科學網—科學家發現第一種溫血魚

2020-12-06 科學網
科學家發現第一種溫血魚
全身體溫常年比外界環境高出約5攝氏度

 

一個溫度檢測器被插入月魚的胸鰭中。

圖片來源：NOAA Fisheries West Coast

本報訊 研究人員日前發現了第一種能夠保持整個身體溫暖的魚，就像哺乳動物和鳥類一樣。月魚（又名翻車魚）棲息於海洋深處的冷水中，但它卻能夠從自身巨大的胸鰭中產生熱量。並且由於體脂和鰓中血管的特殊構造，月魚能夠保持自己的體溫，這種適應能力使它們在深海中擁有了生存優勢。

並未參與該項研究的美國達特茅斯市麻薩諸塞州大學魚類生理學家Diego Bernal表示：「對於一條魚來說，這是一種非凡的適應性。」

研究人員推測，擁有一顆溫暖的心臟和大腦可能讓這種鮮為人知的魚類成為一種兇猛的捕食者。

水會帶走大多數生物體內的熱量。所以魚類通常要保持其遊弋的水體的溫度。反過來，這也限制了它們在冷水中的生物學功能，特別是心血管的耐力。這裡也有部分例外：金槍魚、旗魚和一些鯊魚可以在捕獵時暫時提高身體肌肉的溫度，但它們必須回到溫暖的海域使體內溫度回歸正常。

月魚看起來並不像一個兇猛的捕食者。這種大約1米長的桶狀魚類通過拍動胸鰭遊動。月魚在全球各大海洋均有分布，但科學家對於其生物學特徵的了解非常有限。這種魚類通常以烏賊和小型魚類為食，成年體形有汽車輪胎那麼大，一般在海面下50米至200米光線暗淡的冷水中活動，這裡的海水溫度大約為10攝氏度甚至更低。

2012年，作為一項定期考察的一部分，加利福尼亞州聖地牙哥國家海洋與大氣管理局（NOAA）漁業生物學家Owyn Snodgrass在加州海岸附近捕獲了一些月魚。Snodgrass將月魚鰓拿給了自己的同事、魚類生理學家Nicholas Wegner。

在Wegner對這些鰓進行研究之前，它們在一個裝有防腐劑的20升塑料桶中被存放了幾個月。他回憶說：「我注意到有一些特別的東西。」

魚類通常只有幾根大血管，用於在鰓中輸送血液，而小血管則被用來在水中獲得氧氣。但月魚卻擁有一套複雜的微血管網絡，在這一網絡中，動脈與靜脈緊密地排列在一起。

這種成對排列的動脈和靜脈被稱為細脈網，它們在其他物種中經常充當逆流換熱器的角色。根據Wegner等人的研究，月魚採用類似汽車散熱器的逆流熱交換方式保持溫血。它們胸鰭內的動脈血管（心臟流向全身）和靜脈血管（全身流向心臟）堆疊在一起，因而可以交換熱量，因划動胸鰭而獲得熱量的靜脈血會給在體表循環獲得氧後變冷的動脈血加熱。

這種構造能夠幫助水鳥在將腳扎在冰冷的水中時將熱量損失最小化，而一些鯨也在它們的舌頭中擁有類似的熱交換器。金槍魚、旗魚和一些鯊魚利用這種細脈網保持肌肉的溫暖。

月魚是第一種在鰓的周圍發現細脈網的魚類。其鰓部的熱交換器被包裹在一層1釐米厚的脂肪層中，這種情況在魚類中是非常罕見的。據推測，這層脂肪起到了保溫的作用。

Wegner、Snodgrass和同事決定測試月魚在海中的體溫。在把魚放到甲板上後，研究人員發現其平均體溫要比捕獲它的水域大約高了5攝氏度。

研究人員在最新出版的《科學》雜誌上報告了這一研究成果。

Wegner說，生活在深海的魚類通常行動遲緩，為保存熱量採取伏擊而非追捕的方式捕食，但月魚是溫血魚，其代謝、移動和反應速度都很快，視力也更好，因而是非常高效的捕食者。

Wegner在一份聲明中說：「我以前的印象是，這是一種行動遲緩的魚，就像生活在冷水中的其他魚類一樣。但它能給身體加熱，結果成為了非常活躍的捕食者，可捕食很敏捷的獵物如魷魚，還能遷徙很遠的距離。」（趙熙熙）

 

《中國科學報》 (2015-05-18 第2版 國際)

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