Giải phẫu ngoài

Phần lớn cá da trơn có các đặc điểm thích nghi với cuộc sống ở tầng đáy. Nói chung, chúng có sức nổi âm, nghĩa là chúng thường sống chìm hơn là sống nổi do bong bóng bị suy giảm, đầu nhiều xương và nặng[24]. Cá da trơn có hình dạng phân thân không đồng nhất, nhưng phần lớn có thân hình trụ với bụng hơi phẳng để thích hợp với việc kiếm ăn ở tầng đáy[24].

Đầu bẹp cho phép chúng đào bới trong tầng đất bùn, cũng như có lẽ phục vụ trong vai trò tạo sức nâng giống như ở tàu cánh ngầm. Phần lớn có phần miệng có thể mở to và không có răng cửa; cá da trơn nói chung ăn uống theo kiểu bú mút hay nuốt hơn là theo kiểu cắn xé con mồi[24]. Tuy nhiên, một vài họ, chẳng hạn Loricariidae và Astroblepidae, có miệng kiểu giác mút hướng xuống dưới, cho phép chúng bám chắc vào các vật thể trong dòng nước chảy nhanh. Cá da trơn cũng có hàm trên bị suy giảm để hỗ trợ râu; điều này có nghĩa là chúng không thể thò miệng ra như ở các loài cá khác, chẳng hạn như ở cá chép[24].

Cá da trơn có thể có tới 4 cặp râu: mũi, hàm trên (ở hai bên miệng), và 2 cặp râu cằm, mặc dù ở các loài khác nhau thì các cặp râu có thể không có. Do râu là quan trọng hơn trong việc tìm kiếm thức ăn nên mắt của chúng nói chung là nhỏ. Giống như ở các nhóm cá khác trong siêu bộ Ostariophysi, chúng có cơ quan gọi là cơ quan Weber[5]. Chúng có cơ quan Weber phát triển khá tốt và bong bóng suy giảm để cho phép chúng cải thiện thính giác cũng như để tạo ra âm thanh[24].

Cá da trơn không có vảy; thân của chúng thường là trần trụi. Ở một số loài, lớp da phủ chất nhầy được sử dụng trong hô hấp đường da, trong đó cá da trơn hít thở thông qua da của nó[24]. Ở một số loài cá da trơn khác, da che phủ các tấm giáp bảo vệ giống như mai; một dạng bảo vệ cơ thể đã tiến hóa trong phạm vi bộ này. Ở siêu họ Loricarioidea và chi Sisor, lớp giáp bảo vệ chủ yếu được cấu thành từ một hay nhiều hàng chứa các tấm hạ bì tự do. Các tấm giáp bảo vệ tương tự cũng thấy có ở các cá thể lớn của chi Lithodoras. Các tấm này có thể được hỗ trợ bằng các chồi cột sống, như ở họ Scoloplacidae và chi Sisor, nhưng các chồi này không bao giờ hợp nhất vào các tấm giáp hay tạo ra bất kỳ một lớp giáp bảo vệ ngoài nào. Ngược lại, ở phân họ Doumeinae (họ Amphiliidae) và ở phân họ Hoplomyzontinae (họ Aspredinidae), thì lớp giáp được hình thành bằng cách mở rộng các chồi cột sống để tạo ra các tấm giáp đó. Cuối cùng, tấm giáp bên của Doradidae, Sisor, Hoplomyzontinae gồm có các xương nhỏ thể trắc tuyến nở to với các phiến mỏng ở lưng và bụng[37].

Tất cả các loài cá da trơn, ngoại trừ họ Malapteruridae (cá trê điện), đều có ngạnh (tia giống như gai to, rỗng và xương hóa) ở vây lưng và vây ức. Khi phòng thủ, các ngạnh này có thể khóa vào vị trí sao cho chúng có thể chọc ra ngoài và có thể gây ra những vết thương nghiêm trọng cho kẻ thù. Ở vài loài, cá da trơn có thể sử dụng các ngạnh này để phóng ra các protein gây buốt nếu cá bị kích động[38]. Nọc được sản xuất ra từ các tế bào có tuyến trong lớp mô biểu bì che phủ các ngạnh[5]. Ở các thành viên của họ Plotosidae và chi Heteropneustes, protein của nọc là đủ mạnh để gây ra những vết thương nghiêm trọng cho con người khi bị chúng chích; nọc cá ngát sọc (Plotosus lineatus) có thể gây ra tử vong[5].

Cá da trơn con, giống như ở phần lớn các loài cá khác, có đầu, mắt và các vây phía sau tương đối to hơn khi so sánh với các bộ phận tương ứng ở các cá thể đã trưởng thành. Những cá thể cá con này có thể dễ dàng đặt đúng vào trong họ của chúng; trong một số trường hợp việc nhận dạng các chi là hoàn toàn có thể. Đối với phần lớn các loài cá da trơn, các đặc điểm dùng để nhận dạng loài như vị trí của miệng và vây, hình dạng vây, độ dài các râu chỉ có sự khác biệt rất nhỏ giữa cá con và cá trưởng thành. Đối với nhiều loài, kiểu màu da cũng tương tự ở cả cá con lẫn cá trưởng thành. Vì thế, cá con là tương tự và phát triển dần lên để thành cá trưởng thành mà không có các chuyên hóa khác biệt nào của cá con. Ngoại lệ đối với điều này là các loài cá da trơn trong họ Cá úc (Ariidae), trong đó các cá bột mới sinh ra giữ các túi noãn hoàn cho đến khi vào giai đoạn cá con, và nhiều loài trong họ Pimelodidae, trong đó có thể có các râu thon dài và các sợi vây hay kiểu màu da[39].

Dị hình giới tính có ở khoảng một nửa các họ cá da trơn[40]. Sự biến đổi của vây hậu môn thành dương cụ (ở các loài thụ tinh trong) cũng như các cấu trúc phụ trợ của cơ quan sinh sản (ở cả các loài thụ tinh trong và thụ tinh ngoài) đã được miêu tả ở các loài thuộc 11 họ khác nhau.[35]

Kích thước

Cá da trơn là bộ cá với sự biến thiên lớn nhất về kích thước trong nhóm cá xương[24]. Nhiều loài của bộ này có kích thước dài tối đa nhỏ hơn 12 cm[5]. Một vài loài nhỏ nhất trong các họ Aspredinidae và Trichomycteridae đạt đến độ thuần thục sinh lý khi chỉ dài 10 mm (0,4 inch)[7].

Cá nheo châu Âu (Silurus glanis), cùng với họ hàng nhỏ bé hơn nhiều của nó là cá nheo Aristotle (Silurus aristotelis) tìm thấy ở Hy Lạp là những loài bản địa duy nhất của châu Âu. Các ghi chép trong văn chương và huyền thoại đã đưa ra các kích thước kinh ngạc của cá nheo châu Âu. Kích thước trung bình của loài này là khoảng 1,2-1,6 m (3,9-5,2 ft), còn cá có kích thước dài trên 2 m (6,6 ft) thì rất hiếm. Con to nhất đã ghi nhận được dài trên 2,5 m (8,2 ft) và đôi khi nặng trên 100 kg (220 lb).

Cá trê Mỹ (Ictalurus furcatus), đánh bắt được tại sông Mississippi ngày 22 tháng 5 năm 2005, cân nặng 56,25 kg (124 lb). Cá trê đầu bẹt (Pylodictis olivaris), đánh bắt được tại Independence, Kansas, cân nặng 56 kg (123 lb 9 oz). Tuy nhiên, tất cả các số liệu này đều thua xa kỷ lục của con cá tra dầu (Pangasius gigas) đánh bắt được tại miền bắc Thái Lan ngày 1 tháng 5 năm 2005 và được thông báo với báo chí khoảng gần 2 tháng sau, với trọng lượng 293 kg (646 lb). Đây là con cá tra to và nặng nhất đã đánh bắt được, nhưng chỉ tính từ khi Thái Lan bắt đầu duy trì việc ghi chép vào năm 1981[41]. Cá tra dầu chưa được nghiên cứu kỹ do nó sinh sống tại các nước đang phát triển và hoàn toàn có thể là nó còn có những cá thể to lớn hơn.

Giải phẫu trong

Ở nhiều loài cá da trơn, chồi xương cánh tay là chồi xương kéo dài về phía sau từ đai vai, ngay phía trên phần gốc của vây ức. Nó nằm dưới lớp da mà hình dáng của nó có thể được xác định bằng cách mổ xẻ da hay thăm dò bằng kim[42].

Võng mạc của cá da trơn bao gồm các tế bào nón và các tế bào que lớn. Nhiều loài cá da trơn có lớp phản quang trong võng mạc giúp chúng tăng cường tiếp nhận ánh sáng và tăng độ nhạy cảm với cường độ chiếu sáng yếu. Các tế bào nón kép, có ở phần lớn các loài cá xương, nhưng lại không có ở cá da trơn[43].

Cấu tạo của tinh hoàn là không giống nhau ở các loài cá da trơn, nhưng phần lớn trong chúng có tinh hoàn với các tua, bao gồm các họ Ictaluridae, Claridae, Auchenipteridae, Doradidae, Pimelodidae, và Pseudopimelodidae[44]. Trong tinh hoàn của một vài loài trong bộ Siluriformes, các cơ quan và cấu trúc như khu vực đầu sinh tinh và khu vực đuôi kích thích tiết tinh dịch đã được quan sát thấy, bên cạnh sự hiện diện của các bọng sinh tinh trong phần đuôi tinh hoàn[45]. Tổng số tua và độ dài của chúng là khác nhau ở các vị trí đầu/đuôi tinh hoàn giữa các loài.[44] Các tua ở phần đuôi tinh hoàn có thể là các ống nhỏ, trong đó các khoang được điền đầy bằng tinh dịch và tinh trùng[44]. Nang mào tinh hoàn được hình thành từ sự mở rộng tế bào chất của các tế bào Sertoli; sự giải phóng tinh trùng xảy ra khi phá vỡ thành của túi bao[44].

Sự có mặt của các bọng sinh tinh, mặc dù có sự biến thiên trong kích thước, hình thái tổng thể và chức năng giữa các loài, nhưng nó không liên quan tới phương pháp thụ tinh. Thông thường chúng tạo thành các cặp, nhiều khoang, và kết nối với ống dẫn tinh, đóng vai trò của các tuyến và lưu trữ. Các chất tiết ra từ bọng sinh tinh có thể bao gồm các steroit và các glucuronit dạng steroit, với các chức năng hormon và pheromon, nhưng dường như nó chủ yếu bao gồm các mucoprotein, các axít mucopolysaccarit và các photpholipit[35].

Buồng trứng của cá da trơn có thể là một trong hai kiểu: buồng trứng trần hay buồng trứng bao. Ở kiểu đầu tiên, các noãn bào được giải phóng trực tiếp vào khoang bụng và sau đó được phóng ra. Ở kiểu thứ hai, các noãn bào được chuyên chở ra ngoài thông qua vòi trứng[45]. Nhiều loài cá da trơn có kiểu buồng trứng bao, như Pseudoplatystoma corruscans, P. fasciatum, Lophiosilurus alexandri, Loricaria lentiginosa[44][45].