能調節體溫,科學家發現第一隻「溫血魚」

作者 | 發布日期 2015 年 05 月 24 日 12:00 | 分類 生態保育 follow us in feedly
下載自路透

還在認為所有的魚都是「冷血動物」嗎?最近美國學者就發現,有種特別的魚可以調節自己的體溫,讓全身保持在比海水還高的溫度上。



第一隻「全身溫血魚」

BBC 15 日報導,科學家發現體型龐大又色彩鮮豔的月魚(opah)可以調節自己的體溫,成為人類發現的第一隻「全身溫血魚」。

月魚可以藉由拍打蓋滿脂肪的魚鰭,來產生熱,接著利用這些熱,讓自己的心臟、大腦和其他器官在海面下數百公尺保持溫暖。

其他魚類也可以讓身體的特定部位保持溫暖,在關鍵時刻的時候讓自己有更好的體能表現,像鮪魚就是這樣,但像月魚這樣保持全身都是「溫血」(註 1,endothermy)的魚,科學家還是第一次發現。

這項研究刊登在美國的期刊《科學》(Science)上。

 

魚大多是冷血動物

以前,我們都以為只有哺乳類和鳥類是地球上的溫血動物,可以讓自己的身體持續保持在一定的溫度。

魚類和爬蟲類則被認為幾乎都是「冷血動物」,又叫做「變溫動物」。牠們的體溫會受到外界環境的影響而改變,而且大多數的新陳代謝率都比較低,沒辦法自己產生太多的熱。

有些魚可以暫時提高身體一部分的溫度,像鮪魚就可以讓自己的泳肌溫度提高,在追捕獵物的時候能游得更快。

不過,像月魚這類的深海魚通常都被認為是動作相對緩慢的魚類,這些魚因為速度不快,通常喜歡埋伏等獵物,而不是親自去追捕。

這也是為什麼,當學者發現月魚是全身溫血魚的時候,他們會這麼驚訝。

註 1:根據自然科學博物館解釋,內溫(endothermy)動物,像是哺乳類和鳥類,是自己產熱並想辦法保留住熱量,讓身體的溫度比四周環境還要高。跟內溫動物相對的是「外溫動物」,牠們是靠著外界環境來散失或者是獲取熱量,像蜥蜴用曬太陽的方式來提高體溫就是一種獲取熱的方式。這篇報導為了方便讀者了解,endothermy 採用「溫血」一詞來翻譯。
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▲ 韋格納博士抱著一隻月魚,月魚有著巨大的胸鰭,可以幫助牠產生熱。(圖片來源:達志影像

大隻魚其實動作很快

美國國家海洋和大氣管理局(NOAA)西南漁業科學中心的韋格納(Nicholas Wegner)博士說:「在發現這件事之前,我以為月魚跟生活在低溫環境裡的大部分魚一樣,是種動作遲鈍的魚。」

「但因為月魚可以讓自己的身體保持溫暖,這就表示牠其實是個很積極的獵食者,可以追捕像魷魚這類動作敏捷的獵物,也可以進行長距離移動。」

 

體溫比海水還高

韋格納博士和他的同事,一起測量了剛抓上來的月魚身體各部位的溫度,他們也在月魚身上植入溫度計,看看月魚沉到海面下之後體溫會怎麼變化。

結果發現,月魚的肌肉一直維持在比周圍水溫高攝氏 5 度的溫度,就算是潛到海面下 50-300 公尺、水溫通常是攝氏 8 度到 11 度之間的地方,月魚體溫也一樣比周圍的水溫還要高。

月魚的頭跟心臟的溫度,也是一直保持在比周圍的水溫高攝氏 3 度的溫度。

這看起來也許並不是個很大的優勢,但實際上是需要相當複雜的熱力學原理,尤其是對像月魚這種大小的魚來說更是如此。這項研究中的月魚體重是在 22-68 公斤之間,但月魚最重可以重達 270 公斤。

▲ 從《衛報》提供的影片中可以看出月魚游泳的速度其實不慢。

 地球圖輯隊配圖

▲ 迷網是一個複雜的血管網路,在這個網路裡動脈跟靜脈靠得很近。(Source:Wikicommons

月魚怎麼辦到的?

根據《國家地理》雜誌報導,月魚的胸鰭非常地大,可以產生大量的熱讓魚的身體持續保持溫暖。胸鰭上覆蓋著一層厚厚的脂肪組織,可以幫忙把冰冷的海水隔開來,保存熱量。

另外,月魚的魚鰓上有個錯縱複雜的血管系統,叫做迷網(rete mirabile),血液進入魚鰓裡收集氧氣的時候,可以靠著迷網的幫助減少熱量散失。

根據《維基百科》,迷網又叫做細脈網,在這個網路裡動脈跟靜脈靠得很近,當血液流到鰓表面接觸到冷水的時候,會帶走氧氣,同時散失了熱,但是當血液流回來通過迷網的時候,又可以藉由周圍動脈流過來的熱重新獲得熱量,也就是逆流熱交換(counter-current heat exchange)的原理。

韋格納博士說,月魚的這個構造就像是車的散熱器,他說:「之前都沒看過其他魚的鰓有這樣的東西,這是月魚本身的一種創新,而這也給了牠們競爭優勢。」

「在我們人類想到之前,逆流熱交換的概念早就已經出現在魚身上。」

(本文由 地球圖輯隊 授權轉載;首圖來源:達志影像) 

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