,Vintage, p.33
  14. ^ أ ب ت Bruton, Michael N. (1998). Paxton, J.R.; Eschmeyer, W.N. (eds.). Encyclopedia of Fishes. San Diego: Academic Press. p. 70. ISBN 0-12-547665-5.
  15. ^ MESQUITA-SAAD, L. S. B.; LEITÃO, M. A. B.; PAULA-SILVA, M. N.; CHIPPARI-GOMES, A. R.; ALMEIDA-VAL, V. M. F. (August 2002). "Specialized metabolism and biochemical suppression during aestivation of the extant South American lungfish --Lepidosiren paradoxa". Brazilian Journal of Biology. 62 (3): 495–501. doi:10.1590/s1519-69842002000300014. ISSN 1519-6984. PMID 12530187.
  16. ^ de Moraes, Marcos F. P. G.; Höller, Sabine; da Costa, Oscar T. F.; Glass, Mogens L.; Fernandes, Marisa N.; Perry, Steven F. (July 2005). "Morphometric Comparison of the Respiratory Organs in the South American Lungfish Lepidosiren paradoxa (Dipnoi)". Physiological and Biochemical Zoology (in الإنجليزية). 78 (4): 546–559. doi:10.1086/430686. ISSN 1522-2152. PMID 15957109. S2CID 10408527.
  17. ^ "Lepidosiren Fitzinger 1837 (South American lungfish)". PBDB.
  18. ^ "The World's Largest Animal Genome Belongs to an Odd, Air-Breathing Fish". smithsonianmag.com. 2024-08-20. Retrieved 2024-08-22.

وصلات خارجية

Wikispecies-logo.png
توجد في معرفةالفصائل معلومات أكثر حول:
مشاع المعرفة فيه ميديا متعلقة بموضوع Lepidosiren paradoxa.
تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=السمكة_الرئوية_الأمريكية_الجنوبية&oldid=4022257"