鱼儿怎么发现食物:海水酸度为导航仪

作者: 逢原

来源: 赛先生

发布日期: 2014-07-31 09:02:58

研究发现,日本海鲶对氢离子和二氧化碳的微小变化有着突出的敏感性,这种感知力帮助它们在深海中定位食物。科学家通过实验验证了海鲶对这些化学信号的感知能力,并探讨了海洋酸化对这种感知力的潜在影响。

感觉是人类了解世界的基础,也是动物生存之必需。视、听、嗅、味、痛、温、压是人们常见的感觉,但人类感觉不仅这七种,而动物就更有不同的感觉。这里说的酸,不是心理,而是化学。什么动物能感知pH变化?

定位食物对异养生物而言十分重要。感官系统,如视觉、听觉、化学感知,为远距离识别和定位提供了关键信息。在昏暗环境中,视觉使用受到限制,因此对许多水生生物而言,化学感知在获取食物时显得特别重要。

最近,《科学》杂志发表了美国路易斯安那州立大学生物系John Caprio与日本鹿儿岛大学的三位合作者的研究成果。他们在研究鱼的味觉系统如何编码化学刺激信号时,发现一种日本海鲶,对氢离子和二氧化碳的微小变化有着突出的敏感性。日本海鲶栖息在深海,夜间取食,胃中有多毛类蠕虫。这类蠕虫通常见于沿海沉积物,躲在U型或Y型洞穴中,呼吸时释放少量的氢离子和二氧化碳。

科学家于是假设,为了定位多毛类蠕虫,海鲶进化出了对氢离子和二氧化碳的高度敏感力。

为检测假设,他们设计了三个实验。第一个实验首先验证了蠕虫呼吸时释放的氢离子和二氧化碳能够被海鲶感知。第二个实验检测了蠕虫躲藏洞穴附近的水体是否会吸引海鲶。第三个实验说明,即使海鲶的定位能力结合了机械性感知、电信号感知、化学感知等,但蠕虫释放的氢离子和二氧化碳足以吸引海鲶。

Caprio等认为,海鲶触须周围水体的酸碱值产生变化,能激活支配上颌骨触须、面部神经复合体的特殊纤维,并被体外电生理记录装置捕捉。研究人员仍未确定日本海鲶这种特殊感知力的源头。此外,当海水酸碱度小于pH8.0时,海鲶对氢离子和二氧化碳的感知力有所降低,这说明了河口栖息地海水酸碱度的变化会影响它们的摄食行为。

目前,海洋酸化速度已超出了日本海鲶对氢离子和二氧化碳感知力的可塑范围,难以制造缓冲,让海鲶适应更为酸性的环境。科学家仍不确定日本海鲶这一高灵敏度的摄食系统是否普遍存在于其它海洋硬骨鱼中,也不清楚海水酸化是否会侵害它们的感知能力。

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