宮乃斌
那是大約4億年前的事了,地球正處在地質(zhì)上的奧陶紀(jì)到志留紀(jì),海洋廣布,珊瑚礁林立,氣候炎熱干燥,整個(gè)地球上的造山運(yùn)動(dòng)十分強(qiáng)烈。就在這種海洋環(huán)境中,從脊索動(dòng)物中逐漸演化出更高等的脊椎動(dòng)物,魚類包括最原始的鯊魚——古鯊出現(xiàn)了。于是,鯊魚的前世、當(dāng)今鯊魚的老祖宗游弋在海洋中,開(kāi)始了漫長(zhǎng)的生命之旅。
前世古鯊
我們的祖先很早就認(rèn)識(shí)了鯊魚。戰(zhàn)國(guó)時(shí)的《山海經(jīng)》中就有關(guān)于“鮫”的記載。李時(shí)珍在《本草綱目·鱗四·鮫魚》中注解說(shuō)“古曰鮫,今曰鯊,是一類而有數(shù)種也,東南近海諸郡皆有之”,“皮皆有沙,如珍珠斑”。這種描繪相當(dāng)準(zhǔn)確。顧名思義,鯊魚的主要特征之一便是皮膚上帶有齒狀鱗片,叫做皮齒,如同砂紙一般。
當(dāng)然,三四億年前的鯊魚與它們的現(xiàn)代同類有很多差異。比如,古鯊的嘴和鼻突為圓形,今天的鯊魚則是尖嘴和尖鼻突;古鯊的牙齒平滑、有的無(wú)法再生,如今的鯊魚牙齒呈鋸齒狀、定期脫落更新;古鯊的大腦遠(yuǎn)較現(xiàn)代的小、背鰭也不如現(xiàn)代的柔韌靈活等等。
目前已知的最古老鯊魚是一種裂口鯊,其化石發(fā)現(xiàn)于美國(guó)俄亥俄州的古生代地層中。體長(zhǎng)2米,背刺前長(zhǎng)有2個(gè)背鰭,尾形對(duì)稱但骨骼不對(duì)稱,牙齒呈磨平狀,距今約4億年。迄今發(fā)現(xiàn)最多的鯊魚化石則是巨齒鯊和大白鯊的牙齒和脊椎。
大白鯊是當(dāng)今世界上體型最大的鯊魚之一,也是海洋中的“霸主”。但是,在大白鯊之前,海洋中曾經(jīng)有過(guò)遠(yuǎn)較大白鯊更為“霸氣”的“巨無(wú)霸”——巨齒鯊、史前鯖鯊和喜穴鯊。
巨齒鯊出現(xiàn)于何年何月已無(wú)法考證。但可以肯定的是,它們滅絕于距今250萬(wàn)年至200萬(wàn)年之間。目前發(fā)現(xiàn)其牙齒化石的最大傾斜長(zhǎng)度為19.4厘米,因此被命名為巨齒鯊。其體型巨大,牙齒帶有鋸齒紋,中間帶有琺瑯帶。根據(jù)最近幾年的研究,有的科學(xué)家認(rèn)為巨齒鯊是大白鯊的近親,但對(duì)該說(shuō)法的質(zhì)疑不斷。
研究表明,喜穴鯊與巨齒鯊可能源自同一祖先,歷經(jīng)數(shù)千萬(wàn)年,演變?yōu)楠?dú)立的兩支。喜穴鯊成年個(gè)體長(zhǎng)達(dá)八九米,分布數(shù)量較少。
史前鯖鯊出現(xiàn)于中新世早期,牙齒窄小,這表示它們那時(shí)的體型并不大。但到了中新世中期以后,史前鯖鯊中某些個(gè)體的牙齒迅速變得寬大并且邊緣開(kāi)始出現(xiàn)鋸齒,這就意味著其體型也迅速變大。一般認(rèn)為,史前鯖鯊和大白鯊均由5000萬(wàn)年前始新世時(shí)期的同一種鯊魚(Isurus Precursor)進(jìn)化而來(lái)。
帶有鋸齒紋的牙齒更為鋒利,有利于以較小的能量切開(kāi)并撕碎獵物。因此,到了上新世時(shí)期,史前鯖鯊中的這些個(gè)體終于演化成現(xiàn)今的大白鯊。大白鯊是溫血?jiǎng)游铮俣瓤?,勇于與幼巨齒鯊爭(zhēng)奪鯨、豚等鰭腳類食物。幼巨齒鯊不是大白鯊的對(duì)手,難以長(zhǎng)大成“人”,因而巨齒鯊最終滅絕。大白鯊從而成為海洋中的新“霸主”。
總的來(lái)說(shuō),鯊魚的進(jìn)化主要體現(xiàn)在牙齒的形狀、尺寸和可否更換上,至多還包括體型的大小。除此以外,鯊魚與它們的遠(yuǎn)古祖先并無(wú)太大變化。換句話說(shuō),鯊魚早已較好地適應(yīng)了周圍環(huán)境,其隨后的進(jìn)化策略便是以不變應(yīng)萬(wàn)變。
家族龐大
上面只是簡(jiǎn)要地?cái)⑹隽俗钪饕膸追N鯊魚的進(jìn)化。其實(shí)鯊魚家族十分龐大,“戶口本”上登記的種類實(shí)在很多,很難一一說(shuō)清其來(lái)龍去脈。古鯊有2000多種,幸存到現(xiàn)在的也有8個(gè)目、30個(gè)科、380余種。
翻看鯊魚家族的“戶口”,其中最主要的8個(gè)目及其科、屬、種數(shù)是:六鰓鯊目1科3屬4種,如灰六鰓鯊、哈那鯊;虎鯊目1科1屬8種,如牛頭鯊;鼠鯊目8科20屬48種,如灰鯖,鯊、大白鯊、姥鯊、大嘴鯊;真鯊目7科49屬210種,如雙髻鯊、青鯊、斑星鯊、公牛鯊;角鯊目3科21屬87種,如星鯊、花斑鯊;鋸鯊目1科2屬5種,如六鰓鋸鯊、日本鋸鯊;扁鯊目1科1屬13種,如太平洋扁鯊、硬棘小鯊。另外還有皺鰓鯊1科1屬1種,通常也可以單獨(dú)列為1目。上述目錄中,真鯊目的“人丁”最為興旺,獨(dú)占了鯊魚種類的56%。
鯊魚的家族成員形形色色,彼此之間差異巨大。目前,鯨鯊是鯊魚中體形最大者,也是全世界魚類中體形最龐大的。鯨鯊的最大個(gè)體可達(dá)20米以上、重量可達(dá)數(shù)十噸。侏儒鯊則是最小的“袖珍”鯊魚,成魚體長(zhǎng)僅20~26厘米,體重不足0.46千克。
體征和特性
如前所述,所有鯊魚的共同體征是皮膚上帶有砂紙一般的齒狀鱗片,叫做皮齒。皮齒的結(jié)構(gòu)確實(shí)與牙齒類似,齒狀鱗片的威力可想而知——隨便刮蹭一下就會(huì)讓你鮮血淋淋。也就是說(shuō),鯊魚已經(jīng)“武裝”到了皮膚。
此外,鯊魚還具有下面這些體征和特性:
牙齒取之不盡用之不竭。所有鯊魚的牙齒都定期推陳出新——舊牙定期老化松動(dòng)并被后面的一排新牙取代。鯊魚的任何一顆牙齒脫落,都會(huì)有已經(jīng)長(zhǎng)好的備用牙自動(dòng)補(bǔ)充上來(lái)大白鯊一生中要更換數(shù)千乃至1萬(wàn)多顆牙齒。因此,在其生命中的任何時(shí)刻,都有大約1/3的牙齒處于更換過(guò)程中。
鯊魚的牙齒不僅數(shù)目眾多,而且強(qiáng)勁有力、鋒利無(wú)比。例如,有些鯊魚的牙齒長(zhǎng)得利如剃刀,可以用來(lái)切割食物;有的牙齒生成鋸齒狀,可以用來(lái)撕扯食物;有的牙齒呈扁平臼狀,可以用來(lái)壓碎食物外殼和骨頭等。不同種類的鯊魚,其牙齒大小、形狀和功能幾乎都不相同。因此,魚類學(xué)家只要從鯊魚牙齒的形狀和大小,就能判別出它是屬于哪個(gè)目、屬、科。
可以說(shuō),正是鯊魚牙齒的上述特點(diǎn),造就了其驚人的咬食力。曾有人用藏在魚餌中的金屬咬力器來(lái)測(cè)定一條體長(zhǎng)8英尺鯊魚的咬食力大小,經(jīng)測(cè)定得知其咬食壓力每平方英寸高達(dá)18噸,在所有海洋動(dòng)物中是最強(qiáng)有力的,所以有些商輪在航海日志上曾記載過(guò)輪船推進(jìn)器被鯊魚咬彎、船體被鯊魚咬出破洞的事故,也就不稀奇了。
骨架軟中有硬。鯊魚的骨架是由軟骨構(gòu)成的,而非硬骨。但在其骨架的關(guān)鍵部位卻“安裝”著被稱為嵌片的特殊板狀物,能對(duì)骨架起加固作用,如同筋板。板狀物十分堅(jiān)硬,已經(jīng)鈣化。
運(yùn)動(dòng)就是生命。最讓鯊魚遺憾的是,它沒(méi)有作為“氣囊”使用的魚鰾,也就不能隨意“?!痹谒小靶ⅰ?。而且鯊魚的比重大于水,所以必須不停游動(dòng)才能保持浮力,否則便會(huì)沉底。
胃口好身體就好。由于鯊魚要不停地游動(dòng),需要補(bǔ)充更多的熱量,這就要有一副“鐵”胃口。事實(shí)上,大多數(shù)鯊魚確實(shí)在不停地吃,尤其喜食海豚、海獅、海龜之類的高脂肪食物。鯊魚的胃口強(qiáng)大,可以膨脹十幾倍以儲(chǔ)藏食物。其胃的內(nèi)壁特別堅(jiān)韌,很難受到傷害。饑不擇食的時(shí)候,鯊魚不分青紅皂白連垃圾也會(huì)吞進(jìn)。據(jù)說(shuō)曾經(jīng)在亞德里亞海捕到一條鯊魚,腹中竟有三件大衣、一件雨衣和一塊汽車牌
子。然而不太餓的時(shí)候,鯊魚也會(huì)挑食。吞下不合口味的東西時(shí)會(huì)吐出來(lái),吃了螃蟹后還會(huì)把蟹殼吐出來(lái)。
異常敏銳的嗅覺(jué)。鯊魚的嗅覺(jué)異常靈敏,在水中甚至超過(guò)了眾所周知的狗。日本科學(xué)家發(fā)現(xiàn),它們能嗅出水中1ppm(百萬(wàn)分之一)濃度的血腥味,尤其容易嗅出喜歡或厭惡的氣味;在1萬(wàn)噸的水中僅僅溶解1克的微量氨基酸,大白鯊也能很快覺(jué)察出來(lái)。以礁鯊為例,它們僅需幾秒鐘,便能夠嗅到數(shù)千米以外受傷的金槍魚的血腥味,并立刻發(fā)起攻擊。
最新研究表明,鯊魚不只依靠鼻子來(lái)感知?dú)馕?。它們的整個(gè)身體其實(shí)就是一個(gè)巨大的鼻子,甚至可以辨別出氣味的“形狀”。這是因?yàn)椋忯~身體兩側(cè)各有一條貫穿前后的神經(jīng)線,人們稱其為側(cè)線。這個(gè)敏感的器官可以感知水中生物的細(xì)微顫動(dòng)。不過(guò),人們?cè)瓉?lái)并不知道側(cè)線也可以辨別氣味。更令人驚嘆的是,它們還可以感知?dú)馕兜囊环N立體“流”——類似在濃霧或濃重的水汽中揮一下手所造成的那種效果。沒(méi)有了側(cè)線,鯊魚就會(huì)喪失捕獵能力。鯊魚還能根據(jù)各種氣味來(lái)判別自己的孩子,區(qū)別敵人和朋友,使自己經(jīng)常保持與群體的聯(lián)系,并能雌雄鯊魚相約去產(chǎn)卵和排精。
視力極佳,眼睛的構(gòu)造也非??茖W(xué)。由于鯊魚的兩眼長(zhǎng)在頭部的兩側(cè),所以它幾乎可以感覺(jué)到各個(gè)方位的光線。其視網(wǎng)膜的后面有一層獨(dú)特的反射層,相當(dāng)于一面反射鏡。外面光線強(qiáng)時(shí),入射光直接在視網(wǎng)膜上成像。外面光線弱時(shí),入射光先穿過(guò)視網(wǎng)膜、再被反射鏡向前反射,之后才成像在視網(wǎng)膜上,等于入射光被放大或兩次成像。因此它們可以輕松應(yīng)對(duì)海水中或海面上的各種光線條件,同時(shí)讓觀察更為清晰。另外,其眼球外面長(zhǎng)著一層保護(hù)性眼瞼——瞬膜。打斗或攻擊的瞬間,瞬膜會(huì)自動(dòng)張開(kāi),像幕布一樣將眼球遮住,以免眼球受到損傷。
鯊魚的啟示
從仿生學(xué)的角度來(lái)看,鯊魚給了人類很多有益的啟示,是我們的“良師益友”。
為了零距離地考察鯊魚的生態(tài)習(xí)性,法國(guó)海洋探險(xiǎn)家制造了仿生機(jī)械鯊魚,混跡于鯊群之中進(jìn)行科學(xué)研究。早在1989年,吉恩·邁克爾已經(jīng)成功制造出世界上第一條機(jī)械鯊。但因工藝、材料等方面不過(guò)關(guān),這條假鯊魚下水不久便被真鯊魚們“識(shí)破”,頃刻之間即被撕碎。2005年起,吉恩·邁克爾的兒,子法比恩·考斯圖耗資11.5萬(wàn)英磅,打造了第二條名為“特洛伊鯊”的小型仿生潛艇。目前,法比恩·考斯圖駕駛“特洛伊鯊”完成了從墨西哥灣到澳大利亞的首航,成功地混跡于鯊群之中,已經(jīng)有了許多新發(fā)現(xiàn)。作為跟蹤鯊魚的絕妙科研器材,“特洛伊鯊”也許可以破解人類未知的許多鯊魚之謎。
在工業(yè)上,人們仿照鯊魚優(yōu)雅的流線體型和靈巧的水中動(dòng)作,制造了各種仿鯊型汽車。這種汽車的車頭采用鯊魚頭形,引擎蓋的弧度仿照鯊魚。車身的比例和線條也模仿鯊魚,行駛中的阻力果然減少了許多,靈巧性也相對(duì)提高。
在軍事上,可以攻擊航空母艦的仿生魚雷則是又一個(gè)模仿鯊魚的成功范例。仿生魚雷又叫水下導(dǎo)彈,其外殼以硅橡膠和高分子材料制作,采用鯊魚皮的齒狀結(jié)構(gòu),再涂覆以特殊涂料,不但大大較少了阻力,而且能吸收敵方偵聽(tīng)聲納的波束。敵艦往往誤以為是一條真鯊魚,因此就吃了大虧。
潛艇上仿生消音瓦的隱形效果極為優(yōu)異。它采用了類似鯊魚皮的結(jié)構(gòu),可以吸收噪音、大大削弱敵方的聲納探測(cè)聲波,使?jié)撏щ[形。前不久,美國(guó)和日本以為有人將這些機(jī)密泄露給中國(guó),還為此大作文章。
在運(yùn)動(dòng)中,“連體鯊魚裝”已是眾所周知的高科技仿生成果。它模仿鯊魚皮的齒狀結(jié)構(gòu),以粗糙的齒狀突起有效引導(dǎo)水流;以適當(dāng)?shù)膹埩Ρ苊馊梭w皮膚和肌肉的振顫;又以適當(dāng)?shù)膹椥詼p少水的阻力,使游泳運(yùn)動(dòng)員如虎添翼?!斑B體鯊魚裝”也因此大獲成功。
鯊魚與人類同為地球村的居民,既是我們的“良師益友”,也是我們的野蠻鄰居。最近,美國(guó)路易斯安娜大學(xué)的科學(xué)家阿爾伯特發(fā)現(xiàn),使鯊魚獲得第六感和感知電信號(hào)的基因,竟與控制人類頭部發(fā)育的基因?qū)儆谕N。
今生堪憂
古鯊和魚類出現(xiàn)以后,又經(jīng)過(guò)了3億多年漫長(zhǎng)的歲月,某些魚類中才漸次進(jìn)化成兩棲類、爬行類、哺乳類和鳥類,最終由哺乳類中的一支進(jìn)化成人類。在人類出現(xiàn)之前的1億多年,鯊魚早已是現(xiàn)在這個(gè)樣子了。因此,鯊魚完全稱得上是地球上的老前輩。
可是,在人類的殘忍殺戮之下,鯊魚這個(gè)老前輩瀕臨絕境。據(jù)聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織(FAO)對(duì)各國(guó)的統(tǒng)計(jì),全球每年有39萬(wàn)噸鯊魚被捕殺。但是,美國(guó)夏威夷大學(xué)和英國(guó)帝國(guó)理工學(xué)院的科學(xué)家根據(jù)香港3年中魚翅的進(jìn)口數(shù)據(jù)推算,全球每年平均宰殺的鯊魚應(yīng)為3800萬(wàn)條左右,重量在170萬(wàn)噸以上,這一數(shù)字竟是FAO數(shù)據(jù)的4倍以上。很明顯,有更多的鯊魚慘遭非法黑手的殺戮或“活體取翅”。對(duì)此,世界野生救援協(xié)會(huì)主席史蒂夫·川特先生沉痛地說(shuō):過(guò)去20年中,許多種類的鯊魚數(shù)量驟然減少了99%,幾乎滅絕。若不立即采取有力的保護(hù)措施,鯊魚將很快消失在海洋中。
這就是鯊魚今生面臨的絕境。
責(zé)任編輯趙菲