鯊魚說明書
Shark Guide
據說鯊魚出現在地球上超過四億年,也有說5億,甚至6億年,其實不重要,反正都比比恐龍早多了。
在我們前面介紹的N每種海洋生物裡,它們都有很多人類根本無法想像的「特異功能」,從簡單的海綿,海兔,到成群的鰩類,再到龐大的座頭鯨。
但它們的功能數量和種類在鯊魚面前,都差遠了。可以說鯊魚是集結了無數神奇功能的物種,它這N億年的進化,幾乎每個器官都沒閒著,這麼多年真沒白活。
鯊魚的第六感!電感功能
科學家模擬與食物相似的電流吸引鯊魚,進行測試。
如虐狗的嗅覺、渾身是「耳朵」的電感系統、自動更換的牙齒、超極夜視能力等等。這也正是引起無數科學家持續研究的原因。
鯊魚有一對丁丁......
而且喜歡咬住了,倒立,再激情四溢的....啪啪啪
不過即便如此,鯊魚生長很慢,存活率也並不高,從而導致了某些更為極端的競爭態勢,比如沒有出生的鯊寶寶在媽媽肚子裡就開始將同伴咬死,堪稱 「子宮惡鬥」。
極端的自然競爭,真正的不能輸在起跑線上!
剛長出牙,還在媽媽肚子裡,還沒發育好的虎鯊寶寶
就一口鮮血將同伴幹掉。
什麼是鯊魚?
What is a shark?
首先,是個大貨。曾經超級大,現在相對小多了,但依然是海洋中無可厚非的霸主。
而成為霸主肯定不能光靠體型,更得靠無比先進的全方位功能和核心實力。
本文12大特點/功能基本概括了鯊魚的主要特性,當然這裡忽略掉了一些相對基本的特性,比如鯊魚背鰭和胸鰭的特點作用等等。本文會按照下圖圖示順序慢慢來說。
當然,這麼牛X的鯊魚,文章肯定短不了(是太長了,小編抱哭....好幾次)。
12處特別「功能」,下文介紹根據圖中序號一一對應。
1,翻個眼皮
生活在陸地上的動物,之所以要眨眼睛,是為了讓眼皮給眼球帶去水分,如果沒有水分,眼睛就會幹澀。而魚類生活在水裡,就不用眼皮給增加水分了,經過億萬年的進化,漸漸的魚就沒有眼皮了。
很多人看到魚在「眨眼睛」,其實它們在轉動眼球而已。
但是,鯊魚很特殊,它大概是唯一有「眼皮」的魚類。
看著還挺乖的,眼睛一閉一閉
靠近鏡頭的時候,「瞬膜」得閉以下,保護下眼睛
準確說這種眼皮叫做「瞬膜」,主要作用是為了在近距離碰撞時,能夠保護眼睛。畢竟人家眼睛老大了!
而且很多鳥類、貓科動物,還有龜類也都有類似的「瞬膜」。
老鷹的瞬膜,和鯊魚類似
2,超極夜視
後面會說到鯊魚的很多超級功能,比如電感,震動感,超級嗅覺等等,所以很多人都認為鯊魚的視力應該處於比較弱勢的狀態,甚至覺得兩個碩大的眼睛就是擺設。
實際上,鯊魚的眼睛和人類有著幾乎一模一樣結構,有角膜,晶狀體,瞳孔和虹膜。
而且在視網膜上也有視杆和視錐(起到感光器的作用),這意味著鯊魚可以很好的聚焦圖像。同時鯊魚也能看見色彩,只是沒有色覺處理細胞,所以只能是單色的,只不過不知道是哪種顏色。
甚至也會和人類一樣,根據光線瞳孔可以放大和縮小,這是很多魚都無法做到的。
鯊魚眼睛根據光線,瞳孔也會進行變化,與貓科動物類似
以上都還不是水下最強的體現,鯊魚的正常視力不但沒問題,還是超級夜視眼。
類似瞄瞄的眼睛,視網膜後面有一層獨特的反射層,叫做反光膜(tapetum lucidum),可以將接收到的光線二次反射給視網膜,從而增強了弱光視力。
鯊魚眼睛反光膜功能示意,通過二次反射,增強了識別性。
這個畫面是不是很熟悉,這就是擁有反光膜的眼睛被
光線照射後的效果,鯊魚也是如此。
所以鯊魚大部分時候會選擇傍晚或者清晨時候捕獵,因為這是大部分魚類看不清,但它們確可以看清獵物的時候。
3,渾身是耳
鯊魚的耳朵非常小,就兩個非常迷你的小洞洞,幾乎沒法讓人注意到。
這麼迷你的小洞,功能肯定弱一些,它們只能感知10~800赫茲的低頻聲音,按照人類的標準,這只能算是振動,基本不能稱為聲音。所以,鯊魚的耳朵作為平衡器官,主要用來幫助判別方位。
不過鯊魚身體兩邊擁有分布全身的體側線系統(Laterl Line),這個系統由遍布全身的微小毛孔組成,每個毛孔內都有纖毛,當水流經過時,會帶動纖毛,鯊魚就能感受到振動和壓力。
所有小孔一起工作時,鯊魚就變成了一個系統性的振動探測器,就好像渾身是耳朵一樣,但可以幫助鯊魚在黑暗的環境中捕獵。
體側線功能示意圖。
水流通過小孔,會帶動微小的纖毛變化,讓鯊魚感受到震動
在進化過程中,這種壓力感受系統,其實是很有效的補充了聽覺的弱項,很多海洋魚類也都具備類似的壓力感知系統。但是鯊魚的這種看似微弱的震動探測系統距離超過1.5公裡,遠超過鯊魚最為出名的嗅覺系統。
4,立體嗅覺
幾乎人人都知道鯊魚的嗅覺系統很超極,這完全得益於其鼻腔中面積巨大的嗅覺神經末梢,一條1米長的小鯊魚,其嗅覺神經末梢面積就接近0.5平方米,其比例遠遠超過了人類,甚至狗狗。
稍微仔細看,就會發現鯊魚的鼻孔面積很大,只不過這麼大的鼻子並不能用來呼吸,只能聞氣味。
曾經傳說鯊魚可以聞到幾公裡外的一滴血,其實有點誇張,這和水深和水流也有關係。
科學家經過試驗得過,大約0.05g的一滴血,溶解在一百萬倍的水中,鯊魚通常可以在400-500米的位置聞到,並作出反應。這樣的嗅覺成績,也絕對虐狗了。
鯊魚還擁有獨特的「立體」嗅覺,兩個鼻孔可以接受不同的氣味,還能判斷出不同氣味的差異和來源。
據研究人員實驗表示,它們兩個鼻孔之間所接收的氣味時差在1/10秒~1/2秒之間,這樣可以幫助鯊魚判斷食物的方向,當然也包括判斷血腥味道的方向。
5,自動換牙
不同鯊魚的食物不同,所以它們的牙齒形狀也多種多樣的,據觀察統計共有八種樣式:梳狀齒、異型齒、單峰齒、三峰齒、多峰齒、顆粒狀齒、鋪石狀齒、切齒。
比如在底棲的小型鯊魚,一般以吃無脊椎動物為主,牙齒就是利於咀嚼,側面扁平,整體鋒利,但是較小;而以魚類為食的兇猛鯊魚,通常都是更為高聳的大尖牙,主要為了咬住溼滑的獵物,防止它們逃脫,然後整個吞下!
已經滅絕的巨齒鯊擁有最大的體型和最大的牙齒
鯊魚牙齒系統最特別之處,在於它們擁有多排牙齒,不過用來撕咬獵物的只有最外一排牙齒,其餘的幾排牙齒都密密麻麻,好像都裝在傳送帶一樣,留著隨時備用。一旦前面正在使用的牙齒壞掉,或者崩裂,後排對應的牙齒就會自動向前移動進行補充。
從上圖化石和下圖的3D模擬建模可以看出,鯊魚只有第一排牙齒保持垂直狀態,用來咬合獵物,其他牙齒只是靜靜的在後面「排隊等待」。好像傳送帶一般。
鯊魚習慣性的大幅度張嘴咬合,更使得牙齒並不牢固
能形成這種自動換牙機制的原因,也是因為鯊魚的牙齒不像人類,是沒有齒跟,都是淺嵌在牙齦上,加上其習慣於大幅度的張嘴咬合。看著尖銳無比,都很不牢固。
所以鯊魚也經常掉牙壞呀,有的鯊魚一生中可以換掉3萬顆牙!
6,電感系統
鯊魚除了人類的 視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺,五大感覺外,還有第六感——感電力。
鯊魚頭部有個能探測到電流的特殊細胞網狀系統,上面遍布了大小不同的小孔,這些小孔稱為勞倫氏壺腹(Ampullae of Lorenzini),是義大利醫生勞倫茲尼在1678年發現並命名。
分布在鯊魚頭部的細微點點,就是「勞倫氏壺腹」
通過這些小孔,鯊魚可以感知到周圍魚類遊動時肌肉產生的微弱電流,甚至是礁石中魚類心臟跳動引起的電流。
不過功能都有兩面性,由於這種電流的感知力過於敏感,鯊魚也會被水中能產生電流的東西搞的糊塗,比如你的相機,攝像機。
所以在拍攝餵食鯊魚的時候,經常會拍到鯊魚撞鏡頭的畫面。看上去好像鯊魚要攻擊你,其實它們只是被電流搞的很好奇。因為來自相機的電流在它們日常海洋中是非常陌生的。
7,順便呼吸
大多硬骨魚類都是一對鰓裂,而鯊魚都有五對鰓裂(與其近親鰩類一樣),少數鯊魚有六對甚至七對,主要呼吸時排除水流。
大眾眼中的鯊魚,比如大白鯊,錘頭鯊,牛鯊,虎鯊等等,這種主動 捕食的鯊魚,它的呼吸方式稱為撞擊呼吸(ram ventilation)。
大概流程就是:撞擊海水使其進入嘴裡再通過鰓裂排出。這種呼吸方式可以在覓食和捕食過程中,順便將水吸入,完成呼吸。這樣就會更加節省能量。但缺點也很明顯,如果停止遊動太久的話,很可能會導致淹死。
張嘴吸水,鰓列出水 ..... 撞擊式呼吸
另一大類底棲鯊魚,比如鬚鯊科的,就比較復古,主要採用的「口腔抽吸」呼吸,用同時用嘴和鰓裂來吸水和排水,這就可以長期爬著不動了,也適合被動式捕食。
口腔抽吸
也有些是「撞擊呼吸」與「口腔抽吸」同時使用的鯊魚,比如檸檬鯊,護士鯊,它們就可以暫時停在海底休息。
8,柔軟霸王
鯊魚雖然表皮硬邦邦,不滑滑,但身體內部卻是無比柔軟,即使是壯成一大坨的大白鯊和巨大的鯨鯊也是無比柔軟的「胖子」,因為鯊魚內部支撐身體的都是軟骨,沒有一根硬骨頭。
軟骨無論重量還是彈性,都要比硬骨好多了。就好像人類的鼻子和耳朵那種骨骼質感。
鯊魚的軟骨骨架,主要集中在前半部分
所以鯊魚在活動的過程中,身體異常靈活敏捷的,可以達到各種彎曲度,瞬間做出變化,甚至做出高難度係數動作。
不過由於身體前半部分集中了大部分的軟骨,所以主要的動力來自於尾部,前部主要用來控制和穩定方,幾乎不會彎曲。
據說鯊魚能在白堊紀沒有滅亡,就是因為其軟骨的彈性,更好地緩衝了水壓,可以躲避到深海中。
9,浮力靠遊
硬骨魚們都有一個可以充氣的魚鰾來控制浮力,早期的德國潛水艇就是利用了魚鰾的原理。
但很可惜,鯊魚作為歷史太悠久的老大,並沒有魚鰾。一般來說,鯊魚若不一直遊動便會直沉海底,當然有些鯊魚本身就賴在海底生活的,平時就不怎麼動,比如各種鬚鯊。
不過,鯊魚也進化出了一些輔助浮力功能,特別是它們肝臟都很大,可以起到調節浮力的作用,實現了一部分「魚鰾」的功能。
也有些活動範圍很廣的深海鯊魚,可以把空氣吸入胃中暫時儲存,然後通過排除空氣來控制浮力。
10,子宮惡鬥
鯊魚大概是生殖方式最多樣的魚類,不同種的鯊魚會有不一樣的繁衍方式,主要有卵生、假胎生、卵胎生,甚至還有無性繁殖。
人們熟知的大型鯊魚通常生長緩慢,為了保證繁衍,它們都是卵胎生,比如鯨鯊、大白鯊、長尾鯊就是採卵胎生的方式。
檸檬鯊在快速遊動中,生出一個大娃
如果卵胎生還是不能保證存活率怎麼辦?
自然進化出了更加兇殘的競爭方式,某些小鯊魚還在媽媽肚裡就開始相互殘殺,最後活下來的才能出來。
點擊邊框調出視頻工具條點擊邊框調出視頻工具條
體型較小的鯊魚,由於生長相對比較快,就採用了卵生方式,但不會像其他魚類一生就是成千上萬的卵,鯊魚即使生卵,也就15~20個左右。 然後需要至少幾個月才能孵化出小鯊魚。
鯊魚的卵十分特別,不但個頭很大,而且帶有厚厚的卵鞘,這使得它們能夠附著在巖石或者海藻上,並抵抗捕食者。
掛在珊瑚上貓鯊的卵
佛氏虎鯊(Horn Shark)是罕見對自己卵表現極端關愛的鯊類,會將自己螺旋狀的卵特意放到安全的地方。
在卵中蠢蠢欲動的天竺鯊寶寶
還有少數鯊魚採用假胎生的方式。假胎生和卵胎生最大的區別是,前者在母體內不僅要依靠暖黃提供營養,還需要母體提供一些營養,而後者則完全依靠暖黃提供營養。比如灰星鯊。
最後, 科學家已經發發現窄頭雙髻鯊、黑邊鰭真鯊、豹紋鯊等種類都可以靠自己無性繁殖,也是很隨性。
11,盾鱗護體
如果有機會摸一下鯊魚,就感覺應該叫它們「砂魚」,皮膚觸感和砂紙很類似。
鯊魚外部看似光滑,沒有「魚鱗」,但如果從顯微鏡下看,可以看出體表是由無數細小、肉眼不可見的特殊鱗片——盾鱗組成的,形狀有點像牙齒。
沙紙一般的鯊魚皮膚
鯊魚外部看似光滑,沒有「魚鱗」,但如果從顯微鏡下看,可以看出體表是由無數細小、肉眼不可見的特殊鱗片——盾鱗組成的,形狀有點像牙齒。
顯微鏡下的盾鱗圖,很像牙齒
這些盾鱗堅硬鋒利,像瓦片一樣規則疊蓋在鯊魚皮上,而且這種鱗片的質地與鯊魚牙齒結構相同,主要是一種琺瑯質組成,手感粗糙而頓挫。
不同鯊魚的「盾鱗」形狀也不相同
也有科學家認為鯊魚的牙齒就是從這些「盾鱗」發展而來,所以牙齒可以取之不盡。而且鯊魚如此堅韌的「牙齒」皮膚,在減少阻力方面也非常有效。
12,激情厚愛
據說鯊魚是地球上最早的通過兩性交配繁殖的動物。在地球上生存了那麼久,不僅進化出了那麼多「特異功能」,還進化出了兩個大「丁丁」!
鯊魚的丁丁,準確說叫做「鰭足」(Clasper) ,是由腹鰭內緣進化而來的,具有輸送精液的溝,分別位於位於腹部兩側。
雄性大白鯊,由腹鰭內緣進化而來的一對大「丁丁」
雌性大白鯊,洩殖腔突出的「特殊結節」
雖然雄性鯊魚有兩個「丁丁」,當然不會一起插入,一般要取決於姿勢來定,據觀察,通常雄鯊喜歡用遠離對方的丁丁插入,可能是距離比較遠,方便運動?
嗯,特寫,可以看出左邊雄性只有一個「丁丁」進入,
還有一個依然保持原位置
鯊魚啪啪啪的狂野主要還在於整個過程,從前戲到交配開始,雄鯊為了表示自己對雌鯊的興趣,就身上各種咬,到處咬。
三條相互咬咬,兩隻雄性在爭奪中間的雌鯊魚,
都在咬它以示愛,抱成了一團。
有時候還經常激動起來,就咬住不放,遠看以為在互殘。其實人家在「甜蜜的」啪啪啪啪。
為了防止被如此激情雄鯊咬壞了,所以大部分成年雌鯊的皮都會比雄鯊更厚,據說 雌性藍鯊的皮比雄鯊厚一倍,厚度甚至已經超過了牙齒的長度,根本咬不破。
點擊邊框調出視頻工具條 鯊魚傷人?
潛水員們肯定對鯊魚都有比較客觀的認識。都知道人類也根本不在鯊魚的菜單上,鯊魚通常也不會攻擊人類。
不過,被鯊魚所傷還是很可能出現,這種傷未必是主動對你的襲擊。通常是在觀察鯊魚,或拍攝鯊魚時,這裡提及注意幾點。
1、接近時,穿好衣服,帶好頭套手套,儘量不要裸露在鯊魚面前
2、雖然鯊魚視力不錯,但水流渾濁的時候和人類意義無效,這時儘量遠離鯊魚,否則渾身溼衣,很容易被誤認為食物,比如一頭海豹。
3、鯊魚開咬攻擊之前,都會先觸碰潛在獵物,有時候用鼻子,有時候有嘴巴。所以儘量不要讓鯊魚的試探得逞(不要被撞到)。
4,所有的攝影裝備都會發出不同的電流,很容易被鯊魚過來好奇的撞擊鏡頭,撞擊後最好關閉相機。但如果有很多臺相機,鯊魚可能也會轉懵逼。
5、使用閃燈時,不要拍攝鯊魚腹部和正面頭部,鯊魚會被發出的電流所吸引,過來好奇的撞撞,咬咬。
一隻虎鯊正在捕獵錘頭鯊。
別說吃人,鯊魚情願互相惡鬥
都懶得搭理你。
原因....
因為魚比人好吃吧。
終於寫完了。
關於鯊魚的帖子文章太多,比如各種關於鯊魚N個「冷知識」,這些知識冷嗎? 對於大眾來說可能是,但對於潛水員來說,就算不是「熱知識」,也應該是個「溫知識」吧。
熱愛大貨,熱愛鯊魚的潛水員,就從了解它們開始。
本文難免會有疏漏和錯誤,還請各路大神留言不吝指正。
來源:潛水寶典