Kas sistemi

Balıklardan çoğunun vücudu büyük ölçüde kaslardan oluşur; bunların büyük bir bölümü gövde kasları, daha az bir bölümü de yüzgeç kaslarıdır. Genellikle en güçlü yüzgeç olan kuyruk yüzgeci, doğrudan çalışan kasların en büyük bölümünü içerir. Gerçekten de bu yüzgecin kasları, temel gövde kaslarının yapısal ve işlevsel devamı gibidir. Gövde kasları dilimler halinde düzenlenmiştir; her biri bitişiğindeki omura ve omurga uzantılarına bağlı olan bu dilimlerin büzülmesi, vücutta kafadan kuyruğa kadar uzanan dalgalanma hareketine ve kuyruğun itici vuruşlarına yol açar.

Sindirim sistemi

Balıkların sindirim sistemi ağızda başlar. Ağzın biçimi ve diş yapısı da yenilen besinin cinsine ve beslenme alışkanlığına göre büyük farklılıklar gösterir. Balıklardan çoğunun temel besini küçük omurgasız hayvanlar ve başka balıklardır. Bazı balıklarda çenelerin, bazılarında ağzın tavan kemiklerinin (damak dişleri), bazılarında da yemek borusunun hemen önündeki özel solungaç yaylarının üstünde koni biçiminde basit dişler (yutak dişleri) bulunur. Yırtıcı balıkların çoğu, avlarını parçalamadan yutar; bu balıklarda dişlerin işlevi avın tutulmasına ve yutulmak üzere yemek borusuna doğru yöneltilmesine yardımcı olmaktır. Köpekbalıkları ve piranha gibi balıklarda, avını ısırıp parça koparmak için kesicidişler bulunur.

Bazı yaymbalıklarının çenelerinin üstünde küçük, fırçaya benzer birkaç dizi diş bulunur; balık, kayaların üstündeki bitkileri ve küçük hayvanları bu dişleriyle kazıyıp alır. Bazı balıkların, örneğin golyanlarm, hiç çene dişleri yoktur, ama solungaç yaylarının üstüne dizilmiş çok güçlü yutak dişleri vardır. Balıkların çoğunda, ağızdaki besin parçacıklarının solungaç bölümüne kaçmasını engellemeye yarayan kısa solungaç tarakları bulunur. Besin gırtlağa ulaşınca, kısa ve genellikle genişleyebilen bir yemek borusuna girer; bu boru, mideye kadar uzanan, çeperleri kaslarla örülmüş basit bir geçittir. Midenin yapısı da alınan besinin türüne ve miktarına bağlı olarak değişirse de, yırtıcı balıkların çoğunda, çeperlerinde kas ve salgı katmanları bulunan, düz ya da kıvrımlı basit bir boru ya da torba biçimindedir.

Sindirim kanalının mide ile bağırsak arasındaki kesimine, karaciğer ve pankreastan kanallar açılır. Karaciğer büyük, çok belirgin bir organdır. Pankreas, karaciğerin içine gömülmüş, bu organın içinde yayılmış ya da bağırsağın bir bölümü boyunca küçük parçalara ayrılmış olabilir. Mide ile bağırsak arasındaki birleşme noktası, bir büzgen kasla belirlenir. Uzunluğu türden türe büyük ölçüde değişen bağırsak, yırtıcı balıklarda kısa, otçul balıklarda uzun, örneğin Güney Amerika yayınbalık- larmın bazı türlerinde kangal biçimindedir.

Solunum sistemi

Balıkların çoğunda, suda çözünmüş oksijen ve karbon dioksit alışverişini sağlayan bir solungaç solunumu vardır. Ağız boşluğunun gerisinde ve yanlarda bulunan, içlerinden bol kan damarı geçtiği için kırmızı renkte olan solungaçlar, solungaç yaylan (ya da kemerleri) ile bu yaylara bağlı solungaç ipliklerinden oluşur. Sürekli olarak ağızdan içeriye alman su, solungaç yaylarının üstünden arkaya doğru geçer. Solungaç ipliklerinin içindeki kılcal damarlar, sudaki çözünmüş oksijeni alıp, vücuttaki karbon dioksiti suya bırakır. Solungaçlar, kemiklibalıklarda ve öbür balıkların çoğunda bir solungaç kapağıyla (operculum), köpekbalıklarında, vatozlarda ve fosil balıkların bazılarında ise aşağı sarkan deri kanatlarıyla korunur.
Bu solunum organı, geçişme basıncının düzenlenmesinde de rol oynar. Gelişmiş balıkların çoğunda, gövde boşluğunun içinde, böbreğin hemen altında ve mide ile bağırsağın yukarısında, gaz ya da yüzme kesesi denen ve gemilerdeki safrayla aynı işlevi gören hidrostatik bir organ bulunur. Birbirleriyle akraba olmayan bazı balık türlerinde bu kese, bir akciğere ya da en azından yardımcı bir solunum organına dönüşecek biçimde gelişmiştir. Hidrostatik yüzme kesesi olan balıklar, kese içindeki gaz miktarını ayarlayarak, istedikleri derinliğe inip çıkabilirler. Bazı derin deniz balıklarında, bu kesenin içinde gazdan çok yağ bulunabilir.

Dolaşım sistemi

Besin, su ve oksijenin, metabolizma süreçlerinin yıkım ürünü olan karbon dioksit ile öbür artık maddelerin ve çeşitli bezlerce salgılanan hormonların dokulara taşınması kan aracılığıyla olur. Kanın vücuttaki dolaşımını, kaslı bir yapı olan kalp yüklenmiştir. Vücudun her yerinde hemen hemen aynı olması gereken madde yoğunluğu ve ısının belli bir düzeyde tutulması da dolaşım sisteminin görevidir. Balıkların dolaşım sisteminde, öbür omurgalılarda da olduğu gibi, kan ve lenf dolaşımı olmak üzere iki ayrı dolaşım söz konusudur.

Kan dolaşımı sisteminin temel öğeleri kalp, oksijen yüklü temiz kanı taşıyan atardamarlar, karbon dioksit yüklü kirli kanı taşıyan toplardamarlar ve dokular arasında madde ve gaz alışverişini sağlayan kılcal damarlardır. Biçimi kabaca S harfine benzeyen kalp, gövde boşluğunun ön bölümündeki kalp boşluğunda bulunur. Tipik bir balığın kalbi, kanın akış yönüne göre hepsi kasılabilen dört bölümden oluşur. Bu odacıkların birbirlerine açıldıkları bölümlerde, kanın geri dönmesini önleyen ve sayısı türlere göre değişen kapakçıklar vardır. Kalbin solungaçlara pompaladığı kirli kan burada temizlendikten sonra, doğrudan doğruya vücut dokularına ve organlara taşınır. Balıkların kan dolaşımının sürüngenler, kuşlar ve memelilerinkinden başlıca farkı, solungaçlarda temizlenen kanın vücuda dağılmadan önce kalbe geri dönmemesidir. İşlevi ve dağılışı açısından toplardamarlara benzeyen lenf sistemi ise, hücreler arasında kapalı bir uçla son bulan lenf kılcal damarları ile bunların birleşmesinden oluşur.

Boşaltım organları

Balıkların ve öbür omurgalıların temel boşaltım organı böbrektir. Balıklarda ayrıca salgıların bir bölümü deri, solungaçlar ve sindirim yoluyla da vücuttan atılır. İç ortamdaki su ve çözünmüş madde (örn. tuz) derişikliğini hep aynı düzeyde tutabilmek, sürekli suda yaşayan balıklar için kara omurgalılarında olduğundan çok daha büyük bir sorundur. Bu nedenle, balıklarda iç ortamın dengesini (homeostazi) korumakta çok büyük katkısı olan böbrek ve tüm boşaltım sistemi özel bir önem taşır. Yaşadıkları su ortamındaki tuz yoğunluğu vücutlarındakinden çok daha yüksek olduğu için, deniz balıklarının çok su kaybetmemesi gerekir.
Bu nedenle, su dengelerini korumak için bol deniz suyu içen tuzlu su balıklarının böbreği, alman suyun büyük bir bölümünü tutarak çok az su, buna karşılık bol tuz atar. Bazı deniz balıklarında solungaçlar ve bağırsaktaki özel hücre gruplan da tuzun atılmasına yardımcı olur. Oysa, tatlı su balıklarının yaşadığı ortamda tuz yoğunluğu gerekenden çok az olduğu için, bu balıklar çok az su içer ve alınan suyun büyük bir bölümünü boşaltırlar. Gerekli tuzun bir bölümü yiyeceklerden, bir bölümü de solungaçlarda ve ağzın içindeki deride bulunan özel hücrelerce sudan emilip alınır.

İç salgı bezleri

Dolaşım sistemine boşaltarak vücut dokularına ilettikleri salgılarıyla merkez sinir sisteminin yanı sıra birçok vücut işlevinin denetiminden ve düzenlenmesinden sorumlu olan iç salgı bezlerinin başlıcaları hipofiz bezi, tiroit bezi, böbreküstü bezleri, pankreas adacıkları, eşey bezleridir (yumurtalıklar ve erbezleri). Bu organlar cinsel etkinliği ve üremeyi, büyümeyi, geçişme basıncını, yağların depolanmasını ve besinlerin kullanımı gibi genel metabolizma olaylannı ve kan basıncını düzenlerler. Bu etkinliklerin çoğu, aynı zamanda merkez sinir sisteminin de denetimi altındadır.

Sinir sistemi ve duyu organları

Tüm omurgalılarda olduğu gibi balıklarda da, vücut etkinliklerinin eşgüdümünden ve bu etkinliklerin çevreden gelen uyarılarla bütünleştirilmesinden sorumlu olan temel mekanizma sinir sistemidir. Bu sistemin birleştirici öğesi de, beyin ve omurilikten oluşan merkez sinir sistemidir. Beyin ve omuriliği çeşitli vücut organlarına bağlayan sinirlerden oluşan çevrel sinir sistemi ise, göz, iç kulak, burun delikleri, tat bezleri gibi duyu organlarından aldığı bilgileri, beyin ve omurilikteki birleştirme merkezlerine iletir. Ayrıca, değişik sinir hücrelerinin aracılığıyla, beynin birleştirme merkezlerinden aldığı kodlanmış bilgileri de organlara ve iskelet- kas sistemine ileterek, söz konusu olan dış ya da iç uyarana en uygun yanıtın verilmesine aracılık eder. Sinir sisteminin başka bir kolu olan otonom (yaşatkan) sistem, salgı bezlerinin ve organların etkinliklerinin düzenlenmesine yardımcı olur.

Koku duyusu, hemen hemen tüm balıklar için büyük önem taşır. Çok küçük gözlü bazı yılanbalıkları, besinin yerini bulabilmek için gözlerinden çok, koku duyularına güvenirler. Koku alma organının iç yüzeyini döşeyen doku, çözünmüş kimyasal maddeleri, örneğin besinlerden yayılan kokuları algılayan özel duyu hücreleriyle kaplıdır ve aldığı duyumları birinci kafatası siniri aracılığıyla beyne iletir. Koku, aynı zamanda bir alarm sistemi işlevini görür. Birçok balık, özellikle tatlı sularda yaşayan golyanlar, kendi türlerinden yaralanmış bir balığın salgıladığı vücut sıvılarını koku organlarıyla algılayarak tehlikeden kaçarlar.

Balıkların çoğunda tat duyusu çok gelişmiştir; yalnız ağız boşluğunda değil, başın ve vücudun bazı bölümlerinde de tat alma organları bulunur. Genellikle görüşü pek keskin olmayan yayınbahklarmm bıyığa benzer uzantıları yardımcı bir tat organıdır. Görme duyusunu tümden yitirmiş olan bazı mağara balıklarında ise vücudun büyük bir bölümü tat organlarıyla kaplıdır.
Balıklarda beslenme, tehlikelerden kaçınma ve üreyerek soyunu sürdürme açısından belki de en önemli organ gözdür. Balıkların gözü temel yapısı ve işleviyle bütün öbür omurgalılarınkine benzerse de, çok değişik yaşam koşullarına uyarlanmış olduğundan değişik özellikler gösterir. Karanlık ve loş ortamlarda yaşayan balıkların gözleri genellikle büyüktür. Ama başka bir duyu (örn. koku duyusu) aşın gelişerek baskın duruma geçerse, gözlerin işlevi azalır. Parlak ışıklı sığ sularda yaşayan balıkların daha küçük, ama çok keskin gözleri vardır. Genellikle balıkların gözünde ışığı kıran küresel bir mercek bulunur. Bu merceği gözyuvarının içinde hareket ettirerek, odak noktasını yakın ve uzak nesnelere göre ayarlayabilirler. Sudaki ışık kırılmasının getirdiği kısıtlamalara ve suyun sık sık bulanmasına karşın, balıklardan çoğunun görüşü çok keskindir. Deneyler, sığ su balıklarının tümünün değilse bile büyük bir bölümünün renkleri algılayabildiğim ve kimi renkleri özellikle ayırt edebildiğini göstermektedir.

Balıklarda, ses algılama ve denge, birbiriyle çok yakın bağlantısı olan iki duyudur. İşitme organları kafa iskeletinin içinde, beynin iki yanında ve gözlerin gerisinde bulunur. Suyun içinde kolayca yayılan ses dalgalan, özellikle düşük frekanslı dalgalar, balıkların baş ve gövde içi sıvıları ile kemiklerine çarparak işitme organlarına iletilir. Örneğin, bir balıkçı kendisine yaklaştığında kaçmaya koşullanmış olan bir alabalık, balıkçıyı görmese bile akarsuyun kıyısında ayak seslerini duyar duymaz kaçacaktır. Balıklarca algılanabilen ses frekanslarının alanı insanlarmkinden çok değişiktir; bu da sesin sudaki yayılma hızından ileri gelir. Birçok balığın, dişlerini birbirine sürterek, yüzme keselerindeki gazlardan yararlanarak ya da daha başka yollarla birtakım sesler çıkarıp birbirleriyle iletişim kurdukları sanılmaktadır.

Bir balığın ya da herhangi bir omurgalının, çevresini algılamak için tek bir duyusuna güvenmesi pek olağan değildir. Örneğin yaymbalığı, bulduğu besini bıyıklarıyla incelerken, tat ve dokunma duyularını da kullanır. Öbür hayvanların çoğunda olduğu gibi, balıkların vücutlarının dış yüzünde de birçok dokunma alıcısı vardır. Ayrıca acı ve ısı alıcı hücrelerin de bulunduğu ve bunların insandakine benzer bilgiler ürettiği sanılmaktadır. Balıklardaki önemli bir duyu sistemi de, bazı amfibyumlar dışında yalnızca balıklara özgü olan yan (ya da yanal) çizgidir. Bu çizgi, gözlerin çevresindeki deri ve kemiklerin içinde, başın üzerinde ve vücudun arka yansında bulunan, zengin bir sinir ağıyla donanmış küçük kanallar dizisinden oluşur. S harfi biçiminde uzanan bu kanallar boyunca yer yer, basınç değişikliklerine duyarlı olduğu sanılan duyu alıcılan vardır. Bu sistem, balığın su akımlannı ve basınç değişikliklerini algılayarak, fiziksel çevredeki değişikliklere uyum sağlamasına yardımcı olur.

EVRİM VE PALEONTOLOJİ

Günümüze değin birçok balık fosili bulunmuş ve tanımlanmıştır. Ancak bunların pek azı, balıkların uzun ve karmaşık evrim sürecine ışık tutarak, eksik halkaların tamamlanmasına yardımcı olmuştur. Bilinen temel olgu, ortama daha iyi uyum sağlayan yeni grupların öncekilerin yerini aldığıdır. Yani balıklar ortama iyice yerleşirken, evrimlerini sürdüren kimi örnekler de başka ortamlara geçebilecek düzeye gelir. Böylece daha gelişmiş balıklar, yeni yaşama çevrelerinde bulunan eski grupların yerini almaya başlar.
Bilinen en eski omurgalı fosilleri, Orta Ordovisiyen Dönemden (yaklaşık 450 milyon yıl önce) kalma çenesizbalıklara (Ag- natha sınıfı) ilişkindir. Bu örneklerin sığ deniz kıyılarında mı yaşadığı, yoksa akarsularla denize taşman tatlı su omurgalıları mı olduğu tartışma konusudur. Çenesizbalıkların, küçük ve yumuşak gövdeli, besinlerini ortamdan süzerek alan ve bugünkü batraklarının ataları olduğu sanılan canlılardan türediği düşünülmektedir. Agnatha ve Acanthodii sınıfından omurgalıların daha ilkel fosil örnekleri bulunamamıştır. Ancak, çeneli ve çenesiz omurgalıların Silüriyen Dönemin (430-395 milyon yıl önce) sonlarında yeryüzüne iyice dağıldıkları ve uzun bir gelişme sürecine hazır oldukları kesin olarak biliniyor. Cyclostomata takımı dışında kalan Agnatha sınıfının üyeleri, Devoniyen Dönemde (395-345 milyon yıl önce) kaybolmaya başlayarak yerlerini daha gelişmiş ve saldırgan olan ilk kemiklibalıklara ve Placodermi, Acanthodii, Selachii sınıfının üyelerine bırakmıştır. Cyclostomata takımının sülükbalığı ve taşemen türleri bugün de varlıklarını sürdürmektedir.

İlk Agnatha örneklerinde solungaç boşluğu geniştir; solungaç da solunumdan çok, beslenme organı olarak gelişmiştir. Hayvanın başı kaim bir zırhın koruması altında, kuyruk ise yüzmeyi sağlayacak biçimde serbesttir. Balıkların evriminde, kemik, kıkırdak ve mineye benzer ilk oluşumların ortaya çıkışı büyük önem taşır. Bu maddeler sonradan değişime uğrayarak, balıkların farklı su ortamlarına ve giderek karaya uyum sağlamalarında etkili olmuştur. İç ve dış iskelet, birçok omurgalılarda evrimin anahtarıdır.

Çeneli balıkların en eski örnekleri Acanthodii sınıfında toplanır. Üst Silüriyen Dönemde ortaya çıkan bu omurgalılar Devoniyen Dönemden sonra azalmış, ama Alt Permiyen Dönemde (Permiyen Dönem 280225 milyon yıl önce) değin varlığını sürdürmüştür. Çoğu 75 cm’yi aşmayan boylarıyla küçük balıklar olan Acanthodii1 lerin tatlı sularda yaşayan kimi çenesiz omurgalılardan türedikleri ve omurgasızlarla beslendikleri sanılmaktadır. Bu balıkların dış iskeleti kıkırdaklı ve kemiklibalıklarmki kadar gelişmiş değildir ve belki de bu nedenle soyları tükenmiştir.

Çeneli balıkları içeren Placodermi sınıfı Erken Devoniyen Dönemde (390 milyon yıl önce) ortaya çıkmış ve bu dönemin sonlarında soyu tükenmiştir.

İlk kez günümüzden 375 milyon yıl önce, Orta Devoniyen Dönemde ortaya çıkan Selachii sınıfı balıklar (kıkırdaklıbalıklar) bugün de varlıklarını yaygın olarak sürdürmektedir. Bu sınıftan gelişmiş köpekbalıkları ve vatozlar Jura Döneminde (190-136 milyon yıl önce) görülür. Kretase (Tebeşir) Dönemi (136-65 milyon yıl önce) ve Senozoyik (Yakın) Zamanda (başlangıcı 65 milyon yıl önce) kıkırdaklıbalıkların başlıca gelişme ve farklılaşma aşamaları gerçekleşirken, kemiklibalıklar da ortaya çıkmıştır.

Bazen kıkırdaklıbalıklardan ayrı bir sınıf olarak kabul edilen Holocephali (tümbaşlı- lar) grubundan balıkların, Üst Devoniyen Dönemden başlayarak günümüze değin gelen gelişmiş örnekleri bulunur. Tabak biçimi pullar, gerçek kemik dokusunun bulunmaması, döllenme sırasında dişiyi tutmaya yarayan organlar gibi birçok benzer yanları nedeniyle, kıkırdaklılarla tümbaşlılar yakın akraba sayılır.

Bazen kemiklibalıklardan ayrı bir sınıf olarak kabul edilen Sarcopterygii sınıfının kökeni Alt Devoniyen Döneme değin uzanır. Bu grubun üyeleri, Devoniyen Dönemin sonunda amfibyumlara geçişi sağlayan bir köprü olduğundan ayrı bir önem taşır. Akciğerlibalıklar bu grubun günümüzde de yaşayan az sayıdaki örnekleridir. Sarcopterygii grubundan balıkların Silüriyen Dönemde yaşamış bir grup çeneli tatlı su balığından geliştiği, bu grubun aynı zamanda daha gelişmiş kemiklibalıklarm da ataları olduğu sanılmaktadır.

Osteichthyes (kemiklibalıklar), balıkların en geniş sınıfıdır. Alt Devoniyen Dönemden, yaklaşık 390 milyon yıldan bu yana varlıklarını sürdüren, yaklaşık 52 takım ve 80 kadarı fosilleriyle tanınan 480 familyadan oluşan bu sınıf, 20 bin dolayında yaşayan balık türünü içerir. Bazı sınıflandırmalarda bu balıklar Osteichthyes yerine sınıf düzeyinde alınan Actinopterygii (ışınsalyüzgeçliler) içine sokulmaktadır. Kemiklibalıklarm tarihi genellikle üç temel evrede ya da evrim çizgisi içinde İncelenmektedir. Chondrostei ler Alt Devoniyen Dönemden başlayarak Permiyen Döneme değin çoğalıp gelişmiş, daha sonra gerilemeye başlayarak Kretase Döneminde ortadan kalkmıştır. Çene ve kuyruk yapıları bugünkü balıklarmkinden değişiktir; vücutlarında kalın ganoyit pullar bulunur. Holosteilerin kuyruk ve gövde yapısı yüzmeye daha elverişlidir; pulları daha inceldiği gibi, üstçene serbest, kas sistemi de daha gelişkindir. Bulunan en eski fosilleri yaklaşık 190 milyon yıl öncesine uzanan Teleosteiler, yaşayan balıkların en büyük bölümünü oluşturan gerçek kemikli- balıklardır. Bu balıkların yüzme yeteneği son derece gelişirken, kuyruk büyük bir önem kazanmış ve solungaçlar büyük ölçüde solunum organı durumuna gelmiştir.

Balıklar üzerindeki araştırmalar balıkbiliminin (ihtiyoloji) ilgi alanına girer. İnsanların balıklara duyduğu ilginin başlıca nedenlerinden biri, insanın çevreyle ilişkileri ve çevreye olan bağımlılığıdır. Balığın insanlar için önemli bir besin kaynağı olması da bu ilgiyi körükler. Bir zamanlar bitmez tükenmez olduğu sanılan bu kaynağın oldukça kısıtlı olduğu ve su ortamlarının biyolojik, kimyasal ve fiziksel etkenleriyle hassas bir denge içinde bulunduğu bugün artık anlaşılmıştır. Çevre kirliliği ve doğal çevrenin bozulması, tatlı ve tuzlu sulardaki aşırı avlanma, bilinçli balıkçılık yöntemlerinin başlıca düşmanlarıdır.