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金槍魚為速度而生,「不游則亡」,是被物理現象限制的「海洋游泳王者」!

陆凡 2022/05/20

一般而言,魚類有三種不同的呼吸方式,更準確地說是魚會用三種不同方式把水輸送到鰓來獲取氧氣。

第一種就是我們最常見的 口腔抽吸方式,我們經常可以觀察到魚在水中嘴巴不停地開合,其實就是在把水抽到嘴巴中,然后通過鰓獲取水中的氧氣。

第二種是 固定通氣孔方式,運用這種呼吸方式的魚一般都是伏擊高手,它們把自己身體(包括嘴巴)埋在沙子底下,然后通過一個固定氣孔——比如眼睛來吸水呼吸。

第三種是 強制通水的方式,簡單地說這種方式就是自己快速游動的過程中張大嘴巴,讓水快速進入嘴巴并通過鰓,以此獲取更多的氧氣。

許多魚會同時擁有一種以上的呼吸方式,它們可能既可以口腔抽吸,也有固定通氣孔,但是對于一些真正的快速游泳者來說,它們一般只有一種呼吸方式,那就是強制通水。

有15種不同的金槍魚,它們成年個體的體型大小相差懸殊,而那些最大的金槍魚品種是公認的游泳速度最快的遠洋魚類之一,比如黃鰭金槍魚,大西洋藍鰭金槍魚等。

所以, 大型金槍魚都是用強制通水的方式來呼吸的,其它呼吸方式難以匹配它們速度所需的氧氣,而這種強制通水的方式需要魚不停地游動,不然它們就會窒息而死

眾所周知,我們平時吃的生魚片大多時候就是金槍魚,你會發現這種魚的肉是鮮紅色的,和我們平時吃的白色魚肉有很大的差別。

其實金槍魚不僅需要不停游泳,它們是真正為速度而生的魚,鮮紅色的魚肉就是為了提速而進化的。

金槍魚確實非常有趣,它們幾乎是用一種我們難以理解的方式在生存的,我們可以一起了解下它。

關于金槍魚

首先,在餐桌上都被我們叫作金槍魚的魚,它們其實是不同的品種。如果你仔細觀察魚肉的顏色就會發現其中的不同,你會發現有時候金槍魚魚肉是鮮紅的,有時候卻是暗紅的,這就是因為吃了不同的金槍魚。

在商業和休閑捕撈的金槍魚中,至關重要的有幾種,包括黃鰭金槍魚、大眼金槍魚,大西洋藍鰭金槍魚….等等。

雖然這些作為商業金槍魚的品種體型大多都能超過1米,但其中最大的是大西洋藍鰭金槍魚,據信(不知道是否可靠),目前捕獲最長的達到4.6米,最重的達到900公斤。

由于金槍魚非常受消費者的喜愛,所以這些大的金槍魚很值錢,2019年一條278公斤的大西洋藍鰭金槍魚拍出310萬美元的高價。

金槍魚給我們的印象往往都很大,但其實它們是從非常小——幾乎是微觀的體型開始成長的。

圖注:藍鰭金槍魚幼魚只有0.2毫米長

所有大型金槍魚的繁殖能力都很強,雌性一年可以產下幾百萬顆卵,但平均只有2顆可以長到成年,大部分卵都被當作其它掠食者的食物。

由于速度很快,成年后的金槍魚就基本安全了,除了一些齒鯨和遠洋鯊魚之外,它們基本沒什麼自然天敵。

圖注:大洋藍鰭金槍魚

為速度而生

其實,我們從金槍魚完美的線條中就不難發現,它們的速度可以達到很快,甚至可以說幾乎已經進化到了流體動力學改進的極限。

在外觀上,金槍魚在快速移動的時候,為了減少身體帶來的阻力,它們的鰭會縮回到凹槽中,甚至連眼睛也會與頭部的其他部分形成一個光滑的表面。

這種游泳特征可以讓它們短時間內爆發出極快的速度,比如黃鰭金槍魚的爆發速度可以達到20米每秒。

事實上,除了爆發力之外,金槍魚還是一個非常具有耐力的「馬拉松選手」,它們是典型的環球旅行者,幾個月的時間就可以從大洋的一邊游到另外一邊。

為了適應這種快速而又持久游泳需求,金槍魚的身體有許多有趣的特征。

第一點就是我們前面說的呼吸方式。

之所以游泳速度快的魚都是這種強制通水的呼吸方式,其實原因很簡單,只有這樣做它們的 呼吸頻率才會和速度密切相關

由于速度越快需要消耗的氧氣就越多,而這種呼吸方式可以做到速度越快獲取越多氧氣,其它呼吸方式則不行。

第二點是我們前面提到的金槍魚鮮紅色的肉。

紅色魚肉的顏色來源于肌紅蛋白,肌紅蛋白是一種氧結合分子,金槍魚的肌紅蛋白表達量遠遠高于其他大多數魚類,所以呈現紅色。

畢竟人家要跑「馬拉松」,需要許多的氧氣,所以需要更多的肌紅蛋白也就在情理之中了。

第三點是金槍魚可以保存新陳代謝產生的熱量。

大部分魚都是冷血動物,它們的體溫會隨著水體溫度變化而變化,但是金槍魚是有自己的體溫的,只是不像鳥類和哺乳動物這樣保持恒溫而已。

它們在6℃的水中,它們可以一直維持25℃–33°C的核心體溫,我這里只能用「核心溫度」來形容,因為它并不是全身都是這個溫度,只是一些關鍵部位有溫度。

它們的心臟其實不是很熱,這是因為寒冷的血液一直都會進入心臟,但是它們的骨骼肌、眼睛和大腦等都是溫暖的。

這些溫度的來源并不像我們這樣主動產生,而是它們在游泳的過程中身體產生的,然后通過復雜的過程被集中到了這些需要很多氧氣來維持溫度的組織中。

這種方式減少了能量消耗,進而可以讓它們更快地游動,并可以在更冷的環境里捕獵。

事實上,為了匹配自己的速度,金槍魚還特能吃,一般一條金槍魚一天要吃掉自己體重25%的食物。

阻擋它們速度極限的不是身體

如果把體型和游泳深度,以及耐力和爆發力放在一起考核的話,金槍魚是當之無愧的「游泳王者」。

在海洋中游泳速度快的有幾種動物,但你會發現,這些魚或者海洋哺乳動物都有類似的身體結構,其中最為明顯的一個就是它們的尾巴都是 新月型的。

在水中,尾巴的作用相當于它們的推進系統,之所以這些大型游泳高手的尾巴都驚人的相似,原因就是這種標準的尾鰭最適合快速游泳。

但是有一種現象會阻擋它們尾巴的推進——那就是 空化作用,當它們的速度太快的時候,由于壓力變化會產生空化氣泡,越淺的地方越容易產生。

圖注:船槳被空化氣泡侵蝕

空化氣泡爆裂會對尾巴造成傷害,海豚這些游泳高手非常害怕這種爆裂,但是金槍魚的尾巴沒有神經末梢,不會感覺到疼痛。

它們被這種物理現象限制速度的主要原因是空化氣泡形成的蒸汽膜,讓它們尾巴拍不出應有的效果。

最后

金槍魚確實不僅僅是生魚片,這種動物非常有趣,但現在由于一些非法捕撈,許多金槍魚已經被推向了滅絕的邊緣!

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