科學家發現第一隻「溫血魚」

還在認為所有的魚都是「外溫動物」(Ectotherm)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。

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第一隻「全身溫血魚」

科學家發現體型龐大又色彩鮮豔的月魚(Lampris)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,來讓自己的心臟、大腦和其他器官在海面下數百公尺保持溫暖。

大多數魚的體溫與周圍環境的水溫相匹配,某些魚類則可以讓身體的「特定」部位保持溫暖,在關鍵時刻讓自己有更好的體能表現。

例如鮪魚和某些鯊魚可以讓自己的泳肌溫度提高,在追捕獵物時游得更快;旗魚可以讓眼睛和腦部保持一定溫度,從而在追捕獵物時增強視力。

但像月魚這樣保持全身都是溫血的「內溫」(註1)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。

註1:所謂的內外溫,指的是調控體溫的方式。

內溫(endothermic)動物,指的是自己利用血流系統、收縮肌肉、消耗體內養分等,想辦法生產、保留住熱量以調控體溫,像是哺乳類和鳥類。

跟內溫動物相對的是外溫(ectothermic)動物,牠們主要靠著外界環境來散失或獲取熱量,例如蜥蜴曬太陽以便提高體溫就是一種。

魚大多是外溫動物

以前,我們往往認為哺乳類和鳥類是地球上的內溫動物,可以讓自己的身體持續保持在一定的溫度(註2),而魚類和爬蟲類則幾乎都是外溫動物,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。

像月魚這類的深海魚通常都被認為是動作相對緩慢、代謝率低的魚類,因為游泳速度不快,通常喜歡埋伏起來等獵物,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的時候,他們會這麼驚訝。

註2:不過體溫的「變化幅度」,與體溫的「調控方式」並無一定相關性,我們常把「恆溫」與「內溫」聯想在一起,但事實上也有「變溫」的內溫動物,例如裸鼴鼠(Heterocephalus glaber),恆溫的外溫動物也是有的,比方說革龜(Dermochelys coriacea,又稱棱皮龜)就是一例!

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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  8-11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機制調控,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落在 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。

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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,保存住熱量。

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,彼此交錯混合,當血液流到鰓表接觸到冷水的時,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。」

 

上線時間:2015/5/18
編修時間:2020/12/31

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