魚のひれ

ひれは魚の体から突き出ている可動性の付属器官で、水と相互作用して推進力を生み出し、魚が泳ぐのを助けます。尾びれを除いて、魚のひれは背骨と直接つながっておらず、筋肉によってのみ支えられています。

魚のひれは、異なる系統間で構造が異なる、特徴的な解剖学的特徴です。条鰭類(条鰭綱) のひれは、主に骨質の 棘または条で構成され、鱗のない薄い 皮膚で覆われています。シーラカンスや肺魚などの肉鰭綱 (肉鰭綱) のひれは、関節骨で支えられた筋肉質の中央芽の周囲に短い条が並んでいます。軟骨魚類(軟骨魚綱)と顎のない魚類(無顎類)のひれは、軟骨性の骨格で支えられた肉質の「ひれ」です。

魚の体の異なる場所にある鰭は異なる目的を持っており、正中矢状面にある 不対鰭と、より外側にある対鰭の 2 つのグループに分けられます。不対鰭は主に、振動推進による直線加速の生成、および方向安定性の提供に関連しています。一方、対鰭は、パドリング加速、減速、および方向転換、浮上、または潜水とローリングのための差動推力または揚力の生成に使用されます。鰭は、水泳以外の移動にも使用されます。たとえば、トビウオは水面上を滑空するために胸鰭を使用し、カエルアンコウや多くの両生類の魚は、胸鰭および/または腹鰭を這うために使用します。鰭は他の目的にも使用されます。コバンザメやハゼは、表面に付着して「ヒッチハイク」するための吸盤のような背鰭を進化させました。雄のサメやカダヤシは、精子を運ぶために変形した鰭を使用する。オナガザメは尾鰭を使って獲物を鞭打ったり気絶させたり。サンゴ礁に生息するオニダルマオコゼは背鰭に棘があり、捕食者から身を守るために毒を注入する。アンコウは背鰭の第一棘を釣り竿のように使って獲物をおびき寄せる。モンガラカワハギはサンゴの割れ目に体を押し込み、鰭の棘を使って体を固定することで捕食者を避ける。

鰭は対になっている場合と対になっていない場合がある。胸鰭と腹鰭は対になっているが、背鰭、臀鰭、尾鰭は対になっておらず、体の正中線に沿って位置している。鰭の種類ごとに、進化の過程で特定の鰭が失われた魚種がいくつかある（例： † Bobasatraniaの腹鰭、マンボウの尾鰭）。一部の系統群では、進化の過程で追加の不対鰭が獲得された（例：追加の背鰭、脂鰭）。一部の† Acanthodii（「棘皮動物」）では、胸鰭と腹鰭の間に1対以上の「中間」または「前骨盤」棘が存在するが、これらは鰭とは関連していない。

硬骨魚類（条鰭綱と肉鰭綱）は、硬骨魚類（または真骨魚綱、陸生脊椎動物も含む）と呼ばれる分類群を形成し、骨格の大部分が骨でできており、主に軟骨でできた骨格を持つ軟骨魚類（下記参照）とは対照的である（歯、鰭棘、歯状骨を除く）。

硬骨魚類は条鰭類と肉鰭類に分けられる。現生魚類のほとんどは条鰭類で、3万種以上からなる極めて多様で豊富なグループである。これは現在存在する脊椎動物の中で最大のクラスであり、種の50％以上を占める。^[13]はるか昔には肉鰭類が豊富にいたが、現在は8種しか残っていない。

硬骨魚類には、鱗鰭または「条」と呼ばれる鰭棘（棘の広がり方に由来）がある。通常、魚類は浮き袋を持っており、これにより魚は体の相対密度と浮力を変化させることができるため、鰭を使わずに沈んだり浮いたりすることができる。^[14] しかし、多くの魚類、特に肺魚類には浮き袋がなく、肺魚類は浮き袋を原始的な肺に進化させており、^{[15]これは陸生の近縁種である}四肢動物の肺と進化の起源を共有している可能性がある。^{[16]硬骨魚類には、}鰓を通して水を引く機能を持つ 一対の鰓蓋もあり、これにより鰓を通して口に水を押し込むために前方に泳ぐ必要がなくなり、呼吸ができる。^[14]

肉鰭類は、肉鰭綱と呼ばれる硬骨魚類の綱を形成する。肉質で葉状の一対の鰭を持ち、一連の骨によって体と結合している。^[17]肉鰭類の鰭は、体から伸びた肉質で葉状の鱗状の柄の上にそれぞれ備わっている点で、他のすべての魚の鰭と異なる。胸鰭と腹鰭には、四肢動物の四肢に似た関節がある。これらの鰭は、デボン紀に最初の四肢動物の陸生脊椎動物（両生類）の脚へと進化した。肉鰭類はまた、ほとんどの条鰭類（一部の硬骨魚類を除く）の単一の背鰭とは対照的に、別々の基部を持つ2つの背鰭を持つ。尾鰭は異尾鰭型（化石分類群のみ）または二 尾鰭型である。

シーラカンスは現生の肉鰭類の一種である。このグループの現生種である西インド洋シーラカンス（Latimeria chalumnae）とインドネシアシーラカンス（Latimeria menadoensis ）はともにラティメリア属に分類される。シーラカンスはおよそ4億800万年前、デボン紀初期に現在の姿に進化したと考えられている。^[18]

シーラカンスの移動は、その種に特有のものである。シーラカンスは移動するために、上昇流や下降流、漂流を利用するのが一般的である。対鰭を使って水中での動きを安定させる。海底にいる間は、対鰭はいかなる動きにも使用されない。シーラカンスは尾鰭を使って素早いスタートのための推進力を生み出すことができる。鰭の数が多いため、シーラカンスは機動性が高く、水中でほぼあらゆる方向に体を向けることができる。逆立ちをしたり、腹を上にして泳いだりする姿が見られた。シーラカンスの吻側器官は電気知覚を与え、障害物を回避して移動するのに役立っていると考えられている。^[19]

肺魚も現生の肉鰭類である。アフリカ（プロトプテルス）、オーストラリア（ネオケラトドゥス）、南米（レピドシレン）に生息する。肺魚はデボン紀に進化した。遺伝学的研究と古生物学的データから、肺魚は陸生脊椎動物に最も近い現生種であることが確認されている。^[20]

肉鰭類の鰭の配置と体の形は比較的保守的である。しかし、化石記録にはアレニプテルス、レベラトリックス、フォレイア、四肢形類など、異常な形態を示す例もいくつかある。

条鰭類は、条鰭綱と呼ばれる硬骨魚類の綱を形成する。条鰭類の鰭には棘条または条鰭がある。鰭には棘条のみ、軟条のみ、または両方が含まれることがある。^[a] 両方が存在する場合、棘条は常に前方にある。棘は一般に硬くて鋭い。条は一般に柔らかく、柔軟性があり、節があり、分岐していることもある。条のこの節分けが、条鰭と棘を分ける主な違いである。棘は特定の種では柔軟性があるが、^{[22] : 3}節分けされることはない。^{[23] [24] : 62–63}

棘にはさまざまな用途があります。ナマズでは、棘は防御手段として使用されます。多くのナマズは棘を外側にロックする能力を持っています。モンガラカワハギも棘を使って裂け目に閉じ込め、引き抜かれないようにします。

鱗鰭類は通常骨で構成されているが、初期の硬骨魚類（ケイロレピスなど）の鱗鰭類には象牙質とエナメル質もあった。^[25]鱗鰭類は分節しており、一連の円盤が重なり合ったように見える。真皮の鱗から派生した可能性がある。^[25]鰭条形成の遺伝的根拠は、特定のタンパク質の生産のためにコード化された遺伝子であると考えられている。肉鰭類から四肢動物の肢が進化したのは、これらのタンパク質の喪失と関係しているのではないかと示唆されている。^[26]

軟骨魚類は、軟骨魚綱と呼ばれる魚類のクラスに属します。軟骨魚類の骨格は骨ではなく軟骨でできています。このクラスには、サメ、エイ、ギンザメが含まれます。

サメの鰭の骨格は細長く、柔らかく分節のない鰭条で支えられている。この鰭条は毛や羽毛の角質ケラチンに似た弾性タンパク質の繊維である。 ^[27]もともと、真皮要素を含まない胸帯と腹帯はつながっていなかった。後の形態では、肩甲烏口骨と恥骨坐骨が進化した際に、鰭の各対は中央で腹側でつながるようになった。鰭では、胸鰭が頭部につながり、非常に柔軟である。ほとんどのサメに見られる主な特徴の1つは、移動を助ける異尾である。^[28]ほとんどのサメは8枚の鰭を持っている。サメは鰭が尾を先にして動くことができないため、目の前にある物体からしか離れることができない。^[29]

現代の軟骨魚類とは異なり、基質軟骨魚類の系統（例えば、†クリマティッド類や†ディプラカンサス類）^{[30] は}、胸鰭の皮板と、対鰭に関連する皮棘を持っていた。これらの特徴を示す最古の種は、中国の下部シルル紀（アエロニアン）に生息する†棘魚類 † Fanjingshania renovata ^[31]である。Fanjingshania は、骨板に癒合した皮鱗からなる複合胸鰭板と、完全に骨でできた鰭棘を持っている。背鰭に関連する鰭棘は現生軟骨魚類ではまれであるが、例えばHeterodontusやSqualusには存在する。背びれの棘は、† Hybodontiformes、† Ctenacanthiformes、† Xenacanthidaなどの多くの化石グループで典型的に発達しています。† Stethacanthusでは、最初の背びれの棘が変形し、棘ブラシ複合体を形成しました。

ほとんどの魚と同様に、サメの尾は推進力を生み出し、速度と加速は尾の形に依存します。尾びれの形は、サメが別々の環境で進化したため、サメの種によってかなり異なります。サメは異尾びれを持ち、背部は通常、腹部よりも著しく大きい。これは、サメの脊柱が背部にまで伸び、筋肉付着部の表面積が大きくなるためです。これにより、負の浮力を持つ軟骨魚類はより効率的な移動が可能になります。対照的に、ほとんどの硬骨魚は同尾びれを持っています。^[32]

イタチザメは上葉が大きく、ゆっくりと泳いだり突然スピードを出したりすることができる。イタチザメは多様な餌を食べるために、水中で簡単に体をひねったり回ったりできなければならないが、サバやニシンなどの群れをなす魚を狩るニシネズミザメは、速く泳ぐ獲物についていくために下葉が大きい。^{[13]他の尾の適応は、}オナガザメが強力で細長い上葉を使って魚やイカを気絶させる など、サメが獲物をより直接的に捕まえるのに役立つ。

一方、エイは推進力を得るために拡大した胸鰭を頼りにしている。同様に拡大した胸鰭は、絶滅した †ペタロドンティフォルメ類（†ベランツァエ、†ヤナッサ、†メナスピスなど）や†アキロラムナ（サメ目）および†スクアティナクティス（スクアティナクティス目）に見られる。一部の軟骨魚類はウナギのような運動をする（例：クラミドセラクス、†トリナコセラケ、^[33] †フォエボドゥス[ ^34]）

ヒューメイン・ソサイエティ・インターナショナルによると、毎年約1億匹のサメがフカヒレ採取のために殺されており、これはフカヒレ切りとして知られている。^[35]ヒレを切り取られた後、切断されたサメは水中に戻され、死ぬまで放置される。

アジアのいくつかの国では、フカヒレはフカヒレスープなどの珍味として食べられています。^[36]現在、サメの持続可能性と福祉に関する国際的な懸念が、世界中でフカヒレスープの消費と入手可能性に影響を与えています。^[37]多くの国でフカヒレの採取は禁止されています。

箔状のひれは動かすと推力を生み出し、ひれの揚力によって水や空気が動き、ひれを反対方向に押します。水生動物は水中でひれを前後に動かすことで大きな推力を得ます。尾びれがよく使われますが、胸びれで推力を生み出す水生動物もいます。^[38]

キャビテーションは、負圧によって液体に泡（空洞）が形成され、それがすぐに激しく崩壊するときに発生します。重大な損傷や摩耗を引き起こす可能性があります。^[39]キャビテーションによる損傷は、イルカやマグロなどの力強い泳ぎをする海洋動物の尾びれに発生することがあります。キャビテーションは、周囲の水圧が比較的低い海面近くで発生する可能性が高くなります。イルカは、より速く泳ぐ力があっても、尾びれのキャビテーション バブルが崩壊すると痛みが大きすぎるため、スピードを制限しなければならない場合があります。^[40]キャビテーションはマグロの速度を低下させますが、理由は異なります。イルカとは異なり、これらの魚は神経終末のない骨質のひれを持っているため、バブルを感じません。それでも、キャビテーション バブルがひれの周りに蒸気膜を作り、速度を制限するため、より速く泳ぐことはできません。マグロには、キャビテーションによる損傷と一致する病変が見つかっています。^[40]

サバ科魚類（マグロ、サバ、カツオ）は、特に泳ぎが上手です。体の後ろの縁には、鰭条のない、引き込みできない小さな鰭が一列に並んでいます。この鰭条は小鰭と呼ばれています。この小鰭の機能については、多くの憶測が飛び交っています。2000年と2001年にナウエンとローダーが行った研究では、「小鰭は定常泳ぎ中に局所的な流れに流体力学的影響を及ぼす」ことと、「最も後方の鰭条は、発達中の尾の渦に流れを向けるように向いており、泳ぐサバの尾によって生み出される推力を増大させる可能性がある」ことが示されています。^{[41] [42] [43]}

魚は複数のひれを使用するため、特定のひれが他のひれと流体力学的相互作用を起こす可能性がある。特に、尾びれのすぐ上流にあるひれは、尾びれの流体力学に直接影響を与える可能性のある近接ひれである可能性がある。2011年、体積画像技術を使用した研究者は、「自由に泳ぐ魚によって生成される航跡構造の初めての瞬間的な3次元ビュー」を生成することができた。彼らは、「連続的な尾の拍動により、一連の渦輪が形成される」こと、「背びれと臀びれの航跡は、ほぼ次の尾の拍動の時間枠内で、尾びれの航跡に急速に引き込まれる」ことを発見した。^[44]

一度動きが確立されると、他のひれを使って動き自体を制御することができます。^{[38] [45]}

サンゴ礁に生息する魚類の体は、外洋に生息する魚類とは形が異なることが多い。外洋に生息する魚類は通常、スピードを重視して作られており、水中を移動する際、摩擦を最小限に抑えるために魚雷のように流線型になっている。サンゴ礁に生息する魚類は、サンゴ礁の比較的狭い空間と複雑な水中環境で活動する。このため、直線速度よりも機動性が重要であり、サンゴ礁に生息する魚類は、素早く動いたり方向転換したりする能力を最適化する体を発達させてきた。サンゴ礁の割れ目に逃げ込んだり、サンゴの頭の周りでかくれんぼをしたりして、捕食者の裏をかく。^[49]チョウチョウウオ、スズメダイ、エンゼルフィッシュなど、多くのサンゴ礁に生息する魚類の胸鰭と腹鰭は、ブレーキとして機能し、複雑な機動を可能にするように進化している。^[51]チョウチョウウオ、スズメダイ、エンゼルフィッシュなど多くのサンゴ礁に生息する魚は、パンケーキのように深く横方向に圧縮された体を進化させており、岩の割れ目に収まるようになっている。腹鰭と胸鰭はそれぞれ異なる進化を遂げており、扁平化した体と連携して機動性を最適化する。^[49]フグ、カワハギ、トビウオなど一部の魚は、泳ぐのに胸鰭に頼っており、尾鰭をほとんど使用しない。^[51]

雄の軟骨魚類（サメやエイ）および一部の胎生条鰭類の雄は、鰭が挿入器官、つまり体内受精を可能にする生殖付属器として機能するように改変されている。条鰭類ではこれらはゴノポディアまたはアンドロポディアと呼ばれ、軟骨魚類ではクラスパーと呼ばれる。

ゴノポディアは、アナブル科とポエキリダ科の一部の種のオスに見られる。これは可動性の挿入器官として機能するように改変された臀鰭であり、交尾中に精子でメスを妊娠させるために使用される。オスの臀鰭の第3、第4、第5条は管状の構造になっており、魚の精子が放出される。^[54]交尾の準備ができると、ゴノポディアは直立し、メスのほうを向く。オスはすぐにこの器官をメスの性器口に挿入するが、この挿入にはフック状の適応があり、魚がメスを掴んで確実に妊娠できるようにする。メスが動かずにパートナーがゴノポディアをメスの排泄口に接触させると、メスは受精する。精子はメスの卵管内に保存される。これによりメスはオスの援助なしにいつでも受精できる。種によっては、ゴノポディアが体長の半分になることもあります。時には、ヒレが長すぎて使用できないこともあります。Xiphophorus helleriの「lyretail」種がその例です。ホルモン処理されたメスはゴノポディアを発達させることがあります。これは繁殖には役に立ちません。

同様の特徴を持つ類似の器官は他の魚類にも見られ、例えばヘミルハムフォドンやグッデイダエ科のアンドロポディウム^[55]や、条鰭類で胎生を示す最古の例である中期三畳紀のサウリクティスのゴノポディウムなどがある^{[56] 。}

抱卵器は軟骨魚類のオスに見られる。抱卵器は腹鰭の後ろの部分で、挿入器官としても機能するように変形しており、交尾中にメスの総排泄腔に精液を導くのに使われる。サメの交尾行為には通常、抱卵器の1つを持ち上げて、特定の開口部から水をサイフォンに流し込むことが含まれる。抱卵器はその後、総排泄腔に挿入され、傘のように開いて位置を固定する。その後、サイフォンは収縮し、水と精子を排出し始める。 ^{[57] [58]}

ひれのその他の用途としては、海底を歩いたり止まったりすること、水面を滑空すること、体温を下げること、獲物を気絶させること、ディスプレイ（捕食者を怖がらせる、求愛）、防御（有毒なひれの棘、サンゴの間に固定すること）、獲物のおびき寄せ、付着構造などがあります。

インド太平洋のバショウカジキは背びれが目立つ。スズキ類や他のカジキ類と同様に、泳ぐときには背びれを体の溝に引き込むことで流線型になる。^[59]バショウカジキの巨大な背びれ、つまり帆は、ほとんどの時間引き込まれたままである。バショウカジキは小魚の群れをまとめたいときや、活動が活発な時期の後、おそらく体を冷やすために背びれを上げる。^{[59] [60]}

ホウボウは大きな胸鰭を持ち、通常は体に沿って保持しているが、脅かされると広げて捕食者を怖がらせる。名前にもかかわらず、トビウオではなく底生魚であり、腹鰭を使って海底を歩く。^{[62] [63]}

鰭は性的装飾として適応的な意味を持つことがある。求愛中、メスのシクリッド、ペルビカクロミス・タエニアトゥスは、大きくて目を引く紫色の腹鰭を見せる。「研究者たちは、オスは明らかに大きな腹鰭を持つメスを好み、メスの魚では腹鰭が他の鰭よりも不均衡に成長することを発見した。」^{[64] [65]}

魚類の対鰭の進化のモデルとして歴史的に議論されてきた2つの有力な仮説、すなわち鰓弓説と側鰭襞説がある。前者は一般に「ゲーゲンバウアー仮説」と呼ばれ、1870年に提唱され、「対鰭は鰓構造に由来する」と提唱している。^[67]この説は、1877年に初めて提唱された側鰭襞説に取って代わられ、人気が落ちた。側鰭襞説では、対鰭は鰓のすぐ後ろの表皮に沿った縦方向の側方襞から発生したと提唱されている。^[68]化石記録と発生学では、どちらの仮説も弱い裏付けがある。^[69]しかし、発生パターンに関する最近の知見により、対鰭の起源をよりよく解明するために、両方の説の再考が促されている。

カール・ゲーゲンバウアーの「原鰓骨」という概念は1876年に導入された。^[70]これは鰓弓から伸びた鰓鰓、つまり「結合した軟骨の茎」として説明された。追加の鰓^{... [71]}鰓弓理論のこのような欠点により、この説は早期に廃れ、代わりにセント・ジョージ・ジャクソン・ミヴァート、フランシス・バルフォア、ジェームズ・キングスリー・サッチャーらが提唱した側鰭ひだ理論が採用された。

側鰭襞説は、魚の体壁に沿った側鰭から対鰭が発達したという仮説である。^[68]正中鰭襞の分節と出芽が正中鰭を生み出したのと同様に、側鰭襞からの鰭芽の分節と伸長という同様のメカニズムが、対の胸鰭と腹鰭を生み出したと提唱された。しかし、化石記録には側鰭から鰭への移行の証拠はほとんどなかった。^[72]さらに、後に系統学的に、胸鰭と腹鰭は異なる進化的およびメカニズム的起源から生じたことが実証された。^[69]

近年の対鰭の発生と進化に関する研究では、ヤツメウナギなどの鰭のない脊椎動物と、対鰭を持つ最も原始的な現生脊椎動物である軟骨魚類とを比較した。 [ 73 ^] 2006年、研究者らは、正中鰭の分節と発達に関与する同じ遺伝的プログラミングが、トラザメの対鰭の発達にも見られることを発見した。^[74] これらの発見は側鰭褶仮説を直接支持するものでないが、正中鰭と対鰭の共通進化的発達メカニズムという当初の概念は依然として重要である。

軟骨魚類の鰓弓と一対の付属肢の発達プログラミングにも、古い理論の同様の改訂が見られる。2009年、シカゴ大学の研究者らは、軟骨魚類の鰓弓と一対の鰭の初期発達には共通の分子パターン形成メカニズムがあることを実証した。^[75]このような発見は、かつて誤りであるとされた鰓弓理論の再考を促した。^[72]

魚類はすべての哺乳類、爬虫類、鳥類、両生類の祖先である。^[76]特に、陸生四肢動物（四足動物）は魚類から進化し、約3億9千万年前に初めて陸に進出した。^[77]彼らは一対の胸鰭と腹鰭を使って移動した。胸鰭は前脚（人間の場合は腕）に、腹鰭は後脚に発達した。^[78]四肢動物の歩行肢を構成する遺伝子機構の多くは、魚類の遊泳鰭にすでに存在している。^{[79] [80]}

2011年、オーストラリアのモナッシュ大学の研究者らは、原始的だがまだ生きている肺魚を使って「四肢動物の荷重を支える後肢がどのように進化したかを調べるために、腹鰭の筋肉の進化を追跡した。」^{[82] [83]}シカゴ大学でのさらなる研究では、底を歩く肺魚がすでに陸生四肢動物の歩行の特徴を進化させていたことがわかった。^{[84] [85]}

収斂進化の典型的な例として、翼竜、鳥類、コウモリの胸肢はそれぞれ独立した経路をたどって飛行翼へと進化した。飛行翼であっても歩行脚との類似点が多く、胸鰭の遺伝的設計図の中核的な側面は保持されている。^{[86] [87]}

最初の哺乳類は三畳紀（2億5190万年前から2億140万年前）に出現した。鯨類（クジラ、イルカ、ネズミイルカ）を含むいくつかの哺乳類のグループが海に戻り始めた。最近のDNA分析によると、鯨類は偶蹄類の中から進化し、カバと共通の祖先を持っていることが示唆されている。^{[88] [89]} 約2300万年前、別のクマのような陸生哺乳類のグループが海に戻り始めた。それがアザラシだった。 [ ^90]鯨類とアザラシの歩行肢となったものは、独立して新しい形の遊泳鰭へと進化した。前肢は水かきになり、後肢は失われた（鯨類）か、同じく水かきに変化した（鰭脚類）。鯨類では、尾の先端に2つの鰭ができて、これを尾ひれという。^[91]魚の尾は通常垂直で左右に動きます。クジラ目の尾びれは水平で上下に動きます。これはクジラ目の背びれが他の哺乳類と同じように曲がるためです。^{[92] [93]}

魚竜はイルカに似た古代の爬虫類です。約2億4500万年前に初めて出現し、約9000万年前に絶滅しました。

「陸生爬虫類の祖先を持つこの海生爬虫類は魚類に非常に強く収斂したため、水中での移動を改善するために背びれと尾びれを実際に進化させた。これらの構造は、何もないところから進化したため、さらに注目に値する。祖先の陸生爬虫類には、その前身となる背中のこぶや尾の刃がなかったのだ。」^[94]

生物学者のスティーブン・ジェイ・グールドは、魚竜が収斂進化の最も好きな例であると述べた。^[95]

さまざまな形や場所（手足、胴体、尾）のひれや足ひれは、ペンギン（翼から変化）、ウミガメ（前肢が足ひれに変化）、モササウルス（手足が足ひれに変化）、ウミヘビ（垂直に広がって平らになった尾ひれ）などの潜水鳥を含む他の多くの四肢動物グループでも進化しています。

水生動物の推進力としてひれを使うと、驚くほど効果的である。魚の中には、90% を超える推進効率を達成できるものもあると計算されている。 ^{[38]魚は、}ボートや潜水艦よりもはるかに効率的に加速し、操縦することができ、水の乱れや騒音も少ない。このことから、水生動物の移動を模倣しようとする水中ロボットのバイオミメティクス研究が行われている。 ^[97]一例として、フィールドロボティクス研究所がマグロの運動を分析し、数学的にモデル化するために作ったロボット ツナがある。^[98] 2005 年、シーライフ ロンドン水族館は、エセックス大学のコンピューター サイエンス学部が作った 3 匹のロボット魚を展示した。この魚は自律的に動作し、本物の魚のように泳ぎ回って障害物を避けるように設計されていた。製作者は、「マグロのスピード、カワカマスの加速、ウナギの航行能力」を組み合わせようとしていると主張した。^{[99] [100] [101]}

ドイツのフェスト社が開発したアクアペンギンは、ペンギンの流線型の形状と前ひれによる推​​進力を模倣している。^{[102] [103]}フェスト社はまた、マンタ、クラゲ、バラクーダの移動をそれぞれ模倣した アクアレイ^[104]、アクアジェリー^[105]、エアクーダ^[106]も開発している。

2004年、MITのヒュー・ヘアは、カエルの足から筋肉をロボットに外科的に移植し、筋肉繊維に電気を流してロボットを泳がせることで、生きたアクチュエーターを備えたバイオメカトロニクスロボット魚のプロトタイプを作成した。^{[107] [108]}

ロボット魚には、魚のデザインの個々の部分を魚の残りの部分から切り離して調べる機能など、研究上の利点がいくつかあります。しかし、これは生物学を過度に単純化し、動物のデザインの重要な側面を見落とすリスクがあります。ロボット魚では、柔軟性や特定の動作制御などの単一のパラメータを研究者が変更することもできます。研究者は力を直接測定できますが、これは生きた魚では容易ではありません。「ロボットデバイスは、運動面の位置を正確に知ることができるため、3次元の運動学的研究と相関流体力学的分析も容易にします。また、自然な動きの個々の要素（羽ばたく付属肢のアウトストロークとインストロークなど）を個別にプログラムできますが、これは生きた動物で作業するときには確かに実現が困難です。」^[109]

• 頭足動物のひれ
• ひれとひれ足の動き
• 魚の移動
• 初期の四肢動物における多指症
• ロボツナ
• フカヒレスープ
• 空中と水中での移動におけるトレードオフ
• 波状運動

• ホール、ブライアン・K (2007) ひれから手足へ：進化、発達、そして変容 シカゴ大学出版局。ISBN 9780226313375。 
• Helfman G、Collette BB、Facey DE、Bowen BW (2009)「運動と摂食の機能的形態学」第 8 章、pp. 101–116。The Diversity of Fishes: Biology、John Wiley & Sons。ISBN 9781444311907。 
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• 硬骨魚類の鰭鱗毛の相同性
• 魚のひれアースライフウェブ
• ロボット魚は汚染物質を発見できるか? HowStuffWorks。2012 年 1 月 30 日にアクセス。