Det er ikke noe opp eller ned i verdensrommet, men i serier som Star Trek, skip er alltid orientert på samme måte: med riktig side opp. Det er en vitenskapelig unødvendig trope som har blitt en kjører spøk blant science fiction-fans.
Men her på Jorden, fisk finne seg i en påfallende lik situasjon. Som en fisk glir gjennom sin vektløst, tre-dimensjonal, rennende verden, er det nesten alltid forblir riktig side opp., Spørsmålet—for både romskip og fisk—er hvorfor?
Det er en enklere spørsmål å besvare for fiktiv romskip enn real-life fisk.
I filmer og på tv, styremedlemmer viser skip på den måten de gjør fordi det gjør scene mer forståelig for andre, skapninger som er vant til en tyngdekraft-bundet verden. «Vi har en fast ideen om at alt skal være riktig side opp,» sier Frank Fiske, en funksjonell morphologist i West Chester-Universitetet i Pennsylvania. Men hva om fisk? Det er et puslespill.,
«jeg kan ikke komme inn i sinnet til en fisk—til tross for mitt navn—og du vil finne ut hvorfor det vil særlig gjøre det», sier Fiske.
Dypere mysteriet er at forskerne vet noen grunner til hvorfor en fisk vil svømme i noen bestemt retning, men de har klart en preferanse. I motsetning til landdyr, fisk ikke trykk mot bakken for å flytte. Og, mens du flytter, fisk er ikke mer strømlinjeformet i en retning enn annen. Hva mer er, de fleste fisk er topptung, sier Brooke Flammang, som studerer fisk biomekanikk ved New Jersey Institute of Technology., Som et barn balansere på en badeball i bassenget, tyngdekraften vil ha dem til å snu. Så hvorfor gjør de ikke det?
Den ledende forklaring er at fisken begynte livet med riktig side opp, evolusjonært sett, og så de fleste hadde aldri en grunn til å endre. «Bare mellom oss, ja, de har aldri plaget, sier Milton Kjærlighet, en semi-pensjonert marin zoolog ved University of California, Santa Barbara.,
En fisk er foretrukket orientering «går tilbake til de tidlige trinnene med å bygge et venstre og et høyre side, et hode avslutte en tampen,» sier Peter Wainwright, som studerer fisk morfologi og atferd ved University of California, Davis.
Det er to grupper av dyr som har forskjellige venstre og høyre side, sier Wainwright. Den første gruppen, protostomia, inkluderer de fleste virvelløse dyr, som insekter og bløtdyr. Tidlig i utviklingen, som embryo, disse dyrene utvikle et hulrom som går over til å bli munnen., I den andre gruppen, deuterostomia, som inkluderer vertebrater som fisk og mennesker, embryoer utvikler seg annerledes. I dette tilfellet, vil den første depresjon for å danne blir anus.
Dette svak første forskjellen betyr at de to gruppene utvikle seg i motsatte retninger. Flip bestemmer hvilken side av dyret blir toppen (rygg), og som blir bunnen (ventrale), samt hvor nerve-ledningen går, sier Lauren Sallan, som studier tidlig virveldyr evolusjon ved University of Pennsylvania.
I de fleste virvelløse dyr, nerve-ledningen går ned i magen., Nervene har litt problemer med å koble til øynene og hjernen, som er mer rygg, siden dyr ikke har ofte harde delene inne i sine organer til å komme i veien, Sallan sier.
I motsetning til selv de mest primitive vertebrater har hardt vev, for eksempel bein, som utgjør interne barrierer i kroppen. Som et resultat, er kroppen sin plan er mye mindre tilpasningsdyktig. Nerve-ledningen går langs dyr er tilbake og dens hjernen utvikler seg på sin rygg side for å lenke til nervene. Siden øynene er i skallen nærheten hjernen, ender de opp på toppen., Med toppen av kroppen utilgjengelig, mage og munn ende opp på bunnen.
Sallan er ikke sikker på hva som førte til endringen, men det sterkt påvirket virveldyr evolusjon. «Det er en tidlig mynt som er blitt en stor begrensning i fisk form,» Sallan sier.
spørsmålet er da hvorfor gjorde fisk opphold dorsal side opp? Svaret ligger i de grunnleggende prinsippene i evolusjonær teori: om en ny egenskap ikke gir en klar fordel, ting har en tendens til å bli den samme.
Forskere har ertet ut noen av fordelene til bading toppen opp., For eksempel tyngdekraften vil bidra til å flytte blod fra hjernen tilbake til hjertet, sier Flammang. Fisk kan også dra nytte av å ha sine øyne over munnen, sier Love, som det holder de sensitive organer bort fra mat og rusk, og på utkikk etter rovdyr. Selv deres topp-tyngde fisk gir noen fordeler: det øker deres handlingsrom, Flammang sier.
Og, noen fisk har lært å svømme opp-ned, mens andre kan flørte med tanken.,
Mange fisk som lever nær strukturer som for eksempel korallrev eller brygger vil orientere buken mot vertikale vegger eller tak, sier Wainwright. Fisken synes komfortable svømming på denne måten, i nærheten av strukturer, men de vil raskt slå høyre side opp når de svømmer bort.
En gruppe av Afrikanske steinbit har helt omfavnet opp-ned på livet. Deres atferd er et resultat av en bunnfisk tilpasning for å dra nytte av oksygenrikt vann nær overflaten., En steinbit munnen på undersiden, så det var trolig enklest for fisk å bare snu opp ned og behandle toppen av vannet på samme måte som den brukes til å behandle bunnen sier Lauren Chapman, som studerer fisk åndedrett ved McGill University i Montreal, Quebec. «Til en omvendt steinbit, vann er bare en annen substrat,» sier hun.
Men i de aller fleste tilfeller, sier Love, «det er ingen selektiv fordel for de fleste fiskene til å være opp-ned.»
svar, som sier Wainwright, er det sannsynlig at for de fleste fisk, bytter rett og slett ikke verdt det., På dette punktet, blir stående er hardwired. Enkelt sagt, fisk «ikke liker å være opp ned,» Flammang sier.
med andre ord, de er vant til det, og det fungerer. Liker å se romskip løp over galaksen, med riktig side opp.
Relaterte Historier fra Hakai Magazine:
- Sportsfiske Teknikker Mål Fisk Med Ulike «Personligheter»
- Hvor kan Fisken Gå i en Storm?
- Fisk i Formasjon