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奇特鳉鱼雌雄同体靠皮肤呼吸:部分会陆地捕食

A-A+2015年6月3日14:52新浪科技评论

 
  • http://guangdong.sinaimg.cn/2015/0603/U10895P693DT20150603144958.jpg北京时间6月3日消息,“鳉鱼”是一类看上去毫不起眼,体长一般只有几厘米的小型鱼类。它们中的很多种类有着非常鲜艳的色彩,常常会作为观赏鱼被放置在水族缸里,但更多的种类非常普通,毫不起眼。然而它们中的一些成员却足以称得上是这个星球上奇特的鱼类。
  • http://guangdong.sinaimg.cn/2015/0603/U10895P693DT20150603145005.jpg鳉鱼不会长到很老——或者说不是传统概念上理解的那种“老”——它们不会像其他鱼类那样长到发育成熟,事实上很多鳉鱼种类会在一年内死去。其中有一类的寿命甚至不到3个月,这让它们成为脊椎动物中存活时间最短的种类。
  • http://guangdong.sinaimg.cn/2015/0603/U10895P693DT20150603145001.jpg一些鳉鱼种类的繁殖方式与其他鱼类完全不同,事实上有一类鳉鱼的繁殖方式与世界上任何其它脊椎动物都不同。红树林鳉鱼取了雌性同体策略,即在单独个体上同时拥有雌性和雄性性器官,它将其用于插入其他个体体内并让鱼卵在体内发育。这种情况在鱼类的身上极其罕见,
  • http://guangdong.sinaimg.cn/2015/0603/U10895P693DT20150603145008.jpg除了使用鱼鳃,它们还有其他的呼吸方式。还有,游泳并不是它们最喜爱的生活方式,它们反倒更喜欢在小水塘里,有些鳉鱼种类可以在没有水的条件下存活超过两个月,它们会离开水体,甚至在陆地上捕食。更有甚者,还有一些鳉鱼种类甚至能在树上生活。
 

  北京时间6月3日消息,据英国广播公司(BBC)网站报道,当你想到鱼,你会想到什么?不管如何,你的脑海里一定会有几点基本的假设,比如有雄鱼和雌鱼,它们会交配繁殖小鱼,小鱼继承了它父母亲的一些遗传特征,然后它会慢慢长大,最后也成为一条成年鱼。

  还有,鱼在水里生活,靠鱼鳃呼吸——这是理所当然的,我们平常会说“离了水的鱼”来表达人们面临的困境——鱼当然不能离开水而存活,它们会游泳,在大片的水体中生活,比如河流,湖泊或是海洋。

  奇特的“怪鱼”

  然而,有一类鱼却不符合以上所列出的任何一条特征。这类鱼被称作“鳉鱼”,这是一类看上去毫不起眼,体长一般只有几厘米的小型鱼类。它们中的很多种类有着非常鲜艳的色彩,常常会作为观赏鱼被放置在水族缸里,但更多的种类非常普通,毫不起眼。然而它们中的一些成员却足以称得上是这个星球上奇特的鱼类,有些甚至可以说是最为极端的案例。

  比如说一些鳉鱼种类的繁殖方式与其他鱼类完全不同,事实上有一类鳉鱼的繁殖方式与世界上任何其它脊椎动物都不同。

  鳉鱼不会长到很老——或者说不是传统概念上理解的那种“老”——它们不会像其他鱼类那样长到发育成熟,事实上很多鳉鱼种类会在一年内死去。其中有一类的寿命甚至不到3个月,这让它们成为脊椎动物中存活时间最短的种类。

  另外,除了使用鱼鳃,它们还有其他的呼吸方式。还有,游泳并不是它们最喜爱的生活方式,它们反倒更喜欢在小水塘里,在那里它们演化出了一套属于自己的,在没有水——而不是在水中的生活方式。有些鳉鱼种类可以在没有水的条件下存活超过两个月,它们会离开水体,甚至在陆地上捕食。更有甚者,还有一些鳉鱼种类甚至能在树上生活。

  “离开水的鱼”

  在非洲和南美洲生活着很多鳉鱼种类,它们中的许多已经适应了缺水,或是不同季节之间水位变化极大的环境。它们中的一些的确生活在大型水体中,但也有很多能够在孤立的小水塘中生活,这样的小水塘会出现季节性的干涸。这样的情况就造成了一项根本性的挑战——当水体逐渐减少甚至最终干涸的情况下,作为鱼类该如何求生甚至繁殖后代?

  近日,一篇由美国加州大学河滨分校的科学家们撰写的研究论文发表在了《生物学评论》(Biological Reviews)杂志上,其中专门对鳉鱼应对这种情况的做法做了介绍。该论文中提到了一种重要的适应性——并且不同种类的鳉鱼各自独立地进化出了这种适应性,那就是能够依靠一些独特的技巧,在完全脱离水体的情况下生活长达一年的时间。

  在潮湿季节,当水塘满水时,这些鳉鱼迅速孵化。随后它们快速生长,很快达到成熟并开始产卵繁殖,它们不断进行繁殖直到水塘开始干涸。此时所有的鱼类都将死去。

  这一周期是如此短促,其中有一类学名为“Nothobranchius furzeri”的非洲青鳉鱼,其生命周期竟然只有短短的10周时间。

  然而尽管亲鱼已经死去,但它们产下的卵将留在了泥土中,它们代表了所有幸存下来的鳉鱼种群。它们将在休眠状态下挨过漫长的旱季,埋在泥土中等待下一个雨季的到来。当雨季终于降临,这些卵将会迅速孵化,一个新的生命周期就此开始。

  为了达成这种适应性,很多鳉鱼种类能够在条件缺乏时暂停胚胎的发育,并在外界条件适宜时继续中断的胚胎发育进程。它们的胚胎能够在生长的不同阶段随时暂停,如推迟主要器官的生长,如颅骨的发育,心脏以及循环系统的发育等等。因为有了这样的能力,这些鱼卵便能够灵活掌握,让自己推迟数天,数周乃至数月之后再行孵化。

  对极端环境的适应

  而其他鳉鱼种类也各自进化出了不同的应对策略。比如红树林鳉鱼(Kryptolebias marmoratus)采取了雌性同体策略,即在单独个体上同时拥有雌性和雄性性器官。当然其他动物也有这样的情况,但红树林鳉鱼还有一项令人惊异的地方,那就是所谓的“间歇性性器官”,它将其用于插入其他个体体内并让鱼卵在体内发育。这种情况在鱼类的身上极其罕见,因为鱼类一般的做法是将卵产下,随后雄鱼在水中排放精液以此授精。

  但红树林鳉鱼还是所有已知的雌性同体脊椎动物中唯一一种能够自体繁殖并产生遗传上与自身完全一致的“克隆体”的物种。而如果拥有足够的种群数量,那么红树林鳉鱼则将采用更为传统的方式进行交配——一部分个体会扮演雄鱼角色,并与其他扮演雌鱼角色的同伴交配。

  大多数鱼类使用鱼鳃呼吸,方法是让水体流过并提取其中溶解的氧气。但红树林鳉鱼还能通过皮肤呼吸。这种能力对于红树林鳉鱼在它条件极端的栖息环境下尤其重要。这种鱼生活在西大西洋沿岸的红树林当中,这里到处都是缠绕在一起的树根和泥泞的淤泥。红树林掉下的叶子在淤泥中腐烂并被细菌分解,这一过程中汇释放出有毒的硫化氢,这里的水体含氧量很低。

  其他鱼类也会时不时进入红树林,但它们一般只是随着水体状况的变化而随时进出。而红树林鳉鱼则是一辈子都在这种环境中度过。当旱季来临,这里将完全暴露出来,红树林鳉鱼将面临栖息地干涸的境地。

  它们中的一些在剩下的小水塘中生活,其他一些则紧紧贴住淤泥或树枝。最终,随着水位下降,红树林鳉鱼只能依赖皮肤的呼吸功能在陆地环境下存活。它们甚至还会透过皮肤排出身体代谢废物——研究结果已经表明红树林鳉鱼可以在脱离水体的情况下存活长达66天。

  红树林鳉鱼已经非常好的适应了陆地上的生活,它们甚至会在潮湿的泥土上产卵并时不时越过海水的潮线到陆地上活动。它们会用自己的肚子支撑并站起身子并摇摇晃晃地到处晃悠,以此考察周遭环境。甚至它们偶尔还能依靠甩动尾巴的力量让自己高高跳起。

  像这样在空气中跳跃对于鱼类而言非常困难,因为陆地环境对于鱼类而言太过陌生。它们的身体结构是设计用于适应密度较大的流体(水体)并支撑其自身重量的。而红树林鳉鱼则有着自己的一套动作。根据美国北卡罗来纳大学的一篇研究论文中的描述:首先它让自己以侧卧姿势躺下,随后抬起头部,让身体弯曲;然后突然伸直身体,让尾巴猛地拍打地面,利用这股反推力,让自己整个凌空弹起,在空中呈现一种弹道轨迹,飞过相当于自身体长好多倍的距离。

  鳉鱼会将它们的这种技巧应用于捕食活动。如实验中已经发现它们会利用弹跳能力进行捕猎,甚至能够捕获蟋蟀,并可以高高跳起,将叶片上的昆虫打落下来并吞食掉。

  有一种名为“Rivulus hartii”的鳉鱼可以跳起14厘米高,而另外一种生活在巴拿马的红树林鳉鱼,还会通过这种高高跳出水面的方法来避免自己被捕食动物吞食的命运,非常奇特。

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