⽣活在⽔下的⻥似乎没什么憋⽓的理由,就像⽣活在陆地上的⼈类,正常情况下都是在⼀呼⼀吸,只有下⽔,或者进⾏某种训练,⼜或者⽆聊的时候才有可能会憋⽓。毕竟哺乳动物可不能⾃如地在⽔下呼吸,少了氧⽓,是活不下去的。但有⼀种⻥真的会在⽔底憋⽓,难道它也是因为⽆聊才这么做吗?
不爱游泳,但爱憋⽓
这种⻥叫单棘躄⻥(Chaunax),是⼀种深海⻥,分布于⽇本以及中国南海、东海等海域,栖息深度为500—1985⽶。它们有的⻓得有点丑,⽐如下⾯这条。因为和蟾蜍有⼏分相似,所以它⼜被称为海蟾蜍。Chaunax suttkusi,⼀种单棘躄⻥(图⽚来源:Wikipedia)
你看它,是不是和顶着“⼩灯笼”的鮟鱇有点像?这是因为它们确实有亲戚关系,单棘躄⻥这⼀科下的⻥都属于鮟鱇⽬。红眼⻥ Chaunax pictus,⼀种单棘躄⻥(图⽚来源:参考⽂献[1])
在⽔底的时候,单棘躄⻥不像其他的⻥会游个不停,⽽是会⼀直待在那⾥,稳如泰⼭,好去埋伏偷袭那些路过的⼩⻥。(⼀些海⾥的捕⻝秘诀)即便是动了起来,单棘躄⻥⼤部分时间也都依靠胸鳍⻣盆鳍在⽔底爬⾏。它不太喜欢游泳,所以游得慢吞吞的。虽然偶有科学家观察到⼀些单棘躄⻥在逃跑时能够快速地游泳,但它们似乎很快就会疲劳,游⼀会⼉就游不动了。正在⽔底爬⾏的单棘躄⻥(图⽚来源:shorefishes)
根据单棘躄⻥“安稳”的⽣活习性,以及它们栖息的海底环境寒冷,资源匮乏,科学家们推断,单棘躄⻥新陈代谢的⽔平并不⾼。
众⾥寻⻥千百度,那⻥全在视频处
那科学家们是怎么知道这种⻥会憋⽓的呢?可以肯定的是,科学家们是不会随便抓⼀条单棘躄⻥上来进⾏研究的。这是因为,这种⻥本身就很难观察到,想抓⼀条上来并不简单。另外,野⽣动物肯定不能想抓就抓,它们是受法规保护的。所以,只能观察了。
科学家们找来了过往遥控潜⽔器ROV拍到的单棘躄⻥视频,逐帧分析它们的呼吸动作,也就是它们的鳃腔体积变化。总共找来了10个视频,视频⾥有4个单棘躄⻥物种。视频中的4种单棘躄⻥(图⽚来源:参考⽂献[1])
通过观察视频,科学家们发现,这4种单棘躄⻥都会在很⻓的⼀段时间内保持圆⿎⿎的、体积完全不变的状态,也就是憋⽓状态。不过它们的憋⽓时间不等,在数⼗秒到数百秒之间。其中时间最⻓的要数印度洋桨躄⻥(Chaunacops coloratus),它的憋⽓时间可以⻓达245秒。
下图中的印度洋桨躄⻥在憋完⽓之后,通过不断进⾏缓慢呼⽓,在⼤约7个呼吸周期后,才慢慢把⾃⼰的体积变⼩,最终减少了约29%的体积。印度洋桨躄⻥的体积随时间的变化图(图⽚来源:参考⽂献[1])
不同于印度洋桨躄⻥,另⼀种看起来稍微丑⼀点的红眼⻥(Chaunax pictus)则在不到3个呼吸周期中就把⽓全部呼出了,体积减少了20%左右。视频中的这只红眼⻥⼏乎就没动过,⼀直趴在岩⽯上。红眼⻥的体积随时间变化图(图⽚来源:参考⽂献[1])
拿捏呼吸!否则真会有⽣命危险找到了单棘躄⻥憋⽓的证据,可另⼀个疑问⼜出现了——为什么这些单棘躄⻥要憋⽓呢?
1879年,科学家希尔根多夫(Hilgendorf)对单棘躄⻥的⽣活习性做了调查,发现单棘躄⻥可以在很⻓的⼀段时间内不吃任何东⻄。根据希尔根多夫的研究,在这些⻥的⼀⽣中,吃不到东⻄是⼀种常态,因此它们基本上不挑⻝,只要有能⼀⼝吞下的猎物靠近,它们就会进⾏吞⻝,它们的菜单是⾼度多样化的。可以说,单棘躄⻥是典型的守株待兔型猎⼈。
在憋⽓过程中,海⽔充满了单棘躄⻥的鳃室。它们通过极低的频率(0.03-0.004Hz)缓慢地呼⽓,即便是在游动,呼吸频率相⽐于不动状态也没有⾼多少。保持低频的呼吸甚⾄憋⽓,可以让它们消耗的能量维持在⼀个较低的⽔平。⼀种单棘躄⻥趴在海底(图⽚来源:NOAA)
这也是单棘躄⻥需要憋⽓的原因,它们得节省些能量来⽤,呼⽓太快,真有可能会被饿死。
除了节省能量外,科学家们推测,单棘躄⻥憋⽓还有另⼀个好处:有助于感知周围环境的变化。不管是什么⻥,在它的身体两侧都有侧线,这是⻥类适应⽔中⽣活的重要感受器官,如果没有侧线,它们就难以在⽔中⽣存。⽽频繁的呼吸则有可能增加对周围⽔体的扰动,进⽽影响到侧线对捕⻝者或猎物的感知。
单棘躄⻥⽣活在光线较弱的⼤陆坡底部,它们主要依靠侧线来感知⽔体的振动,进⽽感知⽔下的⼀切,所以⾼度敏感的侧线系统对于单棘躄⻥这类深海⻥来说,尤为重要。趴着的红眼⻥(图⽚来源:NOAA)
为了维持⼀个⾼敏感度的感知系统,单棘躄⻥就需要减少游动,减少呼吸频率,这也是它们憋⽓的理由之⼀。当然,憋⽓的另⼀原因还可能是它们想通过憋⽓让⾃⼰的体积增⼤,像河豚那样看起来更加难以被捕⻝,以便更好地保护⾃⼰[2]。
河豚,同样“⽓⿎⿎”的我也会憋⽓吗?
说到这,你有可能会好奇,那为什么不说河豚也会憋⽓呢?对于河豚来说,把⾃⼰弄得圆⿎⿎压根不靠憋⽓,⽽是通过把⽔吞到胃⾥让⾃⼰膨胀。到了岸上的河豚,就会yue啊yue啊,把⽔给全吐了。“喝多了”的河豚(图⽚来源:Veer图库)
在2014年,有科学家专⻔对河豚进⾏了研究。他们把河豚放⼊透明的⽔箱中,观测其呼吸状况。他们先⽤⼀根管⼦戳河豚,模拟捕⻝者的攻击。像预期⼀样,河豚⻥会⻢上膨胀,并且其呼吸量在膨胀过程中增加了近5倍。也就是说,河豚膨胀不仅没有憋⽓,反⽽在喘⽓。不仅如此,科学家们还发现,实验中的这些河豚需要花费好⼏个⼩时才能恢复到静息状态下的呼吸频率。
所以,虽然单棘躄⻥和河豚都会变⼤,但单棘躄⻥是真的会憋⽓,⽽河豚只是“喝多了”。
结语
⻥也需要在⽔下憋⽓,或许这听起来很荒谬,但对单棘躄⻥⽽⾔,憋⽓是它们赖以⽣存的看家本领。不论是天空、草地,还是海洋,⼤⾃然本身就是⼀个奉⾏着“物竞天择,适者⽣存”法则的舞台。为了⻓久⽣存下去,⻥⼉也要学会憋⽓……
⽣物的奇妙之处是我们远远⽆法⽆法想象的,正是在探索与了解⾃然的过程中,⼈类才能逐渐明⽩每个⽣命的独特意义。