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如果被吞了怎么办?海豹表示:无碍无碍

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出品:科普中国

作者:苏澄宇

监制:中国科普博览

如果被吞了怎么办?

海豹表示,这个问题并不搞笑。

9月下旬,在华盛顿州阿纳科特斯附近海域,一位观鲸自然学家拍到了不太寻常的一张照片:一头正在吞食鱼群的座头鲸,它的嘴里混入了一只不知所措的海豹。

(图片来源:美联社)

幸运的是,海豹并无大碍。因为鲸鱼并不能将一只海豹吞咽下去。像座头鲸这样的大型鲸鱼,它们虽然有巨大的嘴巴,能够通过“吞食式捕食”(lunge feeding)一次性摄取大量小鱼和水,但其喉咙的直径只有柚子大小,远不足以吞下比小鱼大得多的猎物,比如海豹。

被误吞的原因很简单,当鲸鱼张开大嘴捕食小鱼或磷虾时,海豹也常常在同一片水域中觅食。如果这时海豹靠得太近,它们可能被误卷入鲸鱼的嘴中。结局就是,由于鲸鱼无法吞咽,它最终通过反复开合嘴巴把海豹从嘴中吐了出来。

海豹的命运算是好的了,那些真被吞下去的家伙想要活下去就得另寻出路了。比如被沙塘鳢(Odontobutis potamophila)吞食的日本鳗鲡(Anguilla japonica)。

鳗鲡

(图片来源:veer图库)

沙塘鳢是怎么遇到日本鳗鲡的呢?

日本鳗鲡具有复杂的生活周期,它们的卵在海洋中孵化,幼体称为柳叶鳗(leptocephali),它们形状细长,几乎透明。这些幼体通过北赤道洋流向西漂流,随后借助黑潮洋流到达东亚沿海地区。这一过程大约持续110到160天,之后幼体会变成玻璃鳗(glass eels),逐渐进入河口和淡水中。

玻璃鳗(glass eels)

(图片来源: Joe Reynolds)

当玻璃鳗进入河流后,它们会在淡水中停留5到10年,进入所谓的黄鳗阶段。在这一阶段,鳗鱼会逐渐生长并适应不同的栖息地,主要以虾、昆虫和小鱼为食。这时,鳗鱼会随着河流环境变化迁移到不同的区域,如河口、湖泊或河流上游。当鳗鱼达到成熟时,它们会在秋季开始向太平洋深海洄游,完成其繁殖任务。

鳗鱼

(图片来源:global seafood)

在幼体期(玻璃鳗和黄鳗阶段)进入海洋的这段漫长旅途中,它们会面临着多种捕食者和生存挑战。沙塘鳢就是其中之一,它是一种东亚淡水鱼,主要通过快速吸食将猎物连同周围的水一同吞下直接将猎物吞进胃中。这种捕食方式对较小的生物,如日本鳗鱼幼体,特别有效。

沙塘鳢

(图片来源:Wikipedia)

这似乎是一个终结的时刻——对于大多数猎物而言,进入捕食者的胃意味着必然的死亡。然而,这一次,故事并不如预期般结束。

小鳗鱼逃生率高达69%,科学家是怎么观测到的?

为了观察小鳗鱼如何从捕食者的胃中逃脱,观察鳗鱼如何在被沙塘鳢吞入胃后仍能顽强地活着并尝试逃脱。实验中使用了实验室饲养的日本鳗鱼幼体,这些鳗鱼的平均长度为68.1 ± 6.0毫米(n = 104)。捕食者沙塘鳢的平均长度为145.4 ± 15.6毫米(n = 11)。

研究团队将实验室饲养的日本鳗鱼幼体注入硫酸钡,这样在X射线下,鳗鱼的每一步动作都能被清晰地捕捉到。接着,鳗鱼与捕食者沙塘鳢一起放入实验水箱中,故事由此开始。

X光下,科学家发现被吞食的鳗鱼并没有乖乖等待死亡的降临。它们开始逆向行动,试图从捕食者的食道游回,并寻找出口。而这时,鳗鱼展现出了其独特的逃生本领:它们能够通过食道,将尾巴伸入捕食者的鳃缝,逐步从鳃部退出。

被吞食的鳗鱼,白圈内为尾巴,黑圈内为头部

(图片来源:参考文献1)

在实验中,32条鳗鱼被捕食者吞食,其中13条鳗鱼成功将尾巴伸出鳃缝,并有9条完成了整个逃脱过程。这个过程充满了惊险和挣扎,仿佛一场终极的生死竞赛。对于那些成功将尾巴伸出鳃部的鳗鱼,它们的生存率高达69%。

鳗鱼鱼尾钻出了沙塘鳢鱼鳃

(图片来源:参考文献1)

科学家们惊叹于这种反捕食策略的复杂性。他们发现,有些鳗鱼在完全进入捕食者的胃部后,会沿着胃壁做圆周运动,仿佛在四处探寻潜在的逃生路径。逃生的秘密可能在于鳗鱼的身体结构及其吞食顺序。沙塘鳢通常会将猎物头部朝前吞下,因此鳗鱼的尾巴往往留在食道附近,这给了它们尾巴先行逃脱的机会。

X射线图像与示意图

B图:鳗鱼的尾巴已经插入捕食者的食道,X射线图像清晰地展示了鳗鱼在捕食者消化道内的位置。

C图:鳗鱼的尾巴开始通过捕食者的鳃缝,这个过程至关重要。

D图:鳗鱼将头部从捕食者的鳃部拉出,标志着逃生过程即将完成。

E图:鳗鱼在胃内环绕游动,表现出一种“探索式”行为,寻找可能的逃生路径。

(图片来源:参考文献1)

不仅如此,实验还揭示了鳗鱼需要在酸性和缺氧的胃部环境中尽快做出反应,因为一旦进入捕食者的胃部,它们平均只能存活约211.9秒。时间在流逝,生与死的界限往往只在几分钟内决定。

鳗鱼还需要挣扎着寻找出路,对于放屁虫来说,被蟾蜍吃进胃里只要放屁就好了。

被蟾蜍吞食,耶屁步甲选择在胃里“喷火”

和上面的实验差不多(没有X光),只是这次实验对象了耶屁步甲(Pheropsophus kimaniae)。一旦耶屁步甲被吞入蟾蜍的胃中时,它并没有静静等待命运的降临,而是展开了一场精彩的自救行动。甲虫会释放一种高温的化学喷雾,这种“喷火”效果不仅能够自我保护,还足以让蟾蜍感到剧烈的不适。

耶屁步甲

(图片来源:Wikipedia)

随着一声微弱的爆炸声,蟾蜍开始意识到自己犯了一个错误。接下来的几分钟里,蟾蜍尝试忍受胃中的刺激,但往往不得不做出一个令人震惊的选择——呕吐。

蟾蜍

(图片来源:参考文献2)

放屁虫的生死大逃亡成功率并不是完全随机的。研究发现,甲虫的体型越大,释放出的化学物质越多,逃脱成功的几率也越高。而对于蟾蜍来说,体型越小,它们的化学耐受性越低,因此更容易吐出甲虫。

可以说,这是一次大与小之间的较量:小蟾蜍无法承受甲虫的化学反击,而大的甲虫则有更大的机会从容不迫地逃脱。被吃了,不要慌,总会有出路的,前提是完整的生吞……

参考文献:

[1]Hasegawa Y, Mine K, Hirasaka K, et al. How Japanese eels escape from the stomach of a predatory fish[J]. Current Biology, 2024, 34(17): R812-R813.

[2]Sugiura S, Sato T. Successful escape of bombardier beetles from predator digestive systems[J]. Biology Letters, 2018, 14(2): 20170647.

内容资源由项目单位提供

评论
科普中国●yling
庶吉士级
这些动物在被吞食后的逆袭,不仅展现了它们在绝境中的智慧与韧性,也折射出了生态系统的复杂性,以及生物进化的动力源泉,这些生命的奇迹,无疑给我们带来了深深的思考。它们的逃生策略,不仅维系着生态平衡,也是生物进化的重要推动力。
2024-10-28
天津—陈杰
学士级
大自然的奥秘、动物们的生活习性,给我们无限的启迪。爱护自然、尊重自然、保护自然、顺应自然,构建人与自然和谐共生的生态,是我们共同的责任。
2024-10-28
科普中国●yling
庶吉士级
捕食与被捕食是生态系统中不可或缺的一部分,猎物的逃生能力,直接影响着捕食者的捕猎成功率,而捕食者的捕猎能力,也会促使猎物不断进化新的逃生机制,这种相互作用,维系着生态系统的动态平衡,也推动着生物不断适应环境,产生新的变异和进化,不仅增强了生物的生存能力,也丰富了整个生态系统的多样性。
2024-10-28