Avaruudessa ei ole ylös- tai alaspäin, mutta Star Trek -tapahtumissa laivat ovat aina suunnattu samalla tavalla: oikea puoli ylöspäin. Se on tieteellisesti tarpeeton trope, josta on tullut käynnissä oleva vitsi tieteiskirjallisuusfanien keskuudessa.
Silti täällä maan päällä kalat ovat hämmästyttävän samanlaisessa tilanteessa. Kun kala liukuu painottoman, kolmiulotteisen, vetisen maailman läpi, se pysyy melkein aina oikealla puolella ylöspäin. Kysymys - miksi tähtilaivoihin ja kaloihin - miksi?
Se on helpompi kysymys vastata kuvitteellisiin avaruusaluksiin kuin tosielämän kalat.
Elokuvissa tai televisiossa ohjaajat näyttävät aluksia samalla tavalla kuin tekevät, koska se tekee kohtauksen ymmärrettävämmäksi katsojille, painovoimaan sitoutuneeseen maailmaan tottuneisiin olentoihin. "Meillä on kiinteä ajatus siitä, että kaiken pitäisi olla oikein päin", sanoo Pennsylvanian West Chester Universityn toiminnallinen morfologi Frank Fish. Entä kalat? Se on palapeli.
"En voi päästä kalan mieleen - nimestäni huolimatta - ja päättää, miksi se erityisesti tekisi niin", Fish sanoo.
Salaisuuden syventäminen on, että tutkijat tietävät muutamia syitä, miksi kala uisi tietyssä suunnassa - silti heillä on selvästi etusija. Toisin kuin maaeläimet, kalat eivät työnnä maata vasten liikkuakseen. Ja liikuttaessa kalat eivät ole virtaviivaisemmat yhdessä suunnassa kuin toiset. Lisäksi suurin osa kaloista on erittäin raskaita, sanoo Brooke Flammang, joka opiskelee kalabiomekaniikkaa New Jerseyn teknillisessä instituutissa. Kuten lapsi, joka tasapainottaa uimarannan rantapalloa, painovoima haluaa sen kääntyvän. Joten miksi he eivät?
Johtava selitys on, että kalat aloittivat elämän oikealla puolella ylöspäin evoluutiota ajatellen, joten useimmilla ei koskaan ollut syytä muuttua. "Vain välillämme, niin, he eivät koskaan vaivautuneet", sanoo Milton Love, puoliksi eläkkeelle jäänyt meriseläintieteilijä Kalifornian yliopistossa, Santa Barbara.
Kalan suositeltava suuntaus "palaa takaisin hyvin varhaisiin vaiheisiin, joissa rakennetaan vasen ja oikea puoli, pään pää ja pyrstöpää", sanoo Peter Wainwright, joka opiskelee kalojen morfologiaa ja käyttäytymistä Kalifornian yliopistossa, Davis. .
On olemassa kaksi eläinryhmää, joilla on erilliset vasen ja oikea puoli, Wainwright sanoo. Ensimmäinen ryhmä, protostomia, sisältää useimmat selkärangattomat, kuten hyönteiset ja nilviäiset. Varhaisessa kehitysvaiheessa alkioina nämä eläimet kehittävät ontelon, josta tulee edelleen suu. Toisessa ryhmässä deuterostomia, johon kuuluvat selkärankaiset, kuten kalat ja ihmiset, alkiot kehittyvät eri tavalla. Tässä tapauksessa ensimmäisestä muodostuneesta masennuksesta tulee peräaukko.
Tämä pieni alkuero tarkoittaa, että kaksi ryhmää kehittyvät vastakkaisiin suuntiin. Läppä määrää siitä, mistä eläimen puolelta tulee sen yläosa (selkä) ja josta alaosa (ventraali) sekä missä hermolanka kulkee, kertoo Lauren Sallan, joka tutkii selkärankaisten varhaista evoluutiota Pennsylvanian yliopistossa.
Useimmissa selkärangattomissa hermojohto kulkee alas vatsasta. Hermoilla on vähän vaikeuksia liittyä silmiin ja aivoihin, jotka ovat selkärankaisemmat, koska selkärangattomilla ei ole usein ruumiin sisällä kovia osia tielle pääsemiseksi, Sallan sanoo.
Sitä vastoin jopa alkeellisimmissa selkärankaisissa on kovia kudoksia, kuten luita, jotka muodostavat kehon sisäisiä esteitä. Seurauksena on, että heidän kehosuunnitelmansa on paljon vähemmän mukautettavissa. Hermojohto kulkee eläimen selkää pitkin ja sen aivot kehittyvät selkäpuoleltaan linkittääkseen hermoihin. Koska silmät ovat kallossa lähellä aivoja, ne päätyvät myös päälle. Kun kehon yläosaa ei ole saatavana, vatsa ja suu päätyvät pohjaan.
Sallan ei ole varma, mikä johti muutokseen, mutta se vaikutti voimakkaasti selkärankaisten evoluutioon. "Se on varhainen kolikon kääntö, josta on tullut merkittävä rajoitus kalan muodossa", Sallan sanoo.
Kysymys on siis, miksi kalat pysyivät selkäpuoli ylöspäin? Vastaus löytyy evoluutioteorian perusajatuksista: jos uusi piirre ei tarjoa selkeää etua, asioilla on taipumus pysyä ennallaan.
Tutkijat ovat kiusanneet joitain etuisuuksia uimaan ylöspäin. Esimerkiksi painovoima auttaa siirtämään verta aivoista takaisin sydämeen, Flammang sanoo. Kalat hyötyvät myös siitä, että heidän silmänsä ovat suuhunsa yläpuolella, sanoo Love, koska se pitää herkät elimet poissa ruuista ja roskista ja etsimässä saalistajia. Jopa niiden erittäin painava rakenne antaa kaloille joitain etuja: se lisää niiden ohjattavuutta, Flammang sanoo.
Ja jotkut kalat ovat oppineet uimaan ylösalaisin, kun taas toiset flirttailevat ideasta.
Monet kalat, jotka elävät rakenteiden, kuten riuttojen tai laiturien lähellä, suuntaavat vatsansa pystysuoria seiniä tai jopa kattoja vastaan, Wainwright sanoo. Kalat vaikuttavat mukavalta uinnilta tällä tavalla rakenteiden lähellä, mutta ne kääntyvät nopeasti oikealle puolelle ylöspäin kun uivat pois.
Ryhmä afrikkalaisia monni on täysin omaksunut ylösalaisin elämän. Niiden käyttäytyminen on seurausta pohjassa asuvista kaloista, jotka sopeutuvat hyödyntämään happea sisältävää vettä lähellä pintaa. Sian suu on alapuolella, joten kaloille oli todennäköisesti helpointa yksinkertaisesti kääntyä ylösalaisin ja käsitellä vedenpäätä samalla tavalla kuin pohjan hoitamisessa, sanoo Lauren Chapman, joka opiskelee kalojen hengitystä McGill-yliopistossa Montrealissa., Quebec. "Käänteinen monni, veden pinta on vain toinen substraatti", hän sanoo.
Mutta useimmissa tapauksissa, sanoo Rakkaus, "useimmille kaloille ei ole valikoivia etuja ylösalaisin."
Kuten Wainwright sanoo, vastaus on todennäköistä, että useimmille kaloille vaihtaminen ei yksinkertaisesti ole sen arvoista. Tässä vaiheessa pystysuuntainen oleminen on johdotonta. Yksinkertaisesti sanottuna, kalat "eivät ehkä halua olla ylösalaisin", Flammang sanoo.
Toisin sanoen, he ovat tottuneet siihen, ja se toimii. Kuin katsella tähtilaivoja kilpailemassa galaksin yli, oikealla puolella ylöspäin.
Aiheeseen liittyviä tarinoita Hakai-lehdestä:
- Kalastustekniikat kohdentavat kaloja erilaisilla "persoonallisuuksilla"
- Mihin kalat menevät myrskyssä?
- Kalat muodostumisessa
