A functional-morphological study on the attachment, respiration and feeding mechanisms in Balitorinae (Balitoridae, Teleostei)
Vissen met een zuiglichaam
Ze zijn gemakkelijk beschikbaar en toch ontgaat de mensen vaak de aandacht aan hoe gespecialiseerd bepaalde aquariumvissen wel zijn. De platte grondels (Balitoridae) zijn daar een perfect voorbeeld van: populair vanwege hun sterk afgeplatte lichaam en schuifelende voortbeweging.
Deze dieren komen oorspronkelijk uit Eurazië, waar ze leven in snelstromende rivieren. Deze omgeving vormt een lastige levensplaats voor de kleine vissen, aangezien voedsel er schaars is en de sterke stroming hen eenvoudigweg kan meesleuren. Daarom zijn deze dieren aangepast geraakt om zich vast te hechten aan substraten. Deze aanpassingen hebben consequenties op andere mechanismen, zoals voeding. De aandachtspunten in deze studie waren dan ook de aanhechting, ademhaling en voeding van deze dieren en de identificatie van de sleutelstructuren (zoals spieren en skeletstructuren) in deze mechanismen.
Uit het onderzoek is vastgesteld dat platte grondels hun hele lichaam gebruiken om zich vast te hechten aan substraten, wat door ons een zuiglichaam genoemd wordt. De schedel wordt gekenmerkt door een sterk vergroot been, dat reikt van de oogholte tot de tip van de snuit (dit been is gewoonlijk klein) en zo een stevige begrenzing vormt van het zuiglichaam. Het lichaam van de vissen zelf is sterk hydrodynamisch afgeplat en de onderzijde is vlak, waardoor de vis in nauw contact met de ondergrond kan liggen. De belangrijkste rol in de aanhechting is weggelegd voor de gepaarde vinnen, respectievelijk de borst- en buikvinnen. Deze vinnen zijn vergroot en hechten horizontaal aan het lichaam. De voorste vinstralen van deze vinnen zijn bedekt met unculi, hoornige stekels die ontstaan uit individuele cellen. Deze structuren zorgen voor een verhoogde wrijvingskracht, waardoor de vissen aan het substraat kunnen blijven hangen. De achterste vinstralen van de borstvin zijn echter niet bedekt met deze unculi. Deze vinstralen zijn gewoonlijk bevestigd tegen het lichaam. Wanneer het watervolume -dat onder het lichaam lekt- teveel toeneemt, komen deze vinstralen los van het lichaam. Het water wordt vervolgens langs de ontstane holte tussen het lichaam en de vinnen verwijderd. Op deze manier voorkomt de vis dat hij meegesleurd wordt door de stroming.
Het gevolg van het afgeplatte lichaam is dat gedurende de evolutie, de mond aan de onderzijde kwam te liggen en zo in contact kwam met het substraat. Hoewel de vis (te) grote hoeveelheden water onder het lichaam verwijdert, is het toch nodig dat er steeds nieuw water onder het lichaam wordt gebracht voor zowel de ademhaling als voor de voeding. Deze processen werden bestudeerd door opnames van drie verschillende platte grondelsoorten te maken.
Uit deze kinematische studie bleek dat er sprake is van twee holtes: de interne mondholte en de externe holte gevormd tussen het voorste deel van het lichaam en de bodem. Het volume van deze holtes wordt beïnvloed door bewegingen van de onderkaak. Uitademing gebeurt wanneer deze kaak opgehoffen wordt. Het volume van de mondholte verkleint en de holte onder het lichaam neemt toe, waardoor er een onderdruk onder het lichaam ontstaat. Simultaan met deze opheffing wordt de tip van de snuit naar omhoog gebracht, waardoor water naar de ontstane onderdruk wordt gezogen. Wanneer het water onder het lichaam gebracht is, zal de snuit weer aanhechten aan de bodem. Inademing is geassocieerd met het neergaan van de onderkaak. Hierdoor verkleint de holte onder het lichaam, maar neemt het volume van de mondholte toe. Bijgevolg wordt het water onder het lichaam in de mond gezogen.
Dan rest enkel nog de vraag hoe deze dieren zich voeden. Uit ons onderzoek is gebleken dat voeding eigenlijk een aangepaste vorm van ademhaling is. Terwijl gedurende normaal ademhalen inademing ongeveer even lang duurt in vergelijking met uitademing, is dit niet het geval gedurende voeding. Wanneer platte grondels zich voeden duurt de uitademing ongeveer dubbel zo lang als de inademing. De langere uitademing is geassocieerd met een verdere elevatie van de onderkaak. Hierdoor onstaat er een grotere holte onder het lichaam en bijgevolg is ook de onderdruk groter in vergelijking met normaal ademhalen. Op deze manier worden grotere hoeveelheden water aangezogen waarin voedselpartikels aanwezig zijn. Wanneer gedurende de korte inademing het volume van de mondholte snel toeneemt, veroorzaakt dit ook een grotere zuigkracht op het water aanwezig onder het lichaam en de voedselpartikels worden op deze manier in de mond gezogen, zodat de vis in staat is zich te voeden.
Platte grondels zijn dus meer dan gewone aquariumvissen. Ze zijn geëvolueerd in functie van een efficiënte aanhechting. Terwijl de meeste vissen die zich kunnen vasthechten aan oppervlakken een specifiek aangepaste lichaamsstructuur hebben, zoals bijvoorbeeld de zuigmond van katvissen, gebruiken de platte grondels hun hele lichaam. Dat is een unieke aanhechtingsvorm en wijst erop dat deze vissen –ondanks hun grootte- uitstekend aangepast zijn om te overleven in de wilde rivieren van Eurazië.
