海米们,通常情况下,我们认为剑鱼是著名的游泳健将,它们能用“剑”插入猎物身体。其实,这种说法可能不一定对。

荣誉:剑鱼、旗鱼、金枪鱼和其他大型海洋鱼类具有惊人的游泳速度,能以110km/h的速度在水中飞行,用它们那长似剑的尖吻刺过猎物。

事实:这些鱼几乎不可能达到如此速度,但在捕食时会有惊人的加速度。

在某些科学文献和网站上,我们常常看到有关剑鱼能达到97km/h速度的信息,旗鱼则游得更快,最快速度可达110km/h。其他一些大型海洋捕食性鱼类,如青鳉鱼和枪鱼,也可达到这相似的速度。

这速度看起来是可信的。事实上,这些捕食性鱼类的最大速度都要低于这些数字。

确实,剑鱼及其皮肤貌似适合于高速运动。它们肌肉发达,身体呈流线型,且具有强劲有力的尾巴。但是,它们实际上是依靠其他内部结构来满足快速运动的。

剑鱼的最佳配合(浪花激辩有关剑鱼的一个知识)(1)

其中一件事实是,相对于大多数其他鱼类,这些捕食性鱼类的鳃具有较大的面积,有利于它们在水中吸入更多氧气。而且,根据2008年海洋生物学家Richard Ellis在其专著《青鳉鱼:爱的传说》中的说法,类似于相同大小的其他鱼类,金枪鱼的心脏有那些鱼类的3倍大。它们血液中携氧血红蛋白也具有非同寻常的高浓度。

而且,剑鱼和其他大型捕食性鱼类能做一些其他鱼类不能完成的事项:它们能维持其身体部分结构比周围水体温度更高。这也更好地解释了一个数年未明但2005年才提出的一个观点。

三个海洋生物学家从死亡的剑鱼身体中取出其眼睛以研究眼睛温度如何影响其对光线反应的能力。他们发现:当温度为21℃左右,剑鱼视网膜对光反应极快,每秒钟可达到25次;当温度降到6℃左右时,视网膜每秒反应速度只有1次。

剑鱼的最佳配合(浪花激辩有关剑鱼的一个知识)(2)

这或许是高速捕食的一种适应——在追捕一个运动不规则且经常改变方向的猎物时,需要具备定点猎物的能力。温度较高的组织比较低温度下的组织工作起来更加高效。这些鱼不仅眼睛的温度较高,其大脑的温度也很高,因此能更快地传递信息。此观察与那种认为剑鱼和其他大型捕食性鱼类具有惊人高速的观念相吻合,但事实并非如此。

主要证据来自2016年8月发表的论文。一个海洋生物学国际团队研究了包括旗鱼在内的几种大型鱼类。该团队测量了每条鱼身体可以在一个电刺激的反应中迅速收缩的速度,然后经过简单计算来估算每条鱼能够扭动尾鳍的时间并以什么速度游动。

这个实验最终因缺乏广泛的重复速度记录失败了。科学家考虑的是,理论上旗鱼能达到40km/h的速度,青鳉鱼大约为26km/h。事实上,这些鱼平时的最大速度很可能低于这些值,且在大多时间在一个非常低的速度游动。许多其他生物学家也发现了类似结果。

回溯到2007年,Gil losilevskii和他的伙伴从更数学的角度解释了这个问题。

他们发现,当鱼类游动速度超过50km/h,击动的尾鳍开始处于空化状态,也就是说它们游动达如此快将会产生小泡泡。如果这些泡泡破裂,将对鱼的部分组织造成伤害,并降低其游动速度。

这就为所有鱼类或海洋动物设定了在浅水表层能够游动的最大速度限值。科学家对那些游动速度较慢的鱼也进行标记并进行研究,发现大型海洋鱼类很少超过8km/h,尽管其在捕食时能达到30km/h。

那么,为什么它们经常被认为游得更快呢?

很沮丧,某些能高速游泳的动物大多来自20世纪40年代和50年代出版的文献,其中之一来源于甚至连科学期刊都算不上的《乡村生活》。

测量鱼类的游动速度是非常困难的,因为它们游动所在的水体也在运动。当一条鱼以50mph速度在50mph水速中逆流游动,它们就会表现为静止状态;它们在水速45mph条件下顺流以5mph速度游动时,则会表现出50mph的速度。测量鱼类游动的真实速度难度不小。

也许高速神话的普及很大程度上依赖于旗鱼和其他大型掠食性鱼类在解剖学和生理学上似乎很适合高速游动。

但是,这提出了一个明显的问题:若这些鱼不以高速游动,为什么它们有如此适合游泳的解剖结构?

剑鱼的最佳配合(浪花激辩有关剑鱼的一个知识)(3)

Richard Bill认为,我们首先需要了解这些鱼的生活方式。大多数海洋鱼类在逐渐疲劳后将去寻找隐藏之地,因此它们会有一段时间对外界处于无感状态。这就给了它们一些有价值的恢复时间。但是,剑鱼及其家族成员不能这样,它们生活在开敞海域,没有地方可以躲藏。

即使有躲藏之地,这些鱼的呼吸方式也不允许它们安静下来休息和恢复——它们是天生的RAM通风器。这意味着它们需要有水流经其鳃部以保持呼吸,一旦停止游泳,它们就会下沉并窒息。

剑鱼、旗鱼和金枪鱼在突然爆发游动后需要快速恢复,这就是为什么它们有如此大的心脏和鳃。当青鳉鱼经过一阵活动后,它们的肌肉处于厌氧状态,就像百米短跑选手一样。但是,它们需要偿还氧债。于是,金枪鱼演化出了快速恢复的器官。

它们独特的解剖结果带来了额外的优势。例如:这些捕食性鱼类将能更快速地生长,金枪鱼和尖嘴鱼(剑鱼和旗鱼)都具有非常快的生长速度。

在2014年的一项研究中,Krause和他的同伴们研究了大西洋旗鱼的捕食行为。这种旗鱼是大型捕食性鱼类,具有高高的背鳍和剑状长吻。

他们发现捕食中的旗鱼能缓慢而仔细地将其长吻穿过沙丁鱼,然后甩动其头部。其吻部有30cm或更长,所有在甩动的时候吻部尖端能在水中快速穿过。Krause的团队估计该尖端加速度超过130m/s/s。这个速度处于已知所有海洋动物创造的最快纪录之中,尽管远远地低于某些小型生物的加速度。

图文来源: 海岛“智会”直播

大家都在看

,