鯊魚竟能“屏住呼吸”

李木子

許多魚類和海洋哺乳動物會從溫暖的水面潛入更深的水域捕食，但周圍的水溫僅比冰點高幾攝氏度，因此它們不得不面對低溫的挑戰(zhàn)。它們需要保證新陳代謝足夠活躍，以便狩獵。

在寒冷的海洋深處，要想做一個“溫暖的獵人”，停止吸氧從而保存熱量不失為一種好辦法。雙髻鯊就進化出一種獨特的能力，當它們潛入寒冷的深水捕獵時，“閉上鰓”可以避免體溫下降。

“對于任何魚類來說，熱量損失最快的地方是鰓?！泵绹耐拇髮W海洋生物研究所鯊魚生理和行為博士后研究員Mark Royer說，由于大量溫暖的血液流經(jīng)鰓，這里“本質上就像綁在頭上的巨大散熱器”。

一些魚類，如鯨鯊，巨大的體形使其能夠在潛水時保存體溫。其他魚類，如金槍魚、馬林魚及大白鯊和灰鯖鯊等，在鰓處進化出了專門的熱交換系統(tǒng)，以避免身體流失過多熱量。

雙髻鯊既沒有這些身體優(yōu)勢，也沒有這些適應能力，但人們發(fā)現(xiàn)它們在海面下800米左右的深度會快速、反復地潛水。

為了了解鯊魚是如何應對溫度變化的，Royer和同事開發(fā)了一種由測量深度、水溫、位置和運動的儀器組成的裝置，以及嵌入背鰭附近肌肉的探針，用來記錄鯊魚的核心溫度。該裝置在幾周后會斷裂，并漂浮到水面上發(fā)出信號。

在夏威夷海岸捕獲的3條雙髻鯊被嵌入了這種裝置。

在《科學》5月11日發(fā)表的論文中，研究小組報告說，雙髻鯊會在溫度為5至11攝氏度的深水中潛水幾次，其中一條鯊魚每晚會在比水面低20攝氏度左右的深水中潛水6次，每次停留5至7分鐘，然后浮出水面。在鯊魚潛水的大部分時間里，體溫都保持不變。

Royer認為，鯊魚在潛水過程中不張開鰓或嘴，即有效地“憋氣”，是為了保持核心溫度穩(wěn)定?！叭绻w上沒有水，就不會排放身體的熱量。”Royer說，“當靠近水面時，它們可以放慢速度，張開鰓，重新開始呼吸，因為這里不像海底那么冷。”

澳大利亞西澳大利亞大學海洋研究所魚類生態(tài)學家Mark Meekan說，以這種方式停止氧氣攝入，表明雙髻鯊能夠應對潛水時血氧水平的急劇下降，盡管其機制尚未被發(fā)現(xiàn)。

“它們所做的可能是減緩心肌運動，從而放慢血液在全身的流動?！盡eekan說，鯊魚的組織和血液可能已經(jīng)進化到每單位體積能夠容納更多的氧氣，類似于生活在高海拔地區(qū)的人的適應能力。

目前，雙髻鯊雖然是第一種被發(fā)現(xiàn)有“憋氣”能力的魚，但詹姆斯·庫克大學海洋生物學家Simpfendorfer說，其他鯊魚或魚類可能也有同樣的適應能力。

◎ 來源| 中國科學報