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真没想到,这世上还有这种事。
洞螈能长眠 2569 天保持不动,金枪鱼就算睡觉也得不停游泳。
你们晓得金枪鱼游得有多快吗?
要是平时游泳,速度大概在 60 千米到 80 千米每小时,但要是被鲨鱼追,速度能爆发到 160 千米/小时。
金枪鱼为啥游得这么快?还非得一直游?
金枪鱼为啥能靠游泳变成“无国界鱼”?它的身体结构还有啥特别的地方吗?
那接下来我们就来瞅瞅,金枪鱼这个海洋游泳王者,它是咋被物理现象限制的,为啥不游就会死?
【游泳王者金枪鱼】
看看金枪鱼的身体曲线,那完美的纺锤型,活脱脱就是一个鱼雷。
金枪鱼游动速度快时,会把鳍缩回凹槽,眼睛也会和头部其他地方形成平滑的表面。
甚至我们能看到,它的鱼鳞跟大多数鱼类不太一样,更小更圆。
它的尾鳍和大多数游泳速度快的鱼类似,是新月形尾鳍。
这些特点使金枪鱼在游动时能减少水的阻力,我们几乎可以说,它的身体已进化到流体动力学改进的极限。
也就是说,要不是受到物理现象的限制,这一海洋游泳王者没准还能游得更快呢。
【金枪鱼始终在突破阻力的影响】
以阻力为例,所有在水下游动的鱼都得在推力和阻力之间找平衡。
阻力的两个主要来源分别是与身体的摩擦以及形状或压力带来的阻力。
但其流线型的身体和遍布全身的小圆鳞,在游动时减少了身体与水的摩擦力。
尾鳍是鱼游得快的关键,它在游泳时起着重要作用。在海洋中,大部分游泳速度快的鱼和海洋哺乳动物都有新月型尾鳍。
我们晓得鱼游动要左右摆动尾鳍,它的每个动作都会产生推力和升力。
鳍片往左往右移动时,会使侧面的压力上升,尾鳍的压力则会下降。
这种情况会让水在身体上产生横向运动,而这种横向运动会破坏边界层,也就是靠近金枪鱼的水层,从而降低阻力。
正因为金枪鱼有完美的流线型身材,才能比其他鱼游得快。
【金枪鱼的速度受到限制】
可要是它想进行短距离冲刺,鳍就会和身体侧面形成一定角度,这时候就很难避免阻力了。
要想速度快,光靠尾鳍可不行,与尾鳍相连的尾柄区域也很关键。
这是空化作用,是一种物理现象。当速度变快时,由于压力的变化,就会产生空化气泡。
这些空化气泡爆裂时,会伤害到尾鳍,导致尾柄逐渐变窄,出现很多裂片。
金枪鱼尾巴那儿以及附近有不少小鳍,这些小鳍能让水横向流过身体时发生转移,这样一来就能在一定程度上限制另一个阻力来源了。
甚至由于金枪鱼的尾鳍没有神经末梢,因此感觉不到气泡,也就无法察觉到疼痛。
但同时,空气气泡形成的蒸汽膜,也在一定程度上限制了它尾鳍的效果,从而影响了它的速度。
【游到世界尽头都不停止】
然而金枪鱼不仅游得快,还耐力超强,是鱼类中的“马拉松健将”。
它的一生都在不停奔走,不会在任何一片海洋停留,简直就是个典型的环球旅行者。
只需要短短几个月,它就能从大洋的这头游到那头。
曾经有人在日本近海发现一些金枪鱼,它们居然来自美国加州,这意味着它们横跨了整个太平洋。
这些鱼跨越数千公里的“跨洋环游”,也让它们获得了“没有国界的鱼”的称号。
我们之前说过,金枪鱼一辈子都在游泳,就算睡觉也不会停止摆动尾鳍。
强制通水的呼吸方式会导致这样的结果,实际上是和它们的呼吸方式有关系的。
鱼呼吸的方式主要有三种,第一种是口腔抽吸,就是把水吸进嘴里,再让鳃来提取氧气。
第二种呼吸方式是通过固定的通气孔,一些喜欢藏在沙子里的鱼,甚至可以用眼睛吸水呼吸。
第三种是金枪鱼使用的强制通水呼吸方式,它需要让鱼嘴一直张开,让水快速流入,然后通过鳃获取氧气。
很多游得快的鱼都用这种方式,而且可能只会这一种,因为这样才能有足够的氧气。
这种呼吸方式导致金枪鱼失去了很多鱼类能抽动鳃的肌肉,我们能看到金枪鱼鳃弓上的鳃丝都已钙化,这使它的鱼鳃表面积比普通近海硬骨鱼类大 30 倍左右。
所以啊,金枪鱼只要一停下来,就会因为没办法呼吸而死,它可真是为速度而生的鱼!
金枪鱼得不停地游泳,因为它需要的氧气比一般鱼类多很多,所以它血液中的血红蛋白含量就更丰富,能为其提供更多氧气。
并且金枪鱼的血液量比其他鱼类多很多,能达到其身体体积的 20%呢,而人类的血液才不到 10%。
这是因为金枪鱼的肌肉中含有大量的肌红蛋白,这种蛋白质可以让肌肉呈现出红色,并且能够储存氧气,帮助金枪鱼在水中更有效地运动。
金枪鱼需要不断进食,来补充消耗的能量。
金枪鱼真能吃,它一顿饭得吃掉自身体重 20%的食物。要是一个 130 多斤的男性,那他一顿得干掉带骨的 3 只大公鸡。
【非冷血金枪鱼】
金枪鱼是个远洋高手,它还有个厉害的地方,就是能迅速适应不同水温。
并且它和大多数冷血鱼不同,其身体温度通常能保持在 33℃到 35℃之间。
它们身体的热量主要来源于肌肉收缩,不停地运动使它们身体两侧的皮肤肌肉群非常丰富。
这导致它的血液循环系统与其他鱼类不同,其主要血液都在皮肤下流动,而其他鱼类的血液则在脊椎中流动。
肌肉一收缩,就会产生很多代谢热能。在它的皮肤肌肉群里,动脉和静脉密密麻麻地交织在一起,而且血流方向是相反的。这样的逆流热交换系统,让热量得到了充分利用。
身体温度升高会加速体内糖分分解,从而提供更多能量。
有了充足的能量,身体自然能爆发出更快的速度。
金枪鱼身体的高温能加速破坏边界层,从而减少水体对身体的阻力。
科学家觉得,金枪鱼体温高,是它们速度快、耐力强、身体壮的关键原因。
【片刻的休憩】
不过不管是啥动物,都不能一直保持高强度运动,还是需要稍微休息一下的。
金枪鱼在休息时,为了维持生命体征,只会让身体进入类似休眠的状态,这时游动速度会变慢,身体代谢也会降低,需要的氧气也就减少了。
这时候去抓金枪鱼,那肯定一抓一个准儿啊。
这种休息方式,在动物中也挺普遍。
有一种鸟和金枪鱼很像,也是长距离选手,那就是雨燕。
它们一生中的大部分时间都在飞翔,因为它们是候鸟,需要不断地迁徙。
原来雨燕就算睡觉也在空中啊。
自然界的动物真的很厉害,它们大多数都有着坚韧不拔的意志。为了能生存下去,为了能繁衍后代,它们不断地努力克服环境带来的各种困难。我们真的应该向它们学习。