蘇光路
我們都知道,人類、獅子、老鼠,包括海洋中鯨都是哺乳動(dòng)物和溫血?jiǎng)游?,而鱷魚、鯊魚等魚類基本上是冷血?jiǎng)游?。然而,近日美?guó)的海洋科學(xué)家發(fā)現(xiàn),美國(guó)阿拉斯加海灣的馬哈鯊具有溫?zé)岬挠斡炯∪?,溫度達(dá)到26℃,較周圍20qC的水溫還要高。這表明,馬哈鯊已經(jīng)變成非常典型的溫血?jiǎng)游铮軌蚓S持一個(gè)高于周圍環(huán)境的核心體溫。
溫冷血?jiǎng)游锏挠泻尾煌?/p>
幾個(gè)世紀(jì)以來,學(xué)術(shù)界按照動(dòng)物調(diào)節(jié)體內(nèi)溫度方式的不同將生物分為溫血?jiǎng)游锖屠溲獎(jiǎng)游飪深悾胁溉閯?dòng)物和鳥類都屬于溫血?jiǎng)游?,除此之外的?dòng)物都?xì)w于冷血?jiǎng)游?。但這個(gè)分類方法不夠全面和準(zhǔn)確,例如生存在大漠中的鬣蜥蜴是冷血?jiǎng)游?,可是它們的一般體溫只比人類的體溫低一二攝氏度,說它們是冷血?jiǎng)游锸遣粶?zhǔn)確的。
哺乳動(dòng)物與鳥類體內(nèi)的酶只有在37℃的時(shí)候才能達(dá)到最高的催化效率,即便溫度稍有偏差也會(huì)嚴(yán)重破壞其催化機(jī)能。如果你從今天起不再吃飯,那你絕不可能活過一個(gè)月,而鱷魚不吃不喝卻能活上一年,甚至更長(zhǎng)時(shí)間。我們與鱷魚之間的差別為什么如此之大呢?這是因?yàn)槲覀兪菧匮獎(jiǎng)游?,我們每天所吃食物產(chǎn)生的大部分能量都在調(diào)節(jié)體溫的過程中消耗掉了;而鱷魚只需要較少的能量就能維持體溫和生理機(jī)能。溫血?jiǎng)游锏捏w溫調(diào)節(jié),是地球生命進(jìn)化中最大的奧秘之一。
溫血魚竟有20余種
20世紀(jì)初,科學(xué)家就發(fā)現(xiàn)有溫血魚存在。早期發(fā)現(xiàn)的金槍魚差不多都是溫血的。與其他魚類不同,金槍魚身上長(zhǎng)有一塊很大的、負(fù)責(zé)中央加熱的肌肉,它的新陳代謝也很快,因此能夠產(chǎn)生大量的熱。為了防止熱量的損耗,金槍魚的血管里有一種熱交換系統(tǒng),能夠?qū)岜3衷隗w內(nèi)。它的魚鰓則起著散熱器的作用,當(dāng)血液通過它們循環(huán)吸收氧氣時(shí),魚鰓就把熱傳到周圍的冷水中,以免體內(nèi)貯存過多的熱量。
30年前,科學(xué)家又相繼發(fā)現(xiàn)了20余種溫血魚類,比如大馬林魚和箭魚等。大馬林魚和箭魚的眼睛旁邊有一塊肌肉,專門用來給自己的大腦和眼睛提供熱量,以確保這兩個(gè)重要器官時(shí)刻處在最佳狀態(tài)。
在鳥類和哺乳動(dòng)物中,溫血性是所有動(dòng)物都具備的原始特征。但是就魚類而言,這被認(rèn)為是一個(gè)較先進(jìn)的特點(diǎn),并不是所有魚類都具有的本領(lǐng)??茖W(xué)家相信,如果能夠?qū)匮~類的進(jìn)化關(guān)系有所了解的話,就能夠揭開它們具有溫血性的謎團(tuán)。利用基因技術(shù),科學(xué)家仔細(xì)研究了幾種溫血魚共有的一個(gè)基因的異同,并且繪制出一份有關(guān)它們歷史的新圖表。在溫血魚被發(fā)現(xiàn)的每一個(gè)進(jìn)化分枝上,它最近的親屬都是冷水魚,這說明它們的溫血特性不是來自某個(gè)共同的祖先。
適者生存與各有千秋
看來只能用生存和適應(yīng)來解釋這種現(xiàn)象了。多數(shù)科學(xué)家認(rèn)可“生態(tài)龕拓展”的觀點(diǎn),通俗講就是魚類為了能向更深更冷的水域延伸自己的捕獵空間,在大膽挑戰(zhàn)極限時(shí)意外獲得的進(jìn)化優(yōu)勢(shì)。例如,最早的金槍魚不是生活在兩極冷水中的,為了甩掉競(jìng)爭(zhēng)者,它們遠(yuǎn)赴南北兩極,逐漸適應(yīng)了那里的嚴(yán)寒環(huán)境。而箭魚在冰冷海底覓食的習(xí)性,也是慢慢形成的。
要挑戰(zhàn)極限,除膽量之外還要有本領(lǐng);而敏捷的動(dòng)作與準(zhǔn)確的判斷都離不開寶貴的能量,包括可以在最短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生能量與穩(wěn)妥有效地保存能量。金槍魚與箭魚的神速及捕食成功率是所有魚類無法望其項(xiàng)背的。至于金槍魚為什么要時(shí)刻溫暖自己的肌肉和內(nèi)臟,而箭魚卻只給自己的大腦和眼睛保溫,科學(xué)家還拿不出有說服力的結(jié)論。
當(dāng)然,冷血?jiǎng)游镆步^非一無是處的地球劣等公民。冷血?jiǎng)游飺碛袦匮獎(jiǎng)游餂]有的優(yōu)勢(shì),比如冷血?jiǎng)游锷嫠璧哪芰勘葴匮獎(jiǎng)游镆俚枚?。由于溫血?jiǎng)游锏臒崃苛魇桥c它們身體的表面積成正比的,而身體產(chǎn)生的熱量又是與體重成正比的,也就是說,體形越大的動(dòng)物,其身體表面積與體重之比越小。所以,溫血?jiǎng)游锏捏w形不可能太小,否則它們流失的熱量將會(huì)多于產(chǎn)生的熱量。
冷血?jiǎng)游镄枰ㄟ^曬太陽才能獲取熱量,而溫血?jiǎng)t可以讓動(dòng)物在寒冷的氣候中保持活躍,還可以用體溫給幼仔提供溫暖舒適的懷抱。但問題是,這樣的優(yōu)勢(shì)是要付出一定代價(jià)的。因此可以說,保持恒定體溫是生命進(jìn)化中一種危險(xiǎn)而奢侈的生存策略。
溫血?jiǎng)游锏牧硪粋€(gè)不利因素是溫暖的身體給病毒、細(xì)菌和寄生蟲提供了理想的滋生環(huán)境。哺乳動(dòng)物和鳥類更容易感染各種傳染病,而爬行動(dòng)物由于它們不斷變化的體溫,使得病毒等外來入侵者難以落腳,得以遠(yuǎn)離形形色色疾病的困擾。
(張小寧 插圖)