Na fotografii – ryba pacu (Piaractus sp.) z čeledi piraní (Serrasalmidae), býložravý příbuzný slavných amazonských predátorů. Pacu svými zuby podobnými lidským louská ořechy. Tento trik ale nezkoušejte – provedl ho profesionál. Nejenže jsou pacu zuby umístěny ve dvou řadách na horní i dolní čelisti, ale jsou také vyztuženy železem. A zuby mění mnohokrát, nejen po jednom, ale na celé polovině čelisti najednou.
V ruskojazyčné literatuře se název „paku“ používá pro čtyři druhy ze dvou rodů – paku červené (Piaractus brachypomus), pacu řeky Paraná (P. mesopotamicus), pacu řeky Orinoko (P. orinoquensis) a hnědého pacu (Colossoma macropomum). Jedná se o největší zástupce rodiny piraní (která zahrnuje 17 rodů ryb). Žijí ve sladkých vodách tropické Jižní Ameriky a dorůstají délky až metru. Dospělí Piaractus sp. se od sebe liší velikostí těla a počtem a velikostí postranních šupin, takže je těžké určit druh na hlavní fotografii.
V anglicky psané literatuře termín „pacu“ zahrnuje všechny rody z čeledi piraní, které nejsou piraně. Toto rozdělení bylo zpočátku založeno na struktuře zubního aparátu, ale později bylo korigováno genetickým výzkumem.
Zástupci rodiny piraní. Prvních pět rodů je klasifikováno jako piraně, ostatní se cizími zdroji nazývají pacu (pacus). Mezi nimi jsou velké druhy (Piaractus sp. A Kolosom sp.), které dorůstají do 60–90 cm, méně často – do 110 cm a střední – do délky 25–40 cm. Někdy se setkáte s pojmem „pacucitus“ – malý pacu. Patří mezi ně zástupci rodu Acnodon s délkou těla až 13 cm. Metinnis neboli dolarová ryba stojí od sebe (Metynnis sp.): přes svou býložravost a hranaté zuby byl tento rod přenesen do kladu piraní. Obrázek z článku M. A. Kolmann et al., 2020. Fylogenomika piraní a pacus (Serrasalmidae) odhaluje, jak konvergentní diety zatemňují tradiční morfologickou taxonomii
Společným předkem všech piraní byl zřejmě býložravec. Později si piraně rozdělily zásoby potravy mezi sebe a přizpůsobily tomu svou anatomii zubů a čelistí. Pacu má stále dvě řady zubů na každé čelisti, podobně jako naše řezáky a stoličky. Ve vnitřní řadě je jich vždy méně. U některých druhů, včetně Piaractus sp., spodní čelist je kratší než horní, ale tlustý spodní ret skrývá specifičnost skusu. Jiné druhy mají také rysy čelistního aparátu, které závisí na jejich stravě. Kromě milovníků ořechů se najdou i příznivci planktonu, příznivci vodních rostlin či hmyzu a také odborníci na seškrabávání fytomasy z kamenů.
Hnědé zuby pacu (Colossoma macropomum). Druhá řada je viditelná na horní čelisti a dva zuby druhé řady na dolní čelisti. Foto z biolib.cz
Piraně si zachovaly jednu řadu trojúhelníkových zubů s ostrými hranami a přizpůsobily se predaci. Rostlinná strava je sice stále zahrnuta v jejich jídelníčku v malém množství. Jsou mezi nimi však i úzcí specialisté. Například vlajka piraně (Catoprionové mento) je lepidofág (viz Lepidofágie), to znamená, že požírá rybí šupiny (torpéduje oběti zespodu a okusuje šupiny) a piraně Serrasalmus elongatus živí se ocasem a ploutvemi.
Je pozoruhodné, že rozdíl ve stavbě čelistního aparátu u dravých a býložravých ryb z čeledi piraní a u dravých a býložravých savců je podobný. Týká se to délky dolní čelisti, anatomie a úponu adduktorů a strategie skusu. U predátorů jsou tyto rozdíly zaměřeny na zvýšení síly kousnutí k zadržení kořisti. Čelisti se zavírají jako nůžky: od zadního okraje k přednímu. Býložravci mají kratší spánkové svaly a zubní kosti, a proto kratší čelisti. Tato struktura podporuje rychlejší zavírání čelistí jako svěrák: horní a spodní řady zubů se dotýkají potravy současně. Silný žvýkací sval je připojen k zygomatickému oblouku a na laterální straně dolní čelisti. To omezuje úhel otevření úst, a tedy i velikost možné kořisti. Rozlouskat ořechy tedy může jen dospělý pacu porodu Piaractus и Kolosom – Jedná se o jednu z největších ryb v Amazonii.
Šampionem v síle kousnutí mezi piraňami byla fosilní megapiraně Megapiranha paranensis, který žil v miocénu, přechodný druh od býložravého předka k moderním taxonům. Jeho kousací síla, upravená podle velikosti, byla ještě větší než u starověkých plazodermových ryb. Tvar zubů by mohl pomoci megapiraním rozdrtit krunýře želv a řetízkových sumců (které žili již v miocénu). Přesná data o stravě těchto predátorů však zatím neexistují. Síla kousnutí moderního šampiona mezi obratlovci – piraně diamantové (Serrasalmus rhombeus) – čtyřikrát menší než megapiraně, ale 30krát větší než hmotnost samotné ryby, která je po přizpůsobení velikosti silnější než jakákoli jiná moderní ryba nebo aligátor Mississippi.
levý — rekonstrukce vzhledu fosilní megapiraně. Dosahoval délky kolem jednoho metru. Fotografie z en.wikipedia.org. Vpravo – pravé premaxilární kosti: A, B – mega piranha, zuby jsou uspořádány do šachovnicového vzoru, bílé šipky udávat směr pohybu zubů během evoluce; C, D – hnědé pacu, zuby uspořádané ve dvou řadách; E, F – piraňa ve tvaru kosočtverce, šampion v kousání mezi obratlovci, přizpůsobená velikosti těla. Délka segmentů stupnice — 1 cm. Obrázek z článku A. L. Cione et al., 2010. Megapiranha paranensis, nový rod a druh Serrasalmidae (Characiformes, Teleostei) ze svrchního miocénu Argentiny
Kousnutí pacu není tak silné jako u piraně diamantové. A přesto, abyste rozlouskli ořechy, potřebujete velmi silné zuby a silné čelistní svaly. Stejně jako savci se zuby pacu skládají z dřeně a dentinu a také ze skloviny (obdoba skloviny u chrupavčitých a kostnatých ryb a obojživelníků), ale na rozdíl od nich jsou svrchu pokryty kutikulou, další tvrdou vrstvou. Složení kutikuly i skloviny obsahuje velmi vysoký podíl hydroxyapatitu. Část vápenatých iontů v něm je nahrazena ionty železa, takže okraje zubů jsou žluté, oranžové nebo hnědé a samotné zuby jsou odolnější vůči oděru a praskání od tvrdé potravy.
Kromě toho jsou zuby pacu propojeny podél celé strany chrupu. Tím se zatížení rozloží rovnoměrně na všechny zuby na jedné straně, takže na každý jednotlivý zub v záběru je menší tlak než u volných zubů. Piraně mají také zuby propojené, ale jiným mechanismem. Jeho cílem je zabránit poranění jednotlivého zubu při držení kořisti.
Různé typy zubů vzájemně propojených v rodině piraní. V piraních lze tento mechanismus nazvat „pin and socket“ (kolík a zásuvka), když laterální tuberkulum zubu vstupuje do otvoru sousedního zubu. Metinesses (Metynnis) díky malému laterálnímu procesu se získá „svorka“ (spona), pacuovy zuby jsou podepřeny sousedními (opěrák). Černý čtverec – uchopení na obou čelistech; napůl vymalováno čtverec — úchop pouze za spodní čelist; Bílý čtverec — od požírače šupinek piraňových (Catoprionové mento) zuby nejsou vzájemně propojeny. Obrázek z článku M. A. Kolmann et al., 2019. Zub a následky: Heterodontie a zubní náhrada u piran a pacus (Serrasalmidae)
Potřebujete zuby, které jsou nejen pevné, ale i ostré. Proto se u piraní často mění a kvůli adhezi – zároveň je vše na jedné straně čelisti najednou. Nové se tvoří v lakunách kostní tkáně. Když se zvětšují a pohybují nahoru, dřeň funkčního zubu se vstřebá a do výsledné dutiny vstoupí nový zub. Ke změně dochází střídavě na pravé a levé straně. Nové zuby rostou paralelně na obou stranách, ale asynchronně: na jedné straně jsou větší velikosti a více mineralizované, takže vycházejí dříve. První a druhý řádek jsou nahrazeny současně. Dokud nové zuby dostatečně nevyrostou, ryby jedí na jedné straně zubů. To trvá 5–7 dní, poté by měly zuby rybě vydržet 65–130 dní v závislosti na druhu a stravě.
Výměna zubů v rodině piraní. Je vidět, že náhradní zuby v čelisti nejsou vzájemně propojené. Bezprostředně před výměnou jsou otočeny do požadovaného úhlu. Obrázek z článku M. A. Kolmann et al., 2019. Zub a následky: Heterodontie a zubní náhrady u piran a pacus (Serrasalmidae)
Paku od porodu Piaractus и Kolosom jsou pozoruhodné nejen svou velikostí a zubním systémem. Tyto ryby jsou důležitým prvkem ekosystému: pojídáním ovoce, ořechů a/nebo palmových semen rozšiřují druhy, které menší ryby nepřijmou. Některá semena totiž zvládnou proklouznout trávicím traktem nepoškozená, a dokonce zvýšit klíčivost (možná k tomu dochází vlivem enzymů, které narušují klidovou fázi). Ichtyochory jsou dobré, protože během migrace ryby zvětšují rozsah rostlin a přenášejí semenný materiál na velké vzdálenosti, nejen po proudu, ale i proti proudu. Navíc je to jeden z mála způsobů šíření pobřežních druhů s těžkými, potápějícími se semeny.
Pokles počtu velkých pacu v důsledku nadměrného rybolovu (místní obyvatelé je loví za potravu a jako trofeje při sportovním rybolovu) může omezit šíření některých rostlin podél břehů Amazonky. Například Hevea Hevea spruceana, palmy Astrocaryum jauari s velkou obchodní hodnotou a více než 40 druhy ovocných stromů.
Pacu nachází potravu tím, že reaguje na zvuk padajícího ovoce a možná i na vůni ovoce. Ano, ryby mají výborný čich (viz dětská otázka Proč ryby nemají čich?), podívejte se blíže na hlavní fotografii: kulaté otvory vedle očí blíže středu jsou nozdry. Jsou rozděleny kožovitým ventilem na dva otvory, jedním vstupuje voda, druhým vystupuje, omývá čichový váček. Strava pacu závisí na ročním období; Kromě ovoce se mohou živit vodními rostlinami, plži a malými korýši. Výživa mláďat také závisí na stupni vývoje, ale v každém případě ořechy ještě nedosahují své velikosti.
Když už mluvíme o mladých lidech. Zajímavé je, že mladé červené pacu mají podobnou barvu jako piraně obecné (Pygocentrus nattereri). Je zřejmé, že je to zachrání před některými predátory, včetně samotných piraní, ale nezachrání je to před akvaristy, kteří kupují paca jako „býložravé piraně“. Rozměry těchto ryb (jejich délka je až 88 cm) však vytvářejí vážný a nečekaný problém pro domácí chov. Pacus se často přesouvá z akvárií do přírodních vodních ploch mimo jejich rozsah, což představuje hrozbu pro ekosystémy v zemích s teplým klimatem.
Najděte deset rozdílů. levý — mladý červený pacu v akváriu. Fotografie z webu fanfishka.ru. Vpravo — hejno piraň obecných, oblíbené ryby v akváriích. Dospělci tohoto druhu dosahují 28–33 cm, zřídka dorůstají větších rozměrů, zatímco červený pacu může dosáhnout 88 cm. Foto z piranhaguide.com
Foto © Yuma Sun, Jacob Lopez z nationalgeographic.com, Arizona, USA, červen 2006.
