Mezi rybami jsou různé rekordy, včetně délky života. Málokdo si může nárokovat status stoletých starců, kteří se dožívají 100 let. Z literatury (Život zvířat) je známo, že dlouhověkou rybou je beluga. Ale orobinec australský v přírodních podmínkách může dosáhnout věku 60 let, ale v americkém akváriu v Chicagu žil téměř 90 let a zemřel na stáří. To vešlo ve známost na začátku února 2017 (podle Chicago Tribune).
Tato úžasná ryba měla dokonce jméno – dědeček. Byl přivezen ze Sydney (Austrálie) v roce 1933 jako teenager. Odhaduje se, že během let jeho života ho mohlo vidět více než 100 milionů návštěvníků akvária. Krátce před svou smrtí začal hortozub odmítat potravu. Podle veterinářů přestaly jeho systémy vnitřních orgánů normálně fungovat. Specialisté na akvaristiku se proto rozhodli pro jeho eutanázii.
Proč je orobinec zajímavý?
Australský rohozub získal své jméno díky neobvyklé struktuře zubů, které jsou srostlé do pevných destiček: 2 na spodní čelisti a 4 na horní. Je to australský endemit: vyskytuje se pouze v Austrálii v řekách Burnett a Mary (v Queenslandu). Byl zavlečen do jezer a nádrží tohoto státu a daří se mu tam dobře. Místní domorodci mu říkají barramunda a velmi si cení jeho chutného masa, když ho jedí. Maso má načervenalou barvu, proto má horntooth jiný název – losos Burnett.
Důležitým znakem orobince australského je přítomnost plic, což je přeměněný plavecký měchýř. Díky této vlastnosti dokáže dýchat atmosférický vzduch a je to plicník z třídy Lobe-finned. V řádu Horntoothed patří do čeledi Horntooth (Monopulmonaceae), který je zde jediným druhem.
Vzhled a životní styl
Barramunda je mohutná ryba, která dorůstá až 175 centimetrů. Jeho tělo, stlačené po stranách, je pokryto velmi velkými šupinami, které mají jednotnou barvu od červenohnědé a šedomodré. Břišní a boční části těla jsou světlejší (stříbrné a světle žluté odstíny).
Zvláštní pozornost si zaslouží párové prsní a břišní ploutve orobince australského. Jsou velmi silné a dobře vyvinuté. Díky přítomnosti chrupavčitých kosterních útvarů uvnitř těchto ploutví připomínají zvláštní ploutve.
Hřbetní a řitní ploutev splývají v jeden celek s ocasní ploutví, která nemá lopatky.
Životní podmínky v přírodě
Orobinec australský obývá řeky s pomalými proudy a oblasti s hustými houštinami vodních rostlin. Jedná se o přisedlé ryby, které tráví téměř veškerý čas u dna. Buď leží na břiše na zemi, nebo se pomalu plazí po čtyřech silných, ploutví podobných prsních a břišních ploutvích. Při pohybu po dně se také spoléhají na svůj ocas a klenou hřbet, což lehce připomíná některé housenky.
Někdy pohyby rohatého připomínají chůzi po čtyřech ploutvích, jako na nohách. Ke koupání ve vodním sloupci dochází díky velmi mírnému prohnutí těla, které není téměř vidět. Ale vyděšený roháč začne pracovat svým mohutným ocasem a předvádí rychlý pohyb.
Orobinec, který je plicníkem, potřebuje pravidelně vyplouvat na hladinu, aby spolykal část atmosférického vzduchu.
Dýchání atmosférického vzduchu
Ryba vystrčí špičku hlavy nad hladinu vody, kde se nacházejí nozdry (choanae), a silně „vydechne“ a vypustí část výfukového vzduchu z plic. Dýchací proces rohatého je doprovázen zvláštním zvukem, podobným jak sténání, tak chrčení. Hlasitost tohoto zvuku je taková, že se šíří daleko do všech stran po celém okolí. Pak následuje nádech a barramunda začne pomalu klesat ke dnu nádrže.
Do výdechu a nádechu se zapojují pouze nosní dírky, ústa jsou v těchto chvílích zavřená a čelisti ryb jsou uzavřeny velmi těsně.
Zajímavé je, že rohatý dýchá atmosférický vzduch téměř stejným způsobem jako kytovci – nejprve vydechovat a poté vdechovat. U velryb se obě akce provádějí přes spirálu a sumec plicník – přes nosní dírky.
Pozorovatelé poznamenávají, že i ve vodě s dostatkem kyslíku vyžaduje orobinec australský kromě dýchání žábrami také plicní dýchání.
Přežití období sucha
Když přijde období sucha, dýchání plic pomáhá barramundě přežít. Když jejich původní řeka úplně vyschne, nezavrtají se do spodní půdy a neuloží se k zimnímu spánku, jako jejich příbuzní dvoulungové (lepidosirenus a protopterus). Horntoothi se jednoduše plazí pomocí svých silných spárovaných ploutví a nacházejí mokrá místa nebo hluboké díry na dně řek, kde dýchají plícemi.
Obvykle se v takových jámách (sudech) shromažďuje velké množství ryb. Postupně se za takových podmínek voda přehřívá a začínají hnilobné procesy, které vedou k téměř úplnému vymizení kyslíku z vody. Všechny ryby umírají na udušení, jen orobinec se cítí skvěle, díky přechodu na plicní dýchání. Odumírá pouze tehdy, když nádrž zcela vyschne.
Výživa a cirkadiánní rytmus
Orobinec australský požírá různé bezobratlé živočichy, které najde u dna: četné larvy hmyzu, měkkýši, červi, korýši a další). Spolu s těmito živočichy zachycuje i části rostlin ze dna, takže vnitřnosti této ryby většinou obsahují velké množství rozdrcených rostlinných zbytků. Vědci naznačují, že není schopen strávit rostlinnou potravu a ta jednoduše prochází střevy. Tento názor podporuje i skutečnost, že orobinec se při chovu v akváriích cítí skvěle pouze na masité stravě bez rostlinných přísad.
U orobince australského nebylo možné zaznamenat žádný zvlášť výrazný cirkadiánní rytmus. Může být pomalu aktivní kdykoli během dne: v noci i ve dne.
Reprodukce
Horntooths nejsou starostliví rodiče. Hlavní tření nastává v období dešťů. Vajíčka nakladená na vodní rostliny nechávají bez dozoru. Vejce jsou velmi velká (0.65 – 0.70 centimetru v průměru), obalená rosolovitou skořápkou, která lehce připomíná žabí vejce. Podobně jako žabí vejce obsahují i vejce australského sumce hodně žloutku.
Larvy z vajíček se objevují po 10-12 dnech od okamžiku tření. Nemají vnější žábry. Larvy rohovce, které přijímají výživu ze svého žloutkového váčku, leží neustále na dně a prakticky se nehýbou. Někdy dokážou skočit na krátkou vzdálenost a opět nehybně ztuhnout na jednom místě. 2 týdny po vylíhnutí mají larvy již viditelné prsní ploutve, což jim dává schopnost plavat. Vývoj pánevních ploutví trvá ještě několik měsíců.
Biologové sekvenovali genom orobince, plicníku žijícího v severovýchodní Austrálii. Studie potvrdila, že plicník je nejbližší příbuzný suchozemských čtyřnohých obratlovců a mnoho jejich genetických rysů ukazuje na adaptace, které usnadňují přístup na pevninu. Patří mezi ně zvýšení počtu genů odpovědných za funkci plic a vzdušný čich a také výskyt genů odpovědných za tvorbu tlapek místo ploutví. Jak je uvedeno v článku v časopise Příroda, práce si vyžádala použití řady nových technologií, protože až dosud vědci nesekvenovali genomy tak velké jako genomy rohatého zubu.
Lungfish (Dipnoi) byly objeveny v 19. století a od té doby zůstaly středem vědecké pozornosti. Anatomie těchto tvorů kombinuje rysy charakteristické jak pro ryby, tak pro suchozemské čtyřnohé obratlovce (tetrapod): například mají pravé plíce a jejich končetiny připomínají spíše tlapky než ploutve. A studie rekordně dlouhých genomů plicníků naznačují, že jsou nejbližšími žijícími příbuznými tetrapodů (linie lalokoploutvých ryb, včetně slavných coelacanthů, se oddělila o něco dříve).
Celkem do dnešních dnů přežilo šest druhů plicník: čtyři druhy afrických protoptera (Protopterus), jihoamerický lepidosiren (Lepidosirenový paradox) a australský rohozub (Neoceratodus forsteri). Předpokládá se, že posledně jmenovaný druh si zachoval nejarchaičtější strukturální rysy, například velké šupiny a ploutve ve tvaru laloku, které u jiných plicníků získaly vláknitý tvar.
Tým biologů vedený Axelem Meyerem z Univerzity v Kostnici se rozhodl studovat genom orobince při hledání vodítek o raných fázích evoluce suchozemských obratlovců. Zajímalo je také, proč jsou genomy těchto ryb tak velké. Za tímto účelem Meyer a jeho kolegové odebrali vzorky z mladého orobince a sekvenovali je. Vědci museli použít řadu nových technologií, protože genom orobince je největším zvířecím genomem, jaký byl kdy sekvenován: skládá se z více než 43 miliard párů bází, což je 14krát více než u lidí (předtím byl genom axolotl považován za největší sekvenovaný genom (Ambystoma mexicanum), sestávající z 32 miliard párů bází).
Po analýze získaného materiálu autoři potvrdili závěry předchozích studií o evoluční blízkosti plicníků a tetrapodů. Podle jejich výpočtů se tyto dvě větve rozcházely asi před 420 miliony let.
K nárůstu velikosti genomu plicníků došlo zřejmě v období před 400 až 200 miliony let, poté došlo k jejímu zpomalení (nezávisle na plicnících se zvětšil genom ocasatých obojživelníků). V důsledku toho například genom rohatého zubu narostl na 37 gigabází, z nichž devadesát procent jsou opakované sekvence. Hlavní příspěvek k expanzi genomu přinesly mobilní genetické elementy, transpozony, z nichž některé jsou stále aktivní, což znamená, že se nadále šíří po celém genomu a zvětšují jeho objem. Je zajímavé, že poměr hlavních tříd transposonů v orobinci připomíná poměr tetrapodů (včetně axolotlů) spíše než ryb.
Další analýza identifikovala 259 genů v genomu orobince, které byly podrobeny pozitivní selekci. Mnohé z nich souvisí s produkcí hormonu estrogenu a fungováním ženského reprodukčního systému. Navíc se jejich počet zvýšil u 107 genových rodin a snížil se u 24 rodin.
Například počet genů odpovědných za produkci povrchově aktivních proteinů (jsou součástí směsi lipoproteinů, které pokrývají povrch plic zevnitř) se ve srovnání s rybami zvýšil dvakrát až třikrát a dosáhl stejného počtu jako u suchozemských obratlovci. Navíc se zjistilo, že gen shh, zodpovědný za vývoj plic, je exprimován během embryonálního vývoje stejným způsobem jako u obojživelníků. To vše ukazuje na přizpůsobení potřebná k dýchání vzduchu.
Změny v genomu plucňáků ovlivnily nejen geny spojené s dýcháním. Studie ukázala, že v jejich evoluční linii výrazně vzrostl počet receptorových genů odpovědných za vzdušný čich a fungování vomeronazálního orgánu. Zároveň je ve vodním prostředí méně genů spojených s čichem. Zvláštní pozornost autoři věnovali genetickému základu vývoje končetiny. Zejména zjistili, že geny prodej1 и hoxc13, které se podílejí na vývoji končetin tetrapodů, jsou aktivní i v embryonálním stádiu u orobince.
Již v raných fázích evoluce tedy pluňák získal mnoho genetických rysů, které usnadňovaly život mimo vodní plochy. Možná vznikly již u jejich společných předků se suchozemskými obratlovci a pomáhali jim kolonizovat zemi.
Již dříve biologové studovali embryonální vývoj rohozubých ploutví a došli k závěru, že za tvorbu prstů a dalších prvků kostry končetin u tetrapodů jsou zodpovědné dva různé vývojové programy.
