Upload
vudung
View
250
Download
1
Embed Size (px)
Citation preview
KRETANJE RIBA
Kretanje kroz vodu
• voda je 800 puta gušća od zraka (gravitacija u vodi nije toliko važna zbog uzgona)
• voda ima 55 puta veću viskoznost od zraka
• znatno manju količinu kisika za disanje (do oko 12 ml/l, u zraku 209 ml/l)
• toplinski kapacitet- 3400 puta veći nego zrak, a 24 puta brže prenese toplinu nego zrak
• električna provodljivost - dobra provodljivost za razliku od zraka
Dakle – ribe moraju biti ekstremno efikasne u kretanju i iskorištavanju energije
Sustavi su evoluirali kako bi:
• smanjili energetske potrebe – npr. štuka
• povećali ubrzanje i brzinu – npr. tuna
• pospješili manevarbilnost – npr. grgeč
• kompromis između prve tri točke
Oblici kretanja riba • najjednostavniji oblik - pasivno plutanje ličinki
• neke ribe mogu:
• ukopavati se
• hodati, puzati, skakutati
• jedriti
• letjeti
• ipak većina riba:
• pliva
Laminarno
- svaki sloj fluida ima svoju brzinu - brzine susjednih slojeva se razlikuju - slojevi se na makrosokopskoj skali ne miješaju
Turbulentno - dolazi do miješanja slojeva fluida - pojavljuju se lokalna nepravilna strujanja po zatvorenim strujnicama koja zovemo vrtlozima
Kavitacija - pojava diskontinuiteta ili „šupljina“ u struji tekućine
Strujanje fluida
Osnovne sile vezane uz plivanje
uzgon
potisak
gravitacija
otpor (a i b) a) b)
• potisak – sila koja tjera naprijed
• otpor – trenje koje nastaje prolaskom objekta kroz fluid
a) otpor tlaka (zbog razlika u tlaku koje nastaju guranjem vode)
b) otpor trenja (zbog trenja vode i tijela ribe)
• gravitacija – djelomično se poništava gustoćom vode
• uzgon – sila suprotna gravitaciji
Smanjenje otpora • otpor trenja ne ovisi o brzini nego o glatkoći površine i veličini površine
• smanjuje se proizvodnjom sluzi
• otpor tlaka se povećava s povećanjem brzine pa jako utječe na oblik tijela
• fuziformno tijelo – torpedno – većina brzo plivajućih riba ušiljeni prednji kraj, okrugli poprečni presjek, najveća širina je 25% dužine i nalazi se na drugoj petini tijela
• maksimalna visina 1/3 tijela iza glave, prema kraju se sužava, repna (pogonska) peraja narušava savršeni torpedni oblik
• smanjenje amplituda tijela prilikom plivanja – stabiliziranje glave i prednjeg dijela tijela, stražnji kraj veće amplitude
• smanjenje površine peraja:
• repna peraja (viličasta, mjesečasta)
• parne i ostale neparne peraje – smanjuju duljinu i površinu; neke imaju utore za peraje
Smanjenje otpora
• smanjenje površine kože uz vodu – najviše otpora:
- sluz – može smanjiti otpor i za 65%
- laminarne fluidne mlaznice – od operkuluma ili od ljusaka
- mikronastavci – stabiliziraju površinski sloj zbog malih vrtloženja - plakoidni zubići, grebeni, ktenii, perajice
Smanjenje otpora
Peraje
Osnovna uloga: • plivanje – povećanje površine bez povećanja mase • repna peraja – uglavnom pogon, ali i kao kormilo ili krilo • leđna i podrepna - stabiliziranje – zanošenje – ali i pokretanje • trbušne - stabiliziranje - naginjanje, zakretanje te kao zakrilca – ali i za pokretanje • prsne - stabiliziranje - kočenje, okretanje, kao zakrilca – ali i za pokretanje
Plivanje se dijeli u dvije kategorije: • periodično (postojano) – za pokrivanje većeg područja pri konstantnoj brzini • prolazno (nepostojano) – nagli pokreti za hvatanje plijena ili izbjegavanje predatora • ribe koriste - oba načina, više jedan ili više drugi Također se dijeli prema tipu kretanja na: • LATERALNA UNDULACIJA - od anteriornog prema posteriornom kraju tijela – kontrakcije mišićnih segmenata – simultano relaksiranje suprotne strane – povećanje amplitude prema kraju • OSCILIRANJE – bilo titranjem repne peraje, bilo micanjem parnih ili ostalih neparnih peraja
Plivanje
Vijuganje (unduliranje) tijela
Najvažnija potpora - kostur i mišićni sustav:
• kralješnica – čvrsta, segmentirana, obostranočaškasti kralješci, ostatak svitka; građena od kosti, hrskavice i vezivnog tkiva – vrlo fleksibilna
• kostur peraja – vezane za oplećje (za lubanju) i za kukovlje ili uložene između mišića
• membranski kostur – mezentere oko organa, pregrade među mišićima i koža (mreža vezivnih vlakana – za elastičnost)
Vijuganje (unduliranje) tijela
• mišići – segmentirani – miomere i miosepte - segmentacija osnova vijuganja tijela
- čine i do 80% tijela ribe – nemoguće na kopnu (krava 30%) • u obliku slova W
Mišići riba
• crvena, bijela i ružičasta – ne miješaju se
• crvena – površinski i postrano, bogata sarkoplazmom, velika gustoća vlakana, brojne kapilare, velika masa, za aerobni rad – za krstarenje - EFIKASNOST
• bijela – siromašna sarkoplazmom, mala gustoća vlakana, malobrojne kapilare, mala masa, anaerobni rad – kratko trajanje – za izgaranje - SNAGA
• ružičasta – neke ribe - između ova dva tipa – koriste se nakon crvenih, a prije bijelih
• Mauthnerove stanice – ogromni aksoni koji se pružaju po stranama i zaobilaze leđ-možd. živce – kontrakcija čitave strane tijela odjednom
bijela bijela
crvena crvena
Unduliranje tijela – jegulje i
izdužene ribe
Amplitude repnog dijela i peraje –
brzi plivači
Izolirano pokretanje samo
peraja
Anguilliformno
Carangiformno Subcarangiformno
Ostraciformno-kruto tijelo – C za pokretanje
Thunniformno-kruto tijelo – C
Labriformno – osciliranje P Diodontiformno - P Rajiformno - P
Amiiformno -D Balistiformno – A + D
(valovito) (poput oscilatora ili ventilatora)
Gymnotiformno - A
Tetraodontiformno – A + D pe
ctor
al
anal
dors
al
anguilliformno subcarangiformno carangiformno tuniformno
Undulirajući – valoviti tip plivanja
max. brzina (Tl/s)
2 - 3 5 - 10 5 - 20 > 20
jegulje, morski psi
somovi, pastrve skuše i neki
morski psi tune i neki morski psi
≥1 valne duljine <0.5 valne duljine
undulacija oscilacija
Anguilliformno – više od polovice tijela stvara (sinusoidni) val
- najprimitivnije – poput jegulja, ličinki riba, paklara, morski psi
- pomoću tijela i repa – sve osim glave
- u gustoj vegetaciji, među preprekama, u rupama
- mogu plivati unatrag
Prednosti – menevarske sposobnosti – zavlačenje, krivudanje, i plivanje unatrag Nedostaci – sporo i slabo efikasno – troši dosta energije
Anguilliformno
Subcarangiformno
– plivaju pomoću repa – polovica tijela - odvedenije
– smanjeno zanošenje glave
- moguća veća brzina – nagli start i “lebdenje”
- npr. predatori iz zasjede, pastrve. Lososi, šaranke, bakalari
Carangiformno – plivaju pomoću repa – trećina tijela – još odvedenije
– neki Clupeidae, Characidae, skuše
Oscilirajuće plivanje
Dva su tipa oscilirajućeg plivanja - poput krila i poput vesla POPUT KRILA – micanje s jedne na drugu stranu gurajući vodu – pomicanje
slično propeleru – npr. tuna – i do 10 udaraca u sekundi POPUT VESLA – prsne ili druge peraje kako bi veslali – udar i povratak - zahtjeva veliku fleksibilnost i pomičnost peraja - velika manevarbilnost – ribe koraljnih grebena
Unduliranje tijela – jegulje i izdužene ribe
Amplitude repnog dijela i peraje – brzi
plivači
Izolirano pokretanje samo
peraja
Anguilliformno
Carangiformno Subcarangiformno
Ostraciformno-kruto tijelo – C za pokretanje
Thunniformno-kruto tijelo – C
Labriformno – osciliranje P Diodontiformno - P Rajiformno - P
Amiiformno -D Balistiformno – A + D
(valovito) (poput oscilatora ili ventilatora)
Gymnotiformno - A
Tetraodontiformno – A + D pe
ctor
al
anal
do
rsal
Tuniformno
tuna
mako
modrulj
– kreću se oscilacijama repne peraje
- tijelo gotovo okruglo - ovalno
- u pokretanju značajan rep
- val vijuganja počinje na repnom dršku
Tuna – savršeni stroj za plivanje stalno u pokretu – prehrana, odmaranje, reprodukcija
• snažno torpedno tijelo sa velikom mišićnom masom • vrlo tanak repni držak • Tune – najbrže ribe - brzina 70 km/h!!! • dodatne strukture za poboljšanje hidrodinamike – poboljšanje potiska i smanjenje otpora
• oči u ravnini sa tijelom • adipozni kapci – glatki – smanjuju otpor • udubljenja za leđne, trbušne i prsne peraje • repni držak sa grebenima • male perajice na repnom dršku
• NEDOSTACI – slab brzi start, slabo okretanje - manevriranje
Posebne dodatne male “perajice” na repnom dijelu za stabilnost i smanjenje turbulencija
From Shadwick 2005 (AMERICAN SCIENTIST)
Ostraciformno – osciliranjem repnog drška i repne peraje - repna peraja se pomiče poput vesla - tijelo nepomično
Labriformno – osciliranje prsnih peraja - slično veslanju - za fino manevriranje - često ribe visokih tijela
Unduliranje tijela – jegulje i izdužene ribe
Amplitude repnog dijela i peraje – brzi
plivači
Izolirano pokretanje samo
peraja
Anguilliformno
Carangiformno Subcarangiformno
Ostraciformno-kruto tijelo – C za pokretanje
Thunniformno-kruto tijelo – C
Labriformno – osciliranje P Diodontiformno - P Rajiformno - P
Amiiformno -D Balistiformno – A + D
(valovito) (poput oscilatora ili ventilatora)
Gymnotiformno - A
Tetraodontiformno – A + D pe
ctor
al
anal
do
rsal
Diodontiformno
Rajiformno, Amiiformno, Gymnotiformno - valovito pokretanje središnjih peraja
Raja eglanteria Rhinoptera bonasus Dasyatis sabina
From Rosenberger 2001
← undulation oscillation →
From Rosenberger 2001
Amiiformno - tijelo kruto – leđna peraja undulira - dobro kod riba koje trebaju mirno tijelo poput nekih električnih riba
Plova (jato)
- kretanje u blisko povezanoj skupini - bilo koja grupa riba koja se drži zajedno zbog socijalnih razloga - 25% riba tvori plove (jata)
- plove haringa mogu biti velike i do 4.5 milijardi m3
- sinkronizirano, koordinirano kretanje
Plova (jato)
- oblik ovisi o funkciji - jedna vrsta ali i više različitih vrsta – također ovisi o funkciji
Prednosti plova
- smanjuje se rizik od predacije - jato daje dojam većeg organizma - zajedničko uzbunjivanje - zbunjivanje predatora
- teško odabire pojedinu žrtvu - kamuflažno kretanje
- nema većeg rizika za manje jedinke - hidrodinamika – energetska isplativost plivanja
- smanjuje se utrošak E – teoretski i do 65% - slično V formaciji ptica
- povećana efikasnost pronalaženja hrane - povećan reproduktivni uspjeh - migracije
hidrodinamika jata
potisak
strujanje
turbulencija
JATO (School) – sinkronizirano, polarizirano plivanje grupe JATO (Shoal) – grupa ribe koja ostaje zajedno iz socijalnih razloga
putovanje pokrivanje
obrana
obrana prehrana
prehrana
prehrana
Hvala na pažnji