กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 9 นาที

กระดูกหู

โอ โทลิธ ( ภาษากรีกโบราณ : ὠτο- , ōto- หู + λῐ́θος , líthos , หิน) หรือที่เรียกว่า โอโทโคเนียม ส ตา โทลิธ หรือ สตาโทโคเนียม คือ โครงสร้าง แคลเซียมคาร์บอเนต ใน แซคคูล หรือ...

กระดูกหู

กระดูกหู
ภาพแสดงรายละเอียดของอวัยวะรับความสมดุลในหู ได้แก่ ยูทริเคิล โอโตโคเนีย เอนโดลิมฟ์ คูปูลา มาคูลา เส้นใยเซลล์ขน และเส้นประสาทแซคคูลาร์
ปลาเฮริงวัยอ่อนความยาว 30 มิลลิเมตร อายุ 3 เดือน ลำตัวยังโปร่งใส สามารถมองเห็นหินปูนในหูได้ทางด้านซ้ายของดวงตา
รายละเอียด
ตัวระบุ
ละตินสตาโตโคเนียม
TA98A15.3.03.086
เอฟเอ็มเอ77826
ศัพท์ทางกายวิภาคศาสตร์

โอโทลิธ ( ภาษากรีกโบราณ : ὠτο- , ōto-หู + λῐ́θος , líthos , หิน) หรือที่เรียกว่าโอโทโคเนียม ส ตาโทลิธหรือสตาโทโคเนียมคือ โครงสร้าง แคลเซียมคาร์บอเนตในแซคคูลหรือยูทริเคิลของหูชั้นในโดยเฉพาะในระบบเวสติบูลาร์ของสัตว์มีกระดูกสันหลังแซคคูลและยูทริเคิลรวมกันเป็นอวัยวะโอ โทลิธ อวัยวะเหล่านี้ทำให้สิ่งมีชีวิตรวมถึงมนุษย์สามารถรับรู้ความเร่ง เชิงเส้น ได้ทั้งในแนวนอนและแนวตั้ง (แรงโน้มถ่วง) มีการระบุพบในสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งที่สูญพันธุ์ไปแล้วและที่ยังมีชีวิตอยู่[ 1 ]

การนับวงแหวนการเจริญเติบโตประจำปีบนโอโทลิธเป็นเทคนิคทั่วไปในการประมาณอายุของปลา[ 2 ]

คำอธิบาย

ของเหลวในหูชั้นใน เช่น โอโทลิธ เป็นโครงสร้างในแซคคูลและยูทริเคิลของหูชั้นในโดยเฉพาะในเขาวงกตเวสติบูลาร์ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง ทั้งหมด (ปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และนก) ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง แซคคูลและยูทริเคิลรวมกันเป็นอวัยวะโอโทลิธ ทั้งสตาโตโคเนียและโอโทลิธถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้แรงโน้มถ่วง สมดุล การเคลื่อนไหว และทิศทางในสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมด และมีหน้าที่รองในการตรวจจับเสียงในสัตว์มีกระดูกสันหลังในน้ำและบนบกชั้นสูง[ 3 ] [ 4 ]พวกมันไวต่อแรงโน้มถ่วงและการเร่งความเร็ว เชิงเส้น เนื่องจากตำแหน่งของมันในหัว ยูทริเคิลจึงไวต่อการเปลี่ยนแปลงของการเคลื่อนไหวในแนวนอน และแซคคูลให้ข้อมูลเกี่ยวกับการเร่งความเร็วในแนวตั้ง (เช่น เมื่ออยู่ในลิฟต์ )

ตัวรับสมดุลที่คล้ายกันที่เรียกว่าสเตโตซิสต์สามารถพบได้ใน กลุ่ม สัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง หลายกลุ่ม แต่ไม่ได้อยู่ในโครงสร้างของหูชั้นใน สเตโตซิสต์ของหอย มี รูปร่างคล้ายกับ อวัยวะที่ไวต่อ การเคลื่อนที่ของสัตว์มีกระดูกสันหลัง[ 5 ]อย่างไรก็ตาม หน้าที่ของสเตโตซิสต์ของหอยนั้นจำกัดอยู่เพียงการตรวจจับแรงโน้มถ่วงและอาจรวมถึงการตรวจจับโมเมนตัมเชิงมุมบางส่วน[ 6 ] โครงสร้าง เหล่านี้เป็นโครงสร้างที่คล้ายคลึงกันมีรูปร่างและหน้าที่คล้ายกัน แต่ไม่ได้สืบเชื้อสายมาจากโครงสร้างทั่วไป

สตาโตโคเนีย (เรียกอีกอย่างว่า โอโตโคเนีย) คือเม็ดเล็กๆ จำนวนมาก มักมีรูปร่าง  ทรงกลม ขนาดระหว่าง 1 ถึง 50 ไมโครเมตรโดยรวมแล้ว สตาโตโคเนียบางครั้งก็เรียกว่า สตาโตซิสต์ โอโตลิธ (เรียกอีกอย่างว่า สตาโตลิธ) คือผลึกที่เกาะกลุ่มกันหรือผลึกที่ตกตะกอนรอบนิวเคลียส มีรูปร่างที่ชัดเจน และโดยรวมแล้วอาจเรียกว่าสารเติมเต็มเอนโดลิมฟาติก[ 1 ] [ 7 ] [ 8 ]

ลักษณะทางกายภาพและศัพท์เฉพาะของปลาตะเกียง ( Diaphusด้านซ้าย) และ หินปูนในหูของปลา เนโอสโคพลัส ( Neoscopelusด้านขวา) [ 9 ]

กลไก

ท่อ และถุงรูป ครึ่งวงกลมในสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับท่อเอนโดลิมฟาติก ซึ่งในบางกลุ่ม (เช่นฉลาม ) จะสิ้นสุดที่ช่องเปิดเล็กๆ ที่เรียกว่ารูเอนโดลิมฟาติก บนพื้นผิวด้านหลังของหัว[ 1 ]เม็ดจากภายนอกอาจเข้าไปทางช่องเปิดเหล่านี้ โดยทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลางน้อยกว่าหนึ่งมิลลิเมตร ขนาดของวัสดุที่เข้าไปนั้นจำกัดอยู่ที่อนุภาคขนาดเท่าเม็ดทราย และในกรณีของฉลามจะถูกยึดเข้าด้วยกันด้วยเมทริกซ์อินทรีย์ภายในที่สัตว์หลั่งออกมา

ในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม โอโทลิธเป็นอนุภาคขนาดเล็ก ประกอบด้วยเมทริกซ์เจลาตินและแคลเซียมคาร์บอเนตในของเหลวหนืดของแซคคูลและยูทริเคิล น้ำหนักและความเฉื่อยของอนุภาคขนาดเล็กเหล่านี้ทำให้พวกมันกระตุ้นเซลล์ขนเมื่อศีรษะเคลื่อนไหว เซลล์ขนประกอบด้วยสเตอริโอซิเลีย 40 ถึง 70 เส้น และคิโนซิเลียม 1 เส้น ซึ่งเชื่อมต่อกับเส้นประสาทนำเข้า เซลล์ขนส่งสัญญาณลงไปตามเส้นใยประสาทรับความรู้สึกซึ่งสมองจะตีความว่าเป็นการเคลื่อนไหว นอกจากการรับรู้ความเร่งของศีรษะแล้ว โอโทลิธยังช่วยรับรู้ทิศทางผ่านผลกระทบของแรงโน้มถ่วง เมื่อศีรษะอยู่ในตำแหน่งตั้งตรงปกติ โอโทลิธจะกดลงบนตัวรับเซลล์ขนรับความรู้สึก ซึ่งจะดันส่วนของเซลล์ขนลงและป้องกันไม่ให้เคลื่อนที่ไปด้านข้าง อย่างไรก็ตาม เมื่อศีรษะเอียง แรงดึงดูดของโลกจะทำให้ส่วนยื่นของเซลล์ขนเคลื่อนไปด้านข้าง ทำให้เซลล์ขนผิดรูป และส่งสัญญาณไปยังระบบประสาทส่วนกลางว่าศีรษะเอียง

มีหลักฐานว่าระบบเวสติบูลาร์ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมยังคงรักษาความไวต่อเสียงดั้งเดิมบางส่วนไว้ และความไวนี้ถูกควบคุมโดยอวัยวะโอโทลิธ (ส่วนใหญ่น่าจะเป็นแซคคูลัสเนื่องจากตำแหน่งทางกายวิภาค) ในหนูที่ขาดโอโทโคเนียของยูทริเคิลและแซคคูลัส ความไวต่อเสียงที่คงไว้นี้จะหายไป[ 4 ]ในมนุษย์ศักยภาพของกล้ามเนื้อที่ถูกกระตุ้น โดยระบบเวสติบูลาร์ เกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อการกระตุ้นด้วยเสียงดังความถี่ต่ำในผู้ป่วยที่มีภาวะสูญเสียการได้ยินแบบประสาทรับรู้[ 3 ]ความไวของระบบเวสติบูลาร์ต่อเสียงอัลตราโซ นิก ยังถูกตั้งสมมติฐานว่ามีส่วนเกี่ยวข้องกับการรับรู้คำพูดที่นำเสนอที่ความถี่สูงเกินจริง ซึ่งสูงกว่าช่วงของหูชั้นใน ของมนุษย์ (~18 kHz) [ 10 ]ในหนู การรับรู้ข้อมูลเสียงผ่านระบบเวสติบูลาร์ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีผลที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรม การตอบสนองต่อปฏิกิริยาตกใจจากเสียง ที่เกิดขึ้น จะมีขนาดใหญ่ขึ้นเมื่อมีเสียงดังและความถี่ต่ำที่ต่ำกว่าเกณฑ์สำหรับหูชั้นในของหนู (~4 Hz) ซึ่งทำให้เกิดความเป็นไปได้ว่าความไวต่อเสียงของระบบทรงตัวอาจขยายช่วงการได้ยินของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขนาดเล็ก[ 4 ]

สรีรวิทยาเปรียบเทียบ

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ โอโทลิธทำจากแคลเซียมคาร์บอเนต แต่ในปลาแลมเพรย์และปลาแฮก ฟิช โอโทลิธ ทำจากแคลเซียมฟอสเฟต โพ ลีมอร์ฟของแคลเซียมคาร์บอเนตแตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่มของสัตว์ มีขากรรไกร ในกลุ่ม Chondrichthyesจะเป็นอะราโกไนต์ในกลุ่มChondrostei จะเป็นวาเท อไร ต์ (ซึ่งเป็นมอร์ฟที่ไม่เสถียรนัก) ในกลุ่ม Holosteiจะเป็นส่วนผสมของวาเทอไรต์และอะราโกไนต์ ในกลุ่ม Teleostei , Coelacanthii , DipnoiและAmphibia จะเป็น อะราโกไนต์ในสัตว์สี่ขา อื่นๆ ส่วนใหญ่ จะเป็นแคลไซต์ซึ่งเป็นมอร์ฟที่เสถียรที่สุดของแคลเซียมคาร์บอเนต ในสัตว์เลื้อยคลาน จะเป็นส่วนผสมของแคลไซต์และอะราโกไนต์[ 11 ] : 38 [ 12 ]

บรรพชีวินวิทยา

ภาพบนซ้ายแสดงกระดูก หูของปลา แคทฟิชทะเล ดึกดำบรรพ์จาก ยุคอีโอซีนตอนปลายของประเทศอังกฤษ พร้อมกับภาพล่างซ้ายแสดงกะโหลกปลาแคทฟิชดึกดำบรรพ์จากแหล่งเดียวกัน

หลังจากปลาตายและเน่าเปื่อยแล้ว กระดูกหูชั้นใน (otoliths) อาจยังคงอยู่ภายในร่างกายของสิ่งมีชีวิต หรืออาจกระจัดกระจายออกไปก่อนการฝังตัวและกลายเป็นฟอสซิลกระดูกหูชั้นในที่กระจัดกระจายนั้นเป็นหนึ่งในไมโครฟอสซิล จำนวนมาก ที่สามารถพบได้จากการวิเคราะห์ทางบรรพชีวินวิทยาขนาดเล็กของตะกอนละเอียด ความสำคัญ ทางธรณีวิทยา ของพวกมัน มีน้อย แต่ก็ยังสามารถใช้เพื่อบ่งบอกลักษณะของระดับหรือช่วงเวลาได้ ฟอสซิลกระดูกหูชั้นในนั้นพบได้น้อยมากในสภาพเดิม (บนซากของสัตว์) ซึ่งอาจเป็นเพราะพวกมันไม่สามารถแยกแยะออกจากเนื้อหินโดยรอบได้ ในบางกรณี เนื่องจากความแตกต่างของสี ขนาดของเม็ด หรือรูปร่างที่โดดเด่น พวกมันจึงสามารถระบุได้ กรณีที่หายากเหล่านี้มีความสำคัญเป็นพิเศษ เนื่องจากลักษณะ การมีอยู่ และรูปร่างของวัสดุสามารถช่วยชี้แจงความสัมพันธ์ของสายพันธุ์และกลุ่มต่างๆ ได้ ในกรณีของปลาดึกดำบรรพ์ วัสดุฟอสซิลต่างๆ แสดงให้เห็นว่า การเติมเต็ม ของเอนโดลิมฟาติกมีองค์ประกอบทางเคมีคล้ายกับเมทริกซ์หิน แต่จำกัดอยู่เฉพาะวัสดุที่มีเม็ดหยาบ ซึ่งคาดว่าเหมาะสมกว่าสำหรับการตรวจจับแรงโน้มถ่วง การเคลื่อนที่ และเสียง การมีอยู่ของเม็ดภายนอกเหล่านี้ในออสทีโอสตราแคนคอนดริคไทแอนและอะแคนโทเดียนบ่งชี้ถึงสรีรวิทยาของหูชั้นในที่เหมือนกันและการมีอยู่ของท่อเอนโดลิมฟาติกที่เปิดอยู่[ 1 ]

หูชั้นในมีบทบาทสำคัญในบรรพชีวินวิทยาของปลาที่มีกระดูก เนื่องจากรูปร่างของหูชั้นในมักจะบ่งชี้ถึงชนิดของปลาที่เฉพาะเจาะจง และหูชั้นในมักจะคงสภาพอยู่ได้ในปริมาณที่มากกว่าซากโครงกระดูกมาก ทำให้สามารถประเมินจำนวนปลาดึกดำบรรพ์ในแหล่งที่พบได้อย่างแม่นยำ แม้ว่าจะไม่มีซากโครงกระดูกที่บ่งชี้ก็ตาม มีการบรรยายลักษณะของปลาดึกดำบรรพ์เกือบสองพันชนิดโดยอาศัยเพียงหูชั้นในที่แยกออกมา[ 13 ]อย่างไรก็ตาม ความน่าเชื่อถือของการบรรยายลักษณะของปลาดึกดำบรรพ์โดยอาศัยหูชั้นในสำหรับกลุ่มสิ่งมีชีวิตก่อนยุคนีโอจีนนั้นถูกโต้แย้งโดยผู้เขียนคนอื่นๆ เนื่องจากหูชั้นในเองไม่ได้บ่งบอกถึงเอกลักษณ์ของปลาที่มันมาจากโดยตรง และการจัดจำแนกทางอนุกรมวิธานมักจะอาศัยการเปรียบเทียบรูปร่างกับหูชั้นในของปลาที่ยังมีชีวิตอยู่ โดยไม่คำนึงถึงวิวัฒนาการแบบลู่เข้าของรูปร่างหูชั้น ใน ตัวอย่างเช่น การศึกษาลำดับชั้นทางธรณีวิทยาโดยใช้หินหูบ่งชี้ว่าสกุล ปลาสมัยใหม่ส่วนใหญ่ มีมาตั้งแต่ยุคอีโอซีนแต่ข้อมูลโครงกระดูกจากช่วงเวลาเดียวกันเพียงอย่างเดียวไม่สนับสนุนข้อสรุปนี้ เนื่องจากซากส่วนใหญ่เป็นสกุลที่สูญพันธุ์ไปแล้ว วิธีเดียวที่เชื่อถือได้ในการกำหนดหินหูฟอสซิลให้กับกลุ่มอนุกรมวิธานปลาที่เฉพาะเจาะจงคือเมื่อมีโครงกระดูกปลาที่สามารถวินิจฉัยได้ถูกเก็บรักษาไว้พร้อมกับหินหู แต่กรณีเช่นนี้มักหายากเนื่องจากต้องมีการเก็บรักษาโครงกระดูกและหินหูไว้ด้วยกันอย่างดีเยี่ยม[ 14 ] [ 15 ]นอกจากนี้ยังมีการเสนอแนะว่าหินหูฟอสซิลจากยุคไมโอซีน (หรืออาจจะเป็นยุคโอลิโกซีน ) เป็นต้นไปสามารถกำหนดอนุกรมวิธานได้อย่างมั่นใจในระดับสูง เนื่องจากสกุลปลาที่มีอยู่ส่วนใหญ่น่าจะวิวัฒนาการมาแล้วในช่วงเวลานี้ แต่ความแม่นยำจะลดลงเมื่อวิเคราะห์หินหูจากยุคพาลีโอจีนและครีเทเชียสตอน ต้น [ 15 ]

ฟอสซิลชนิดที่อิงตามโอโทลิธซึ่งสามารถกำหนดให้อยู่ในกลุ่มอนุกรมวิธานเฉพาะได้ แต่ไม่สามารถกำหนดสกุลเฉพาะได้ บางครั้งจะถูกปล่อยไว้ในระบบการตั้งชื่อแบบเปิด[ 16 ]โดยใช้ชื่อสกุลชั่วคราวเป็นคำคุณศัพท์เฉพาะ ว่า "สกุล (ชื่อวงศ์)-arum" (เช่น "สกุล Gadidarum" ensiformisสำหรับโอโทลิธของปลา Gadida ที่ไม่สามารถระบุชนิดได้) อย่างไรก็ตาม หลักเกณฑ์การตั้งชื่อนี้ไม่ได้รับอนุญาตตามหลักเกณฑ์การตั้งชื่อทางสัตววิทยาสากล [ 17 ] และปัจจุบันฟอสซิลเหล่านี้มักจะถูกจัดอยู่ในสกุลที่มีการอธิบายอย่างถูกต้อง[ 18 ]

ฟอสซิลที่ไม่ได้รับการจำแนกประเภทซึ่งมีชื่อว่าGluteus minimusนั้น เชื่อกันว่าอาจเป็นหินปูนในหู แต่จนถึงปัจจุบันยังไม่ทราบแน่ชัดว่ามันเป็นของสัตว์ชนิดใด

นิเวศวิทยา

องค์ประกอบ

ภาพเคลื่อนไหวแสดงกระบวนการสร้างแร่ชีวภาพของหิน ในหู ชั้นใน ของปลา ค็อด

องค์ประกอบของหินหูของปลาพิสูจน์แล้วว่ามีประโยชน์ต่อนักวิทยาศาสตร์ด้านการประมง แคลเซียมคาร์บอเนตที่ประกอบเป็นหินหูนั้นได้มาจากน้ำเป็นหลัก เมื่อหินหูเติบโตขึ้น ผลึกแคลเซียมคาร์บอเนตใหม่จะก่อตัวขึ้น เช่นเดียวกับโครงสร้างผลึกใดๆ ช่องว่างของแลตติสจะเกิดขึ้นในระหว่างการก่อตัวของผลึก ทำให้ธาตุติดตามจากน้ำสามารถจับกับหินหูได้ การศึกษาองค์ประกอบของธาตุติดตามหรือลายเซ็นไอโซโทปของธาตุติดตามภายในหินหูของปลาให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับแหล่งน้ำที่ปลาเคยอาศัยอยู่[ 19 ]หินหูของปลาที่มีอายุมากถึง 172 ล้านปีถูกนำมาใช้เพื่อศึกษาสภาพแวดล้อมที่ปลาอาศัยอยู่[ 20 ]อุปกรณ์ไมโครมิลลิ่งแบบหุ่นยนต์ยังถูกนำมาใช้เพื่อกู้คืนบันทึกที่มีความละเอียดสูงมากเกี่ยวกับประวัติชีวิต รวมถึงอาหารและอุณหภูมิตลอดช่วงชีวิตของปลา ตลอดจนแหล่งกำเนิดของพวกมัน[ 21 ]

ธาตุติดตามและไอโซโทปที่ได้รับการศึกษามากที่สุดคือสตรอนเทียมเนื่องจากมีประจุเดียวกันและรัศมีไอออนิก คล้าย กับแคลเซียมอย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาธาตุติดตามหลายชนิดภายในหินหูของปลาเพื่อแยกแยะลักษณะเฉพาะเจาะจงได้มากขึ้น เครื่องมือที่ใช้กันทั่วไปในการวัดธาตุติดตามในหินหูคือเครื่องวัดมวลสารพลาสมาแบบเหนี่ยวนำด้วยเลเซอร์ (Laser Ablation Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometer ) เครื่องมือนี้สามารถวัดธาตุติดตามได้หลากหลายชนิดพร้อมกัน นอกจากนี้ยังสามารถใช้เครื่องวัดมวลสารไอออนรอง ( Secondary Ion Mass Spectrometer)ได้อีกด้วย เครื่องมือนี้ให้ความละเอียดทางเคมีที่สูงกว่า แต่สามารถวัดธาตุติดตามได้เพียงครั้งละหนึ่งชนิดเท่านั้น ความหวังของการวิจัยนี้คือการให้ข้อมูลที่มีค่าแก่นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสถานที่ที่ปลาเคยอาศัยอยู่ เมื่อรวมกับวงแหวนในหินหู นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุอายุของปลาเมื่อพวกมันเดินทางผ่านแหล่งน้ำต่างๆ ได้ ข้อมูลนี้สามารถนำมาใช้ในการกำหนดวงจรชีวิตของปลา เพื่อให้นักวิทยาศาสตร์ด้านการประมงสามารถตัดสินใจเกี่ยวกับปริมาณปลาได้อย่างมีข้อมูลมากขึ้น

อัตราการเติบโตและอายุ

ภาพถ่ายหินหูของปลากะพงขาวยุโรปตัวเต็มวัยที่จับได้ในทะเลเมดิเตอร์เรเนียน
sagittae คู่หนึ่งจากปลาคอดแปซิฟิก ( Gadus macrocephalus )
การนำหินในหูของปลากะพงแดง ออกมา เพื่อตรวจสอบอายุ
ภาพตัดขวางของหินหูชั้นในของปลาเทราต์ทะเลสาบอายุ 18 ปี จุดสีดำแสดงขอบของวงแหวน วงแหวนสำหรับปีที่ 1, 10 และ 18 มีป้ายกำกับ ลูกศรสีเหลืองแสดงตำแหน่งโดยประมาณในปลาเทราต์ทะเลสาบ[ 22 ]

ปลาที่มีครีบ (ชั้นOsteichthyes ) มีหินปูนในหูสามคู่ ได้แก่ ซากิตตา (เอกพจน์ sagitta), ลาพิลิ (เอกพจน์ lapillus) และแอสเตอริสคัส (เอกพจน์ asteriscus) ซากิตตาเป็นหินปูนที่ใหญ่ที่สุด พบอยู่ด้านหลังดวงตาและอยู่ในระดับเดียวกับดวงตาในแนวตั้ง ลาพิลิและแอสเตอริสคัส (เล็กที่สุดในสามชนิด) ตั้งอยู่ภายในท่อครึ่งวงกลม ซากิตตาโดยปกติประกอบด้วยอาราโกไนต์ (แม้ว่า ความผิดปกติ ของวาเทอไรต์อาจเกิดขึ้นได้[ 23 ] ) เช่นเดียวกับลาพิลิ ในขณะที่แอสเตอริสคัสโดยปกติประกอบด้วยวาเทอไรต์

รูปร่างและขนาดสัดส่วนของกระดูกหูชั้นใน (otoliths) แตกต่างกันไปตามชนิดของปลา โดยทั่วไปแล้ว ปลาที่อาศัยอยู่ในแหล่งที่อยู่อาศัยที่มีโครงสร้างซับซ้อน เช่น แนวปะการังหรือพื้นทะเลที่เป็นหิน (เช่นปลากะพงขาวปลาเก๋า ปลา หลายชนิดและปลาคร็อกเกอร์)จะมีกระดูกหูชั้นในที่ใหญ่กว่าปลาที่ว่ายน้ำด้วยความเร็วสูงเป็นเส้นตรงในมหาสมุทรเปิดเป็นส่วนใหญ่ (เช่นปลาทูน่าปลาแมคเคอเรลปลาโลมา) ปลาบินมีกระดูกหูชั้นในขนาดใหญ่ผิดปกติ อาจเป็นเพราะความจำเป็นในการรักษาสมดุลเมื่อพุ่งตัวขึ้นจากน้ำเพื่อ "บิน" ในอากาศ บ่อยครั้งที่สามารถระบุชนิดของปลาได้จากลักษณะทางสัณฐานวิทยาที่แตกต่างกันของกระดูกหูชั้นในที่แยกออกมา

หูชั้นในของปลาจะสะสมชั้นของแคลเซียมคาร์บอเนตและเมทริกซ์เจลาตินตลอดช่วงชีวิต อัตราการสะสมจะแตกต่างกันไปตามการเจริญเติบโตของปลา โดยมักจะเจริญเติบโตน้อยลงในฤดูหนาวและมากขึ้นในฤดูร้อน ซึ่งส่งผลให้เกิดวงแหวนที่คล้ายกับวงปีของต้นไม้การนับวงแหวนทำให้สามารถกำหนดอายุของปลาเป็นปีได้[ 24 ]โดยทั่วไปจะใช้ซาจิทตา เนื่องจากมีขนาดใหญ่ที่สุด[ 25 ]แต่บางครั้งก็ใช้ลาพิลิหากมีรูปร่างที่สะดวกกว่า แอสเตอริสคัสซึ่งเล็กที่สุดในสามชิ้นนั้น แทบจะไม่ถูกนำมาใช้ในการศึกษาอายุและการเจริญเติบโต

นอกจากนี้ ในสายพันธุ์ส่วนใหญ่ การสะสมของแคลเซียมคาร์บอเนตและเมทริกซ์เจลาตินจะสลับกันเป็นวัฏจักรรายวัน ดังนั้นจึงสามารถกำหนดอายุของปลาเป็นวันได้เช่นกัน[ 26 ]ข้อมูลหลังนี้มักจะได้รับภายใต้กล้องจุลทรรศน์ และให้ข้อมูลที่สำคัญต่อการศึกษาประวัติชีวิตในระยะเริ่มต้น

โดยการวัดความหนาของวงแหวนแต่ละวง ได้มีการสันนิษฐาน (อย่างน้อยในบางชนิด) ว่าสามารถประมาณการเจริญเติบโตของปลาได้ เนื่องจากการเจริญเติบโตของปลาเป็นสัดส่วนโดยตรงกับการเจริญเติบโตของหินปูนในหู[ 27 ]อย่างไรก็ตาม การศึกษาบางชิ้นได้พิสูจน์แล้วว่าไม่มีความเชื่อมโยงโดยตรงระหว่างการเจริญเติบโตของร่างกายและการเจริญเติบโตของหินปูนในหู ในช่วงเวลาที่การเจริญเติบโตของร่างกายต่ำหรือเป็นศูนย์ หินปูนในหูยังคงสะสมต่อไป ทำให้ผู้วิจัยบางคนเชื่อว่าความเชื่อมโยงโดยตรงนั้นเกี่ยวข้องกับการเผาผลาญ ไม่ใช่การเจริญเติบโตโดยตรง หินปูนในหูนั้นต่างจากเกล็ดตรงที่ไม่ดูดซับกลับในช่วงเวลาที่พลังงานลดลง ทำให้เป็นเครื่องมือที่มีประโยชน์มากยิ่งขึ้นในการระบุอายุของปลา ปลาไม่เคยหยุดเจริญเติบโตโดยสิ้นเชิง แม้ว่าอัตราการเจริญเติบโตในปลาที่โตเต็มวัยจะลดลงก็ตาม วงแหวนที่สอดคล้องกับช่วงหลังของวงจรชีวิตมักจะอยู่ใกล้กันมากขึ้นเป็นผลให้เป็นเช่นนั้น นอกจากนี้ หินปูนในหูจำนวนเล็กน้อยในบางชนิดมีรูปร่างผิดปกติเมื่อเวลาผ่านไป[ 28 ]

การศึกษาอายุและการเจริญเติบโตของปลาเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการทำความเข้าใจสิ่งต่างๆ เช่น ช่วงเวลาและปริมาณของการวางไข่ การเพิ่มจำนวนประชากรและการใช้ถิ่นที่อยู่ ระยะเวลาของตัวอ่อนและลูกปลา และโครงสร้างอายุของประชากรความรู้ดังกล่าวมีความสำคัญต่อการออกแบบนโยบายการจัดการ ประมง ที่เหมาะสม

การวิจัยด้านโภชนาการ

เนื่องจากหินปูนในหู (otoliths) ทนต่อการย่อยจึงพบได้ในระบบทางเดินอาหารและอุจจาระของสัตว์ที่กินปลาเป็นอาหาร มีการพบหินปูนในหูในระบบย่อยอาหารของนกทะเลโลมา แมวน้ำ สิงโตทะเล และวอรัสหินปูนในหูจำนวนมากสามารถระบุได้ว่าเป็นของสกุลและชนิด ใด ดังนั้น หินปูนในหูจึงสามารถนำมาใช้ในการอนุมานและสร้างภาพองค์ประกอบของอาหารของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลและนกทะเลได้ในระดับหนึ่ง

กระดูกหูของปลาจะสมมาตรแบบทวิภาคโดยปลาแต่ละตัวจะมีกระดูกหูข้างขวาและข้างซ้ายอย่างละหนึ่งอัน ดังนั้น การแยกกระดูกหูที่กู้คืนได้ออกเป็นข้างขวาและข้างซ้าย จึงช่วยให้สามารถอนุมานจำนวนเหยื่อขั้นต่ำที่ปลาแต่ละชนิดกินเข้าไปได้ ขนาดของกระดูกหูยังเป็นสัดส่วนกับความยาวและน้ำหนักของปลาด้วย ดังนั้นจึงสามารถใช้ในการคำนวณย้อนกลับขนาดและชีวมวล ของเหยื่อ ซึ่งมีประโยชน์เมื่อพยายามประมาณการ การบริโภคเหยื่อ ของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในทะเลและผลกระทบที่อาจเกิดขึ้นต่อปริมาณปลา[ 29 ]

อย่างไรก็ตาม ไม่สามารถใช้โอโทลิธเพียงอย่างเดียวในการประเมินอาหารของวาฬหรือแมวน้ำ ได้อย่างน่าเชื่อถือ เนื่องจากโอโทลิธอาจ สึกกร่อน บางส่วนหรือทั้งหมด ในทางเดินอาหาร ทำให้การวัดจำนวนเหยื่อและชีวมวลคลาดเคลื่อน[ 30 ]สัตว์ที่มีโอโทลิธที่เปราะบางและย่อยง่ายอาจถูกประเมินปริมาณอาหารต่ำกว่าความเป็นจริง เพื่อแก้ไขความคลาดเคลื่อนเหล่านี้ จึงมีการพัฒนาปัจจัยการแก้ไขโอโทลิธผ่านการทดลองให้อาหารในที่กักขัง โดยให้แมวน้ำกินปลาที่มีขนาดที่ทราบ และวัดปริมาณการสึกกร่อนของโอโทลิธสำหรับเหยื่อชนิดต่างๆ [ 31 ]

การรวมกระดูกสันหลัง ของปลา กระดูก ขากรรไกร ฟัน และองค์ประกอบโครงกระดูกอื่นๆ ที่ให้ข้อมูล ช่วยปรับปรุงการระบุและการหาปริมาณเหยื่อได้ดีกว่าการวิเคราะห์โอโทลิธเพียงอย่างเดียว[ 32 ]โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับปลาที่มีโอโทลิธเปราะบาง แต่มีกระดูกอื่นๆ ที่โดดเด่น เช่นปลาแมคเคอเรลแอตแลนติก ( Scomber scombrus ) และปลาเฮริงแอตแลนติก ( Clupea harengus ) [ 33 ]

เครื่องประดับโอโทลิธ

เครื่องประดับ 'อัญมณีทะเล' ที่ทำจากหินหูของปลาได้รับการนำออกสู่ตลาดในอินเดียเมื่อไม่นานมานี้โดยกลุ่มสตรีชาวประมงในวิชินจัมซึ่งได้รับการฝึกอบรมจากสถาบันวิจัยการประมงทางทะเลกลาง (CMFRI) [ 34 ]

ดูเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Otolith&oldid=1352646947 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ กระดูกหู

โอ โทลิธ ( ภาษากรีกโบราณ : ὠτο- , ōto- หู + λῐ́θος , líthos , หิน) หรือที่เรียกว่า โอโทโคเนียม ส ตา โทลิธ หรือ สตาโทโคเนียม คือ โครงสร้าง แคลเซียมคาร์บอเนต ใน แซคคูล หรือ...

คำอธิบาย

ของเหลวในหูชั้นใน เช่น โอโทลิธ เป็นโครงสร้างใน แซคคูล และ ยูทริเคิล ของ หูชั้นใน โดยเฉพาะในเขา วงกตเวสติบูลาร์ ของ สัตว์มีกระดูกสันหลัง ทั้งหมด (ปลา สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำ สัตว์เลื้อยคลาน สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และนก) ในสัตว์มีกระดูกสันหลัง...

กลไก

ท่อ และถุงรูป ครึ่งวงกลม ในสัตว์มีกระดูกสันหลังทั้งหมดจะเชื่อมต่อกับท่อเอนโดลิมฟาติก ซึ่งในบางกลุ่ม (เช่น ฉลาม ) จะสิ้นสุดที่ช่องเปิดเล็กๆ ที่เรียกว่ารูเอนโดลิมฟาติก บนพื้นผิวด้านหลังของหัว [ 1 ] เม็ดจากภายนอกอาจเข้าไปทางช่องเปิดเหล่านี้...

สรีรวิทยาเปรียบเทียบ

ในสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ โอโทลิธทำจากแคลเซียมคาร์บอเนต แต่ใน ปลาแลมเพรย์ และ ปลาแฮก ฟิช โอโทลิธ ทำจาก แคลเซียมฟอสเฟต โพ ลีมอร์ฟ ของแคลเซียมคาร์บอเนตแตกต่างกันไปในแต่ละกลุ่ม ของสัตว์ มีขากรรไกร ในกลุ่ม Chondrichthyes จะเป็นอะราโกไนต์ ใน กลุ่ม Chondrostei...