selvom fokus her primært er på tilpasninger af marine kropsstrukturer, inkluderer marine tilpasninger også symbiose, camouflage, defensiv adfærd, reproduktive strategier, kontakt og kommunikation og tilpasninger til miljøforhold som temperatur, lys og saltholdighed.
Akkordat Oprindelse
dyr i Phylum Chordata omfatter hvirveldyr og nogle af de mere primitive nonvertebrater som protochordates, lancelets, agern orme, sækdyr, og pterobranchs. De første hvirveldyr, der optrådte i den fossile optegnelse i den kambriske tidsalder, var dyr, der lignede fisk og havde åndedrætsgæller dannet af svælggællespalter placeret i et sæt poser. Det første formål med skelet og skalaer var at beskytte dyret, at tilføje støtte til notokordet og at holde hjernen beskyttet. Senere udviklede en ægte rygrad (snarere end en notokord) sig i havdyr. Hos alle hvirveldyr udviklede et hjerte sig til at pumpe blod gennem kapillærerne til udveksling af gasser og ilt. Blodet i de fleste fisk går fra hjertet til gællerne, og derfra flyttes det til hjernen og andre vigtige kropsstrukturer.
Agnatha, eller kæbefri fisk, levede fra den sene kambriske indtil slutningen af Devonian periode. Disse fisk var dækket af knoglet rustning, en tilpasning, der hjalp med at beskytte dem mod andre dyr. Parasitiske lampreys og dybhavshagfisk stammer fra den svage svømning, bundboende kæbeløse fisk. Senere i midten Silurian, en fisk med kæber og tænder, kendt som Gnathostomata hvirveldyr, udviklet sig. De fleste fisk stammer fra dette hvirveldyr, inklusive alle tetrapoder. Kæberne blev faktisk tilpasset fra de forreste elementer i gællerne, og tænderne kom fra meget benede skalaer nær huden på fiskens mund. Når kæber havde udviklet sig i fisk, mange nye strategier for at overleve i økosystemet blev tilgængelige. I løbet af denne tid blev svømningskapaciteten forbedret med udviklingen af parrede finner.
dette var en tid med stor diversificering i oceanerne. Fire grupper af fisk forgrenede sig: Placodermi (uddød nu), Acanthodii (uddød), Elasmobranchii og Holocephali (hajer, stråler og kimærer) og Actinopterygii (mere højt udviklede benfisk). Placodermi havde ekstreme mængder rustning og var meget udbredte kødædere i Silurian og Devonian perioder. Acanthodii var små filterfødere. Det Elasmobranchii, Holocephali og Actinopterygii klasser overlevede, tilpasning til mange forskellige havforhold og forgrening længere ud i en lang række arter. Nogle af de mange tilpasninger er som følger.
de fleste hajer i klassen Elasmobranchii nødt til at holde svømning, ellers vil de synke til bunden af havet. Denne egenskab har ført til to forskellige former for hajer: de pelagiske og bentiske former. De pelagiske hajer bevæger sig konstant gennem vandet og stoler på denne bevægelse for at føre vand over gællerne for åndedræt. De bentiske former ligger på bunden og indtager vand gennem et par huller øverst på hovedet kaldet spirakler. Stråler kan også ligge på havbunden og respire gennem en spirakel på toppen af deres hoved. Stråler har en flad kropstype, der giver dem mulighed for at gemme sig under mudderet og grave krabber og afskallede dyr op. Tarmene og lever af hajer og stråler er også kortere og større end benfisk. Stråler har udviklet stingere i enderne af deres haler som en form som beskyttelse, og nogle har endda udviklet en type batteri, der kan levere et stærkt elektrisk stød. En anden vigtig udvikling, der hjalp med at overleve arter i klassen Elasmobranchii, var udseendet af sidelinjen. Sidelinjen er et sanseorgan i pelagiske hajer og nogle fisk. Denne linje løber hele vejen fra hoved til hale og fungerer til at triangulere afstande, så hajen eller fisken kan lokalisere bytte med stor præcision, selv i totalt mørke.
klassen Actinopterygii består af alle de benede fisk. Det er vigtigt at bemærke, at benfisk også kaldes Teleostfisk. Bony fisk omfatter mange velkendte fisk som bas, aborre, torsk, tun, hellefisk—dybest set enhver fisk med en benede skelet. De generelle egenskaber ved en fisk i denne klasse inkluderer en længere tarm end hajer og stråler, en enkelt gillespalte på hver side, en mund foran på kroppen, en halefinne, der er ens i størrelse på toppen og bunden og ekstern befrugtning af æg. Bony fisk producerer tusindvis af æg, så der er masser af genetisk variation for naturlig udvælgelse at forekomme og tilpasninger i bony fisk bugne. Den flade fisk er et godt eksempel på nogle af de fremmede tilpasninger. Den unge flade fisk ser ud til at være en normal fisk, men når den udvikler sig, vandrer det ene øje faktisk over til den anden side af kroppen, så begge øjne er på samme side. Når øjet bevæger sig, vender fisken over, så det ser ud til, at begge øjne er på samme side, men faktisk er toppen kun den ene side af kroppen. Et andet eksempel er den mandlige søhest, der har tilpasset en pose og i modsætning til de fleste mandlige dyr tager sig af de unge, mens kvinden svømmer væk. Remoras har udviklet en plade på hovedet for at låse sig fast på andre fisk og fodre med mad, som de større fisk efterlader. Mola mola, eller ocean sunfish, kan ikke svømme meget godt, vejer over 2.000 lbs og er blevet sagt at være den største type dyreplankton. Denne fisk når en tophastighed på 3 miles i timen og flyder rundt og spiser vandmænd. Nogle ferskvandsfisk har udviklet evnen til at klatre i træer, sprøjte vand på insekter, indånde luft og holde sig ude af vand i lange perioder.
Reptiler
reptiler opstod som en ny gruppe af landdyr fra padderne. Reptiler var yderst vellykkede på land og blev hurtigt det dominerende dyr i de næste 150 millioner år. Da pattedyr udviklede sig, overtog de den dominerende position, hvilket efterlod krybdyrene til at kravle tilbage i havet. De krybdyr, der overlevede, inkluderer slanger, skildpadder og firben, hvoraf mange har ændret sig lidt, så de kan leve mere succesfuldt i saltvandsmiljøer. Selvom krokodiller også har tilpasset sig saltere forhold, foretog de aldrig en fuld ændring og foretrækker stadig brakvand. Reptiler, der opgav landet til havet, inkluderer havskildpadder i familien Cheloniidae, den marine leguan i familien Iguanidae og havslangerne i rækkefølgen.
skildpadderne har ikke ændret sig for meget i løbet af de sidste 100 millioner år. Den hårde skal, der er karakteristisk for skildpadder, har været en stor hjælp til beskyttelse og forebyggelse af udtørring. Landskildpadder har et problem med, at deres skal er for tung, men når skildpadder er i vandet—løfter vandets opdrift vægten af skallen og giver skildpadden mulighed for at bevæge sig yndefuldt gennem mediet. Havskildpadder udviklede længere fødder, der var mere padle-lignende, så skildpadden kunne flyve gennem vandet med stor hastighed og smidighed. En anden tilpasning af havskildpadder til havet er et hængsel i den nedre del af skildpadden, der giver dem mulighed for at tage meget mere luft ind og komme op for luft sjældnere.
Pattedyr
havpattedyr omfatter ordenen Cetacea (marsvin og hvaler), ordenen Carnivora (dyr som sæler) og ordenen Sirenia (dugongs, manater og havkøer). Havpattedyr er stadig varmblodede og skal holde temperaturen på deres kroppe over havets. Tilpasninger, der har hjulpet med at løse dette problem, omfatter reduktion af overfladeareal og stigningen i det indre volumen, et fedtlag af spæk under meget tyk hud og en reduktion i mængden af blod, der går til områder i kontakt med koldt vand. I modsætning til landdyr er havpattedyr også i stand til at dykke meget dybt ned i vandet uden at få bøjningerne, for når de dykker dybere ned, udånder de i stedet for at indånde som vi gør. De uddriver luft fra deres lunger og absorberer derfor ikke overskydende nitrogen. Andre tilpasninger til marine levende inkluderer: en langsommere hjerteslag under dyk, reduceret blodgennemstrømning til ikke-vitale organer, usædvanligt højt hæmoglobinantal i blod og et usædvanligt højt myoglobinantal i muskler.
en grundlæggende forskel mellem hvaler og fisk er halen. Pattedyrs haler er vandrette, hvilket gør det muligt at svømme både lodret og vandret. Halerne på de fleste fisk er lodrette, så svømmebevægelsen er side om side. Den strømlinede form, der observeres i både havfisk og havpattedyr, er et eksempel på biologisk konvergens. Det afrundede hoved og den tilspidsede kropsform gør det muligt for marine fisk og pattedyr at glide glat gennem vandet og spilder lidt energi på grund af modstand. Dyr, der ikke er strømlinet, som stingray eller globefish, har ofret effektiv svømning til fordel for camouflage eller kropsarme.
det meste af den kraft, der genereres til svømning i havdyr, kommer fra halen bagpå. De fleste fisk bevæger halen fra side til side, så vandet skubbes bagud og rundt om siden, og fisken bevæger sig fremad. Finner ved siden af fisken hjælper med at modvirke hovedets tendens til at svinge fra side til side, når halen bevæger sig. Fisk har også finner på ryggen, deres sider og under deres kroppe. Fisk, hvaler, skildpadder og endda sæler har specialiserede lemmer til svømning.
dyr med skaller
for omkring 500 millioner år siden blev dyr med hårde skaller fremtrædende i fossilrekorden i Phylum Mollusca. Udviklingen af en uigennemtrængelig skal var åbenlyst et meget nyttigt træk for et dyr at besidde, fordi nu bløddyr findes i næsten ethvert kendt miljø. Dyr med hårde skaller er beskyttet mod rovdyr og udtørring, og nogle kan endda bruge deres skal til at flyde om nødvendigt blandt andet. De syv klasser af bløddyr er Polyplacophora (chitonerne), Gastropoda (sneglene), Bivalvia (muslingerne), blæksprutter (blæksprutte og blæksprutte), Scaphopoda (brosme skaller) og Aplacophora (klasser Solenogastres og Caudofoveata – små ormlignende shell-mindre bløddyr). Der er mindst 30.000 arter af gastropoder, og det er den største taksonomiske klasse.
chitonerne er de mest primitive dyr i Phylum Mollusca. Hver chiton skal er lavet, så den passer sammen og bøjes. Chitoner lever kun i marine miljøer og kan også genkendes af de otte plader, der overlapper hinanden på ryggen. Gællerne er placeret sikkert under skallen på hver side af deres fod. Tilpasningerne set i chitoner tillader disse organismer at overleve tung surf, så de findes ofte i tidevandsbassiner.
organismer i klassen Gastropoda er mest almindeligt kendt som snegle, limpets, abaloner, konkylier og hvaler. Andre gastropoder, der måske er mindre velkendte, inkluderer nudibranchs eller havsnegle og nogle pteropoder og heteropoder. Gastropoder kan normalt identificeres ved en skal, der spiraler til højre, selvom nogle som nudibrancherne ikke har en skal, og i andre drejer skallen til venstre. For at passe ind i denne skal har mange gastropoder organer, der er reduceret i størrelse. Selvom nogle gastropoder har mistet deres skal gennem hele evolutionen, har de fleste stadig en skal og drager fordel af beskyttelsen. Mange gastropoder som limpets og abalone vil trække sig tilbage i deres skal, når de forstyrres og lukke åbningen med en speciel plade kaldet operculum. Der er mange forskellige typer skaller, og det meste af sorten er et direkte resultat af tilpasning til miljøet. For eksempel har de fleste dyr i hårde farvande flade skaller for at reducere vandmodstanden. Dyr, der har brug for at kravle ind i klipper for at skjule, har også flade skaller, der passer ind i mindre revner. De fleste gastropoder bevæger sig fremad ved hjælp af en fod, der ligner meget en jordsnegl.
blæksprutter, som blæksprutter og blæksprutter frygtes af mange, men de er faktisk ret blide, sarte og “intelligente” væsener. Blæksprutter og blæksprutter er de mest avancerede bløddyr. De har højt udviklet syn, evnen til at svømme hurtigt og den fantastiske evne til hurtigt at ændre farve ved hjælp af deres kromatoforer. Den kvindelige blæksprutte har fremragende forældrekompetencer og holder hendes æg sikre og rene, indtil de klækkes. De fleste blæksprutter har bløde kroppe uden skal og kan gå på havbunden eller svømme ved hjælp af en sifon, der sprøjter vand i en kraftig stråle. Nogle segmenter af kæmpe blæksprutter er blevet genvundet, hvilket indikerer, at hele dyret kan veje op til 900 kg og være 18 meter langt. Nogle forskere mener, at der er kan være blæksprutte med længder over 30 meter. En anden interessant tilpasning i blæksprutterne er udviklingen af et blækstof, der bruges til at blokere sanserne for syn og lugt hos rovdyr.
Hvorfor har mange bløddyr mistet eller reduceret deres skaller?
James Valentine, Keith S. Thomson, “Animal evolution”, i AccessScience@Mcgrav-Hill, http://www.accessscience.com, DOI 10.1036/1097-8542.035500
Gillian Standring,”de levende farvande”. Doubleday og Company Inc., Garden City, København, 1976.
John Reseck, jr., “marinbiologi”. Reston Publishing Company, Inc., Reston Virginia, 1979.