海洋霸主鲨鱼,身上竟藏着一种“一键关机”机制?无需锁链,无需牢笼,只需轻轻将它翻转,这位顶级掠食者便会瞬间停止挣扎,肌肉松弛,陷入一种被称为“强直静止”(Tonic Immobility)的神秘瘫痪状态。
一只“翻肚皮”的虎鲨(图源:capt_louie)
它究竟是鲨鱼精妙的生存策略,还是另有隐情?近日,来自英国班戈大学与澳大利亚查尔斯达尔文大学的联合研究团队,对鲨鱼这种奇特机制进行了深入探索,尝试为我们揭开谜底。研究成果已刊登在《生物学快报》(Biology Letters)。
什么是“强直静止”?一个跨越物种的谜题
实际上,“强直静止”并非鲨鱼的专利。
在动物王国中,许多物种都掌握着这项“装死”技能。北美负鼠在遭遇捕食者时会立刻倒地、口吐白沫,以此骗过天敌;兔子、蜥蜴甚至一些昆虫,也懂得在危急关头利用这种方式保命。通常,这种行为被广泛认为是一种反捕食的防御机制。
正在“装死”的北美负鼠(图源:Tony Alter|Wikimedia Commons)
然而,当主角换成海洋顶级捕食者——鲨鱼时,这个解释就显得有些站不住脚了。鲨鱼本身就位于食物链的顶端,它们为什么需要“装死”来躲避天敌呢?
更有趣的是,一些海洋生物学家甚至会利用这一特性,将鲨鱼人为翻转过来,使其进入僵直状态,以便安全地进行身体测量或标记。
鲨鱼:“人,你礼貌吗?”(图源:Mozcashew1|Wikimedia Commons)
这让“强直静止”在鲨鱼身上的意义变得更加扑朔迷离。为了解开这个谜团,科学家们提出了三种主流的假说。
反捕食策略假说:这是最直观的猜想。理论上,鲨鱼通过“装死”让捕食者放松警惕,从而觅得逃生机会。毕竟,许多捕食者对失去生命体征的猎物兴趣不大。
繁殖辅助假说:有观察发现,在交配过程中,一些雄性鲨鱼会咬住并翻转雌性。因此,有科学家推测,“强直静止”可能是为了减少雌性在交配时的挣扎,从而帮助繁殖顺利进行。
正在交配中的鲨鱼(图源:Robin Hughes)
感官超载假说:这个假说认为,鲨鱼被翻转后,它的大脑被瞬间涌入的、海量且混乱的感官信息给“冲垮了”,导致系统暂时“死机”。
这些假说听起来都有一定的道理,但它们是否经得起科学的检验呢?研究团队决定用实验和数据来说话。
实验证伪:当传统解释遇到挑战
研究团队精心挑选了13种不同的物种进行测试,其中包括多种鲨鱼、鳐鱼,以及鲨鱼的远古亲戚——银鲛(俗称“鬼鲨”)。他们将这些动物在水中轻柔地翻转过来,观察并记录它们的反应。
一条犁鳍柠檬鲨 (Negaprion acutidens) 幼鱼被研究人员翻转
(图源:Rachel Moore)
实验结果显示,有7个物种进入了“强直静止”状态,而另外6个物种则完全没有反应。这个结果本身就很有趣,但更有价值的是,它为验证上述三种假说提供了关键证据。
反捕食策略不成立:研究发现,并没有确凿的证据表明“装死”能帮助鲨鱼躲避攻击。恰恰相反,这一特性有时会成为它们的致命弱点。
例如,虎鲸这种聪明的捕食者,已经学会了利用这一点:它们会主动将鲨鱼撞翻,然后悠闲地享用其富含营养的肝脏。此时,“装死”非但没能救命,反而成了“催命符”。
虎鲸会把鲨鱼撞翻将其制服(图源:Caroline Power/Barcroft Media)
繁殖辅助假说站不住脚:如果该行为是为了辅助繁殖,那么它在不同性别之间应该存在差异。但研究数据表明,“强直静止”现象在雄性和雌性之间并无显著不同。
此外,从雌性的角度看,交配时一动不动,可能会使其更容易受到伤害或面临强迫交配的风险,这在生存选择上是不利的。
乔治亚水族馆中的沙虎鲨正在交配(图源:Georgia Aquarium)
感官超载假说证据不足:这个假说目前仍停留在理论层面,缺乏实验验证,无法解释为什么只有部分物种会产生这种反应。
三种主流假说似乎都站不住脚。那么,真相到底是什么?
演化的残遗:一个来自远古的“历史包袱”
在排除了种种可能性后,研究团队基于演化生物学的分析工具,提出了一个更简洁、也更深刻的解释:“强直静止”很可能是一种“祖征”(plesiomorphic trait)——也就是说,它在数亿年前鲨鱼和鳐鱼的共同祖先身上就已经存在了。
然而,随着物种的不断分化和演变,这种行为在不少谱系中已经悄然消失。这不禁让人好奇:为什么它会被“抛弃”?
答案可能与它们的生存环境有关。在复杂的珊瑚礁生态系统中,小型礁鲨和底栖鳐鱼经常需要钻进狭窄缝隙中觅食或休息。如果此时突然瘫软、停止活动,不仅可能被卡住,更可能危及生命。对于这些物种来说,摆脱这种反应是一种演化优势。
在岩缝中穿行的白鳍礁鲨——灰三齿鲨(Triaenodon obesus)(图源:Wikimedia Commons)
那么,这一切意味着什么?
也许,“强直静止”并不是什么巧妙的生存技巧,而只是演化路上遗留下来的“包袱”(生物学上称为“行为痕迹”)——它曾经有用,而如今,对某些鲨鱼物种来说,虽然没什么好处,但也没有坏到必须被淘汰,于是就这么“赖”了下来。
这个看似平淡的答案,却揭示了自然演化更为真实的一面:并非每种性状都是精妙设计的结果。在海洋之中,鲨鱼正是用这种近乎本能的古老反应,代替了语言,向我们诉说着那段被镌刻在基因里、横跨数亿年的漫长家史。(刘若冰)
审核:刘静 中国科学院海洋研究所 研究员
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