Fische

3.2

Skelett

Die schuppige Haut, die den Körper der Fische umgibt, stellt ein Hautskelett dar. Bei den ersten Wirbeltieren überhaupt, den kieferlosen Ostracodermata des oberen Kambriums, war es das bedeutendste Stützgerüst; es bestand aus Schuppen und massiven Knochenplatten, welche die Bewegungsfreiheit deutlich eingeschränkt haben dürften. Dieser Hautknochenpanzer wurde in der weiteren Evolution der Fische (und damit aller Wirbeltiere) zurückgebildet, während das innere Skelett, vor allem die Wirbelsäule, in den Vordergrund trat.

Bei den vermutlichen Vorfahren aller heutigen Fische aus dem Silur war die Wirbelsäule noch aus knorpeligem Gewebe, das später aber zunehmend von Knochen verdrängt wurde. Die ersten Knochenfische besaßen schon ein größtenteils verknöchertes Skelett; die heutigen Störe und Flösselhechte haben als Knochenfische sekundär wieder ein fast reines Knorpelskelett gebildet. Das Knochengerüst der meisten heute lebenden Fische besteht aus einem Schädel, der mit Zähnen besetzte Kiefer enthält, einer Wirbelsäule, Rippen, einem einfachen Schulter- und Beckengürtel sowie einer Reihe von Knochen zwischen den Wirbeln, welche die Flossen stützen. Viele höhere Fische besitzen als zusätzliche Skelettelemente Gräten, die Rippen ähneln, jedoch in der Regel keine Verbindung zur Wirbelsäule haben. Sie entstehen in den Muskelscheidewänden der seitlichen Rumpfmuskulatur durch direkte Verknöcherung.

3.3

Innere Organe

Das Verdauungssystem eines Fisches besteht im Allgemeinen aus dem Maul mit mehreren Reihen scharfer, mahlender oder bürstenartiger Zähne, einem Schlund, einer Speiseröhre, einem Magen und einem Darm, der in einem After endet. Die verschiedenen Organe des Verdauungskanals sind nicht bei allen Arten deutlich voneinander abgegrenzt. Alle Arten besitzen jedoch eine Bauchspeicheldrüse und eine Leber.

Der Atmungsapparat der Fische mit Kiefern besteht aus einer Reihe von Schlitzen, den Kiemenspalten, die sich vom Schlund am Hinterende der Kehle in die Kiemenkammern beiderseits des Hinterkopfes öffnen. Diese Kammern können zum umgebenden Wasser hin offen, aber auch durch knöcherne Kiemendeckel bedeckt sein. Im Inneren der Kiemenkammer und in den Kiemenspalten liegen die Kiemen selbst; sie haben die Form dünner Blättchen oder Fäden, durch die das Blut zirkuliert. Wenn der Fisch Wasser aufnimmt und dieses durch die Kiemen ausstößt, geht im Wasser gelöster Sauerstoff durch die dünnen Kiemenmembranen ins Blut über, und Kohlendioxid gelangt als Abfallprodukt vom Blut ins Wasser. Einige wenige Arten, wie die Lungenfische, können auch mittels einer gut ausgebildeten Lunge atmosphärische Luft atmen.

Die meisten Knochenfische besitzen ein Organ zur Steuerung des Auftriebs. Diese als Schwimmblase bezeichnete Kammer lässt sich stammesgeschichtlich von der Lunge der frühesten Formen ableiten, die ihrerseits aus einem Anhangsorgan des Darmes entstanden ist. Sie ist mit Sauerstoff und Stickstoff aus dem Blut angefüllt. Ihre Hauptfunktion besteht darin, den Fisch an den unterschiedlichen Wasserdruck in verschiedenen Tiefen anzupassen, indem der Gasdruck in der Schwimmblase gesteigert oder gesenkt wird. So hat das Tier weder einen positiven noch einen negativen Auftrieb und kann mühelos in der gleichen Tiefe bleiben. Das Blutkreislaufsystem der meisten Fische ist einfach und besteht aus einem zweikammerigen Herz, welches das Blut nach vorn durch die Kiemen pumpt, dann zum Kopf und von dort über eine große Arterie, die unter der Wirbelsäule liegt, zurück in den Körper. Die Zirkulationsrate von Fischen ist niedriger als bei anderen Wirbeltieren.

3.4

Muskulatur

Die Hauptmuskeln im Körper eines Fisches sitzen seitlich entlang des Rumpfes und des Schwanzes. Die größere Muskelmasse liegt auf dem Rücken an jeder Seite der Wirbelsäule, die kleinere darunter. Jede Muskelmasse besteht aus einer Reihe ineinander verzahnter Segmente. Beim normalen Schwimmen versetzt die links und rechts abwechselnde, aufeinander folgende Kontraktion der Muskelsegmente von vorne nach hinten die Schwanzflosse in eine Wellenbewegung. Kleine Muskeln steuern die Bewegungen von Mund, Kiemen, Flossen und Augen. Einige wenige Fische, wie etwa die Aale, schwimmen durch Schlängelbewegungen ihres Körpers. Bestimmte andere Arten, darunter die Kofferfische, treiben sich allein durch die Bewegung ihrer Flossen an, ohne dabei den Körper zu bewegen.

3.5

Nervensystem

Das Zentralnervensystem der meisten Fische besteht aus einem Rückenmark und einem Gehirn, das aus einem relativ großen Kleinhirn, einem Paar Sehzentren (Lobus opticus), einem vergleichsweise kleinen Großhirn und einem Nachhirn (verlängertem Mark) besteht. Form und Größe der Teile des Gehirns unterscheiden sich bei verschiedenen Arten deutlich. Die Augen der Fische weisen fast kugelige Linsen und eine abgeflachte Hornhaut auf. Um auf unterschiedliche Entfernungen scharf zu stellen, wird die gesamte Linse des Auges von der Netzhaut weg oder zu ihr hin bewegt. Bei einigen Höhlenfischen (siehe Höhlentiere), die in völliger Dunkelheit leben, sind die Augen reduziert oder fehlen vollkommen. Fische riechen mittels eines Paares doppelter Nasenöffnungen, die in eine Riechgrube führen. Viele Fische nehmen chemische Reize auch über Geschmacksorgane in der Haut oder über Tentakel wahr, die man als Barteln bezeichnet und die um das Maul herum oder an anderen Teilen des Körpers sitzen.

Fische hören mittels äußerer Trommelfelle. Schallschwingungen werden durch die Knochen des Schädels ins Innenohr übertragen, das drei halbkreisförmige Kanäle enthält. Dieses Innenohr fungiert als Gleichgewichtsorgan wie auch als Hörorgan. Außerdem sind Fische mit einem einzigartigen Sinnesorgan ausgestattet, der so genannten Seitenlinie. Sie besteht aus Reihen von Sinnesknospen, die an der Körperoberfläche oder in Kanälen in der Haut liegen. Diese verlaufen entlang den beiden Körperseiten und am Kopf und stehen über kleine Poren mit dem umgebenden Wasser in Verbindung. Die Hauptfunktion des Seitenlinienorgans ist die Wahrnehmung von Schwingungen ausgesprochen niedriger Frequenz, bei einigen Arten kann es jedoch auch schwache elektrische Felder wahrnehmen. An Regenbogenforellen wurde Schmerzempfinden bei Fischen nachgewiesen. Diese Fische haben am Kopf Nozizeptoren (Schmerzsensoren), die etwa als Folge einer Verletzung durch Angelhaken Schmerzreaktionen auslösen.

4

Fortpflanzung

Fische produzieren Nachkommen auf verschiedene Weise. Die Geschlechter sind bei den meisten Arten getrennt, doch einige Arten sind Zwitter, d. h., die Individuen entwickeln sowohl Eierstöcke als auch Hoden – entweder in verschiedenen Lebensstadien oder gleichzeitig. Manche Arten von Anglerfischen zeigen einen starken Sexualdimorphismus; das zwergenhafte Männchen verwächst hierbei dauerhaft mit dem Körper des Weibchens und erhält Nährstoffe aus dem Blutkreislauf des Weibchens.

Ovipare Fische legen Eier, die außerhalb des Körpers der Weibchen befruchtet werden. Bei solchen Arten entwickeln sich auch die Jungen außerhalb des Körpers. Die Laichzeit wird oft durch die Wassertemperatur kontrolliert, aber auch durch Sexualhormone. Arten, die ihren Laich im offenen Wasser verstreuen, legen oft sehr große Mengen an Eiern. Ein einzelnes Dorschweibchen z. B. kann bis zu sieben Millionen Eier produzieren. Ei- und Samenausstoß müssen zeitlich gut aufeinander abgestimmt sein; findet Letzterer deutlich vor der Eiablage statt, so werden die mikroskopisch kleinen Spermien im Wasser schnell verdriftet. Zur Koordination haben einige Arten, wie beispielsweise Stichlinge, komplexe Balzrituale entwickelt. Die Männchen von Seepferdchen tragen die Eier bis zum Schlüpfen der Jungen in einer Bruttasche. Elterliche Fürsorge nach dem Schlüpfen ist oft gar nicht, bei einigen Gruppen aber auch sehr hoch entwickelt; oft verteidigen die Eltern das Nest oder Revier. Beim Schlammfisch und einigen Afrika-Buntbarschen suchen die Jungen bei Bedrohung durch Feinde Schutz im Maul eines Elterntieres (so genannte Maulbrüter).

Bei viviparen Fischen findet eine innere Befruchtung statt, die Weibchen bringen lebende Junge in einem fortgeschrittenen Entwicklungsstadium zur Welt. Das Lebendgebären hat sich mehrere Male bei Fischen entwickelt, etwa bei Haien, Quastenflossern und Aquarienfischen wie dem Guppy oder dem Black Molly. Die Embryonen erhalten auf vielfältige Weise Nährstoffe und können vor der Geburt um das Tausendfache an Größe zunehmen. Manche Arten zeichnen sich auch durch Ovoviviparie aus: Ihre Jungen schlüpfen innerhalb des Eileiters und werden somit lebend geboren.