金枪鱼一出生就必须不停地游,否则就会淹死,究竟是怎么回事?

有个概念很多人可能都觉得不好理解,爱因斯坦说真空中光速永远是30万公里/秒不变,这意味着任何光子一诞生,它就会以30万公里/秒的速度跑开,到宇宙中遨游去了。现在请你闭上眼睛想一下,这究竟是怎么样一个情景,一个光子,一束光,一发出就到30万公里外了,下一秒又到60万公里外了……

确实很难想象,我们难以想象光子、光线或其它东西永远以30万公里/秒在太空里运动,永远不会减速,永远不会停下来具体是个什么概念。好吧,现在我告诉你,地球上有一种鱼,它一生中都在游来游去,永不停息,只有死亡才能让它停下来,你是不是会觉得很奇怪,怎么可能会有这样的鱼啊?

事实上,这样的鱼当然有,而且远远不止一种,海洋中有很多鱼都是这样的,必须一直不停地游泳,否则就会窒息而死。当然,它们不会窒息而死,因为它们像光子一样,从一出生就开始不停地游动,终其一生,永远也不会停下来了。

这种鱼你应该吃过,它的名字叫做金枪鱼。要理解这个概念,我们就需要知道鱼的呼吸方式。哺乳动物的呼吸很好理解,我们自己就是哺乳动物,用鼻子吸入空气,进入肺部过滤氧气输送到血液,之后将废气从鼻子排出,简洁明了,浑然天成。

现在想象把你沉入水中,你再用鼻子呼吸,你肯定会大骂了,这不是坑人吗?人无法在水中呼吸,那里没有氧气。但水里有氧气,只是你没法呼吸而已,而且含量极少。天然水体中从底层到表面,每升水中大约有4到8.7毫克氧,和温度深度压力水质等有关,在20摄氏度一个大气压下,一升纯水里大约会溶解9毫克氧,温度越高,氧气越少。

但鱼可以在水中呼吸,获取氧气,这是水中生物的基本技能,就和陆地生物需要用口鼻呼吸一样。鱼呼吸的关键是让水流通过鳃,使氧气通过蛋白质交换扩散到血液中,而鳃在硬骨鱼和软骨鱼中的运作方式并不相同。硬骨鱼利用鳃盖调整水压保证适当的水量流过鳃,通过薄薄的、可渗透的蛋白丝,使氧气从水中扩散到血液中。有趣的是,其实所有陆生脊椎动物,包括我们人类广义上都属于硬骨鱼类,只是胚胎发育阶段长出的鳃弓,最终都变成了其它器官如甲状腺、喉部、听小骨的基础。

软骨鱼身上通常长有五对鳃裂,和体外直接相通,相邻鳃裂由鳃弓上的隔膜分隔开,鳃薄片就位于隔膜两侧,通过过滤水获得氧气。我们看到的大多数鱼,都是通过嘴巴吸水让水流过腮部来获取氧气的,这种呼吸方式叫口腔抽吸(buccal pumping),绝大多数的硬骨鱼都以这种方式呼吸。还有一种方式叫冲撞换气(ram ventilation),鱼张开嘴巴,让水流经鳃裂而获得氧气,很多软骨鱼比如鲨鱼就是通过这种方式呼吸的。

大部分的鲨鱼还可以根据游动的速度,在两种呼吸方式之间切换,快的时候就冲撞换气,慢的时候就口腔抽吸,优哉游哉,好不快活。然而还有一些鱼类,包括部分鲨鱼和金枪鱼等,它们根本就无法通过嘴巴完成口腔抽吸,必须不停地游动才能维持氧气的摄入,这种方式就叫做强制冲撞换气。在已知约400种鲨鱼中,大约有24种,包括大白鲨、鲸鲨、鲭鲨、太平洋鼠鲨等,以及硬骨鱼中的金枪鱼、旗鱼等,都是强制冲撞换气方式,必须不停地游来游去才能生存,否则它们就会在水里窒息,被活活“淹”死!

强制冲撞换气呼吸方式属于鱼类中的最强者——游速很快的鱼,它们大张着嘴,不停地勇猛往前冲,水冲进它们的嘴巴,流过它们的鳃,氧气通过鳃里的蛋白质交换到血液里,又为它们带来更大的活力。人类是不是也是这样的呢?跑步的时候你总得张开嘴巴大口呼吸吧,这样才能获得足够的氧气支撑你的运动。

你可能会想当然地认为,口腔抽吸无须不停运动就能呼吸,效率肯定比冲撞换气高,然而对一种可以在两种方式之间切换的䲟鱼的研究却表明,口腔抽吸反而比冲撞换气要多消耗5.1%的能量。

所以想想金枪鱼,想想大白鲨,你就明白光子必须以30万公里/秒在宇宙中冲来冲去是什么概念了。和强制冲撞换气的金枪鱼一样,不是它不想停,一旦停下来它就必须死——要么被其它物质吸收了,要么闯进黑洞里。生命在于运动,诚不欺人也!

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