雙髻鯊是第一個發現會“屏住呼吸”的魚

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夏威夷附近的海面上，一條張開嘴和鰓的幼年雙髻鯊。

圖片來源：Biosphoto/Alamy

眾所周知，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進行狩獵。然而它們面臨的挑戰是，如何在周圍水溫僅高于冰點幾度的情況下保持體溫，從而使新陳代謝足夠活躍，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中捕獵時，“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總是在鰓處。”夏威夷大學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鰓，鰓“本質上就像綁在頭上的巨大散熱器”。

一些魚類，如鯨鯊，巨大的體型能夠使其在潛水時保存體溫。其他魚類，如金槍魚、馬林魚及包括大白鯊和灰鯖鯊在內的鯊魚家族，在鰓處進化出了專門的熱交換系統，以避免身體流失過多熱量。

雙髻鯊既沒有這些身體優勢，也沒有這些適應能力，但人們發現它們在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和同事開發了一種裝置，該裝置由測量深度、水溫、位置和運動的儀器組成，以及嵌入背鰭附近肌肉的探針，用來記錄鯊魚的核心溫度。該裝置被設計成在幾周后斷裂，漂浮到水面并發出信號。

在夏威夷海岸捕獲的三條雙髻鯊被貼上了這種裝置的標簽。

在《科學》雜志上發表的一篇論文中，研究小組報告說，鯊魚會在溫度為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5-7分鐘，然后再浮出水面。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，有效地“屏住呼吸”，是為了保持核心溫度穩定。“如果鰓上沒有水，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。”

西澳大利亞大學海洋研究所的魚類生態學家Mark Meekan說，以這種方式停止氧氣攝入表明，雙髻鯊必須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現。

“他們所做的可能是減緩心肌的運動，從而減緩血液在全身的流動。”Meekan說。鯊魚的組織和血液可能已經進化到每單位體積容納更多的氧氣，類似于生活在高海拔地區的人的適應能力。

到目前為止，雙髻鯊雖然是第一種被發現有“屏住呼吸”這種能力的魚，但澳大利亞湯斯維爾詹姆斯·庫克大學的海洋生物學家Simpfendorfer說，其他鯊魚和魚類可能也有同樣的適應能力。