Náttúrufræðingurinn - 2010, Page 65

65
Tímarit Hins íslenska náttúrufræðifélags
Ingibjörg G. Jónsdóttir
Hlutverk kvarna í
fiskum og rannsóknum
Ritrýnd grein
Náttúrufræðingurinn 80 (1–2), bls. 65–70, 2010
Hlutverk kvarna
Kvarnir eru kalksteinar í innra eyra
beinfiska (1. mynd). Innra eyra
fiska samanstendur af þrennum
bogagöngum og þremur kvarna-
hólfum. Hlutverk bogaganganna er
að nema hröðun fisksins. Kvarna-
hólfin nefnast skjóða (e. utriculus),
litli posi (e. lagena) og posi (e.
sacculus). Í þessum hólfum liggja
kvarnirnar í seigum vökva. Stóra
heyrnarkvörnin (e. sagitta), sem
er stærst, liggur í posa, jafnvægis-
kvörnin (e. lapillus) í skjóðu og litla
heyrnarkvörnin (e. asteriscus) í litla
posa (1. og 2. mynd). Eins og nafnið
bendir til, er hlutverk stóru og litlu
heyrnarkvarnanna tengt heyrn fiska.
Eðlismassi fisks er svipaður eðlis-
massa sjávar og því fer hljóðbylgja
hratt í gegnum fiskinn án mikillar
mótstöðu. Kvörnin er hins vegar
með annan eðlismassa og þegar
hljóðbylgjan skellur á kvörninni titr-
ar hún og snertir bifhár á skynfrum-
um sem senda skilaboð með tauga-
frumum til heilans sem móttekur
boðin. Með jafnvægiskvörninni
skynja fiskar jafnvægi, á þann hátt
að þegar fiskurinn leggst á hliðina
færist jafnvægiskvörnin inni í skjóð-
unni og snertir skynfrumurnar sem
senda boð um halla fisksins.
Uppbygging kvarna
Kvarnir eru aðallega (u.þ.b. 96%)
úr kalsíumkarbónati (CaCO3) en að
auki eru ýmis snefilefni í kvörnum.1
Hluti af kvörninni er próteingrind,
að mestu leyti úr amínósýrum,
sem er talin vera burðargrind fyrir
kalkmyndunina.2 Uppröðun kalsí-
umkarbónats getur verið á þrjá mis-
munandi vegu (calcite, aragonite og
vaterite). Stóra heyrnarkvörnin og
jafnvægiskvörnin eru á aragonite-
formi. Litla heyrnarkvörnin er hins
vegar á vaterite-formi og glærari
en hinar. Munurinn milli þessara
þriggja forma liggur í uppröðun
kalsíumkarbónats; aragonite er tígul-
laga (e. orthorhombic), calcite þríhyrnt
(e. trigonal) og vaterite sexhyrnt (e.
hexagonal). Stundum verða breyt-
ingar í uppröðun kalsíumkarbónats
og sést þá greinilegur munur á útliti
kvarnanna (3. mynd). Ekki er vitað
af hverju þetta gerist en talið að
álag vegna fæðuskorts, hitastigs eða
annarra þátta hafi þar áhrif. Breyt-
ingin virðist ekki hafa neikvæð áhrif
á vöxt eða lífslíkur fisksins.3 Hins
vegar er eðlisþyngd vaterite-kvarna
minni og bygging þeirra óreglulegri
en aragonite-kvarna og hefur það
áhrif á heyrn fiskanna.
Í fiskum eru ólífræn efni tekin
upp í blóðið gegnum tálkn og
garnir. Þaðan flytjast þau í umfrymis-
vökvann og nýtast meðal annars í
uppbyggingu kvarna. Efnasamsetn-
ing kvarna þarf þó ekki að endur-
spegla efnasamsetningu sjávarins/
Kvarnir eru kalksteinar, aðallega úr kalsíumkarbónati, sem finnast í öllum
beinfiskum. Vegna sérstæðra eiginleika hafa þær verið mikið notaðar í
rannsóknum á fiskstofnum, bæði í sjó og fersku vatni. Það er auðvelt að
safna kvörnum og þeim er safnað úr helstu nytjastofnum í rannsóknum
um allan heim. Kvarnir eru mest notaðar til aldursgreininga en aldur er
grundvöllur fyrir mati á stofnstærð helstu tegunda nytjafiska. Kvarnir hafa
einnig verið notaðar til ýmissa annarra rannsókna. Með mismunandi lögun
og efnasamsetningu kvarna hefur verið unnt að aðgreina undirstofna sömu
tegundar. Rekja má uppruna hrygningarfisks með því að bera saman efna-
samsetningu kvarna í fiskseiðum og innsta hring kvarna (sem samsvarar
fyrsta árinu) í fullorðnum fiski af sama árgangi. Einnig er hægt að rannsaka
far milli ferskvatns og sjávar með því að mæla snefilefnastyrk eftir þver-
sneið kvarnarinnar. Í þessari samantekt verður farið yfir uppbyggingu og
hlutverk kvarna ásamt gildi þeirra í rannsóknum. Lögð verður áhersla á
rannsóknir síðustu árin á íslenska þorskinum.
1. mynd. Mynd af innra eyra og staðsetn-
ingu kvarna í fiskum. – Inner ear and loca-
tion of otoliths in fishes.
Jafnvægiskvörnin
í skjóðu
Stóra heyrnakvörnin
í posa
Litla heyrnakvörnin
í litla posa
Bogagöngin
Heilinn
80 1-2#loka.indd 65 7/19/10 9:52:55 AM