深深大海中唯一的暖男:温血的月鱼

作者: 李昂杜父鱼

来源: 果壳

发布日期: 2015-05-19

月鱼是海洋中唯一的全身性温血鱼类,其温血特性使其在深海环境中表现出色,拥有强大的生理适应能力和高效的能量利用机制。

月光在水面下变得模糊而暗淡。此时,海洋深蓝的背景中出现了一尾月鱼(Lampris guttatus)的身影,它正独自缓缓地游向寒冷而静谧的深海。在人类观察者的眼中,月鱼往往显得有些孤独和冷酷。直到有一天,人们终于发现,月鱼原来和我们一样,身体中也流淌着温热的血液,虽然这与它们是否“温情”无关——这温度让月鱼更加适应海洋的多变与广阔,使它们成为了进化中当之无愧的强者。

人们通常所说的“冷血”和“温血”动物,在科学上分别被称做“变温动物”与“恒温动物”。变温动物的体内基本不具备调节自身体温的系统,它们的体温因环境温度而发生改变。因此,“冷血动物”的血也并非总是冷的,而是取决于环境的冷暖。这迫使很多变温动物通过行动使自己处于合适的环境来保障正常的生理功能,比如蛇和鳄鱼等爬行动物需要通过晒太阳来提升体温,一些鱼类追随一定温度的水层等。

而恒温动物则不像变温动物那样依赖外界的温度,它们能够调节自身的体温使其保持在某一恒定的范围。

在传统的认识中,人们将恒、变温动物与生物大类群的划分对应起来,认为只有鸟类和哺乳动物才担当得起恒温动物的名号。

其实,这种对应是很难完全实现的,一些小的例外并不罕见,比如身为哺乳动物的鸭嘴兽便是一种变温动物;一些鱼类,例如某些鲨鱼和金枪鱼(如长鳍金枪鱼,Thunnus alalunga)可以通过血液的调动主动提高游泳肌群的温度,从而提升其生理功能。但这些例外似乎并未改变一个“结论”,即只有鸟类和哺乳动物才会拥有全身流淌着的温热血液,它们才是真正意义上的“恒温动物”。

这仿佛让它们看起来比其它动物显得更加“高等”。

然而,自然界向来不惮于更新人类浅薄的知识体系。这一次,人们对“冷血动物”的认知被一种以月亮为名的鱼类所改变。最近,科学家已经证实月鱼(Lampris guttatus)是一种全身性的温血鱼类,这是在“冷血动物”鱼类中首度被发现的拥有恒定体温的种类。这一报告发表在最近一期的《科学》(Science)杂志上。

月鱼“高鱼一等”的温血技能主要倚仗它们具有的两大神器。首先,强大的胸肌为月鱼提供了大量的代谢热能。不同于一般鱼类依靠体轴摆动前进的游泳方式,月鱼的快速游泳主要是凭借像翅膀一样的一对胸鳍的持续扇动来实现的。驱动胸鳍扇动的是行有氧代谢的暗红色胸肌,这些肌肉被深埋于肥厚的结缔组织之下,将其产生的热量隔绝的身体之内。

月鱼的胸肌在其总肌肉量中占有很大比例,远超出一一般鱼类的份额,它就像一台强劲的马达,为月鱼的游泳提供持续的动力,同时借助血液循环向全身各处输送源源不断的热量。

有了热量的“开源”,要实现全身的温血,“节流”对于月鱼也同样重要。对于一条鱼类而言,体内热量直接散失的主要“窗口”显然位于鳃部。此处是血液离外界最近的地方,只隔着薄薄的双层细胞。血细胞与外界水体进行气体交换的同时,血液中的热量也会大量的散失在比热容很大的水中。但这并没有难倒要实现全身温血的月鱼君,它们进化出了独特的鳃,利用“逆流热交换”的机制巧妙地缓解了热量的流失。

全身的温血,使月鱼的各主要器官都“沐浴”在温暖的血液中,这种温暖的优势却使它们将目光投向了更加寒冷和幽深的海洋,在那里,温跃层以下的丰富美食正等着它们去寻觅。月鱼做足了最充分的准备,全身温血使它们的多项生理功能都得到了提高:肌肉更快的收缩使力量输出更加强劲,眼睛的瞬时分辨率增强,神经传导速度加快,连消化吸收率都得以提升,这些特长使深水中的月鱼在游速、视力和反应灵敏度上都表现出色。

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