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能把食人鱼牙咬崩的神装巨鱼,却因为学会了呼吸空气而在水里淹死

发布时间:2021-04-02 21:15:22

大家知道,亚马逊河流里有超级凶残的食人鱼。那么在这样的河流里,其他鱼类是否就无法生存了呢?

实际上,在亚马逊河里有一种不会被食人鱼咬坏,反而会把食人鱼咬崩牙的鱼,它就是传奇程度不亚于食人鱼的巴西骨舌鱼。巴西骨舌鱼的家族历史悠久,全身“神装”,而且是喜欢带娃的奶爸,可却因为必须要呼吸空气而遭受了灭顶之灾。我们今天来聊一聊它的故事。

巴西骨舌鱼 图片来源:smithsonian‘s national zoo

巴西骨舌鱼 图片来源:smithsonian‘s national zoo

巴西骨舌鱼(Arapaima)来自南美的巴西、秘鲁和圭亚那,是世界上最大的淡水鱼。它的名字准确描述了它的外观。巴西骨舌鱼的舌头梆硬,不能略略略。但是这样的口条主要是为了配合它们的进食习惯:巴西骨舌鱼嘴巴一张,制造低压区,然后像吸尘器一样把鱼虾吸入口中,僵硬的舌头可以配合口腔把食物压碎。

巴西骨舌鱼也是鱼中巨人。巴西骨舌鱼中最常见的物种巨骨舌鱼(Arapaima gigas)3岁的时候就可以长到1.7米长,成年后鱼均2米长,超100千克重,和海豚差不多胖。因为这种水中泰坦的体型,巴西骨舌鱼也被当地人称为“亚马逊的巨人”。

用支配性的巨人体格作为它们的开场白着实有点委屈它们了,实际上巴西骨舌鱼的技能树上挂满了神奇的技能点。

巴西骨舌鱼 图片来源:smithsonian‘s national zoo

首先,巴西骨舌鱼是演化树上奇特的一支,在现世它们没有近亲,相当孤独。

巴西骨舌鱼和我们平时吃的鲫鱼一样,属于硬骨鱼。硬骨鱼分成4大家族,在现世取得巨大成功的是正真骨鱼(Euteleost)家族,鲤鱼、鲈鱼都是这个家族的,这个家族也承包了人类的大部分渔业。

而巴西骨舌鱼所属的那一支是四大家族里最原始的一脉,而且鱼丁稀少。巨骨舌鱼只有4-5个物种,就这一只手也数的过来的数字,研究者们也不太确定,因为它们的数量太少了。

实际上,巴西骨舌鱼属于骨舌总目(Osteoglossomorpha),它们的祖先出现在1.87亿年前的侏罗纪时代。大概在2300万年前,巴西骨舌鱼的角色被演化刷出来了,它也成了地球上最古老的淡水鱼之一。化石记录显示,在后来的2300万年里,巴西骨舌鱼的造型没什么变化,因此也被称为“恐龙鱼”。

能把食人鱼牙咬崩的神装巨鱼,却因为学会了呼吸空气而在水里淹死

因为与众不同的血统,巴西骨舌鱼有许多其他鱼类没有的特质。比如,巴西骨舌鱼的血液里有五磷酸肌醇(IPP)这种信号物质。要知道,五磷酸肌醇广泛存在于爬行动物和鸟类的血液中,但是硬骨鱼里却只有它有。

体型和古老并不是巴西骨舌鱼最特别之处。它们的舌头和骨头一样硬,鱼鳞比骨头还硬,差不多是鱼中铠巨。但奇怪的是,巴西骨舌鱼必须定期呼吸空气,否则会在水里淹死。

是这样的,在亚马逊流域,旱季和雨季不断交替。在旱季,河水大量蒸发,鱼类的生存空间被压缩。

能把食人鱼牙咬崩的神装巨鱼,却因为学会了呼吸空气而在水里淹死

在旱季造成的季节湖里,食人鱼(Serrasalminae)是主要的捕食者,而巴西骨舌鱼不得不和超过30种食人鱼近距离相处。有趣的是,食人鱼会吃掉其他的鱼类、哺乳动物、鸟类,但是吃不了巴西骨舌鱼,这是因为它们有能打的鱼鳞,皮还贼厚。

巴西骨舌鱼的皮肤占体重的10%,非常结实耐用,好用到可以制造皮包、鞋子和家具。它们的鱼鳞就更强了,能崩掉食人鱼的牙。

能把食人鱼牙咬崩的神装巨鱼,却因为学会了呼吸空气而在水里淹死

巴西骨舌鱼的鳞片是淡水鱼中最大的,长度可达10厘米。它们的鱼鳞分成两层,外面那一层富含钙质,硬度类似于陶瓷,下面一层是胶原蛋白纤维。内柔外刚,这种搭配有点像人类的牙齿。

近年来的研究发现,它们的鱼鳞具有一种布林根结构(Bouligand structure)。一拳能打出。22口径长步枪弹的力量的皮皮虾(Stomatopoda)不把自己打崩,靠的也是布林根结构。

巴西骨舌鱼鳞片的布林根结构。图片来源:uscd.edu

巴西骨舌鱼鳞片的布林根结构。图片来源:uscd.edu

布林根结构类似于千层饼。它的好处是,在受到外力的情况下,这个千层饼的每层可以重排,从而把外力“散掉”。

2012年,加州大学圣迭戈分校的材料学研究者 Marc Meyers 和同事曾用红腹食人鱼(Pygocentrus natteri)的牙去咬巴西骨舌鱼的鳞片,结果食人鱼的牙断了。

要知道,一条1千克重的食人鱼的咬合力为20牛顿。然而,要咬穿巨骨舌鱼的鳞片需要1260牛顿的咬合力,食人鱼的牙口是远远不够的。实际上,因为巴西骨舌鱼的鳞片太硬,厨师在去鳞时要用上战锤。

能把食人鱼牙咬崩的神装巨鱼,却因为学会了呼吸空气而在水里淹死

现在,不少研究者正在以巴西骨舌鱼的鱼鳞为模版制造防弹衣。2018年,中国科大的研究者模仿巴西骨舌鱼的鳞片,研发了一种仿生盔甲材料。这项研究发表在《国家科学评论》上。

不过,亚马逊河流不仅有食人鱼,还有比食人鱼更可怕的缺氧环境。由于亚马逊平原有旱季和雨季,亚马逊河流也会季节性地泛滥。旱季来临时,河水的空间不仅变小,还充满了腐烂的有机物,氧气含量很低。如何在这种臭水沟里呼吸,就成了一个大问题。

为了适应定期缺氧的水质,巴西骨舌鱼被逼出了一种蛇皮技能,那就是呼吸空气。实际上,巴西骨舌鱼体内80%的氧气是通过呼吸空气获得的,只有20%不到来自于水。

巴西骨舌鱼能呼吸空气, 是因为它们抛弃了鱼鳃,转用鱼鳔呼吸。

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