鲨鱼生存的秘诀

2020-05-18浅草

科学之谜 2020年1期

关键词：陆地鲨鱼牙齿

浅草

鲨鱼的牙齿

鲨鱼是海洋里处于食物链顶端的掠食者，它有很多种类。作为一个群体，鲨鱼已经存在了至少4.2亿年。这意味着它在“五大灭绝事件”逃过了四次。这使得它比人类、比珠穆朗玛峰、比恐龙甚至比树木更古老。

鲨鱼能存在至今，部分归于幸运，部分归于自身素质。在过去几年里，科学家发现，鲨鱼拥有一些不寻常的素质，使它面对变化时表现出超强的适应性。

现在，人类活动正在引发第六次大灭绝。鲨鱼的这些素质能帮助它逃过这一劫吗？

惊人的消化本领和不挑剔的食谱

鲨鱼，连同鳐鱼和银鲛，组成了一类叫“软骨鱼”的群体，以软骨骨骼为其特征。鲨鱼起源于大约4.4亿年前开始的志留纪。当时地球气候温暖，海平面很高。从那时起，成千上万种形态各异的鲨鱼进化出来，在大约3.6亿年前达至鼎盛，它们统治着海洋。时至今天，海洋中仍有超过450种鲨鱼，从著名的大白鲨和锤头鲨，到一些稀奇古怪的种类，如哥布林鲨、雪茄达摩鲨和日本须鲨等。

当然，许多鲨鱼种类现已灭绝——请不必为此惊讶，据估计，灭绝是99%以上曾经生活过的动植物的命运。我们倒是要问一下：鲨鱼作为一个群体为何能存活至今？

研究鲨鱼的生态学家从鲨鱼粪便中发现了一条线索：当鲨鱼排便时，排出来的几乎没有固体物，更像是一种透明的粘液。这表明它们拥有一个高效的消化系统，能够处理几乎所有的食物。如果食物变得稀缺，这可能会对它们很有帮助。例如，发生在2.52亿年前的第三次大灭绝事件——也是最大一次灭绝事件——导致超过96%的海洋生物消失，其原因就是环境破坏，食物匮乏。

除了不让营养物质浪费掉之外，鲨鱼还是个不挑剔的掠食者。大白鲨是处于海洋食物链顶级的掠食者，按常理，它应该吞食次一级的掠食动物，如海豹和海狮等;但科学家惊讶地发现，它似乎同样乐于吞食其他更下等的猎物，如鱿鱼等。一种叫窄头双髻鲨的鲨鱼甚至是杂食性的，平常还大量食用海草。这种饮食上的灵活性，在食物匮乏期同样对它们的生存有利。

一生都在换牙

能证明鲨鱼超强适应性的，还有它们那副牙齿。

与它们的软骨骨骼不同，鲨鱼的牙齿非常坚硬。常见的鲨鱼牙齿是尖尖的，就像三角形一样，边缘还带有锯齿，十分锋利。

鲨鱼的牙齿并不是用来嚼东西的，而是用来撕咬猎物的。和人的牙齿不同，鲨鱼的牙齿只是浅浅地嵌在牙龈上，而没有固定在颌骨里，因此很容易脱落，但鲨鱼能通过不停地换牙齿来弥补其不足。

人的一生只换一次牙，但鲨鱼一生都在换牙。像大白鲨，一生可以换上万颗牙齿，而且换牙也不影响捕猎。

它是怎么做到换牙、捕食两不误的呢？原来，鲨鱼一般都会准备好5～6排牙齿，除了第一排牙是直立的，后面的牙齿都仰卧着，一层叠一层。平时鲨鱼只用最外排的牙齿进行撕咬，当它们脱落后，里面一排就会挨个前移，替补上来。一些鲨鱼每隔10天就得换一次牙。

鲨鱼的牙齿坚硬，使得它们容易被保存在化石记录中，为科学家研究古代鲨鱼的生活习性提供便利。

例如，在加拿大西北部的古老的沉积物中，科学家发现了一批沙虎鲨的牙齿。它们的年龄可追溯到始新世（距今5300万至3800万年）。当时地球气温比现在还高9～14℃。两极冰盖全融化了，淡水注入海洋。这使得海水的含盐量降低，这对于需要特定含盐量才能生存的很多海洋物种构成极大的挑战。

但这一情况似乎并没有影响到始新世的沙虎鲨。它们牙齿的化学成分表明，它们生活在其中的海水，比起现在的海水来，盐分更少，但它们似乎生活得很好。这是证明它们超强适应性的又一个例子。

不过，这里要澄清一个谣言。從1970年代始，鲨鱼被很多人认为是唯一不会得癌症的动物，甚至说吃鲨鱼软骨可有效对抗癌症。这种说法又把鲨鱼神话了。事实上，到目前为止，科学家已经在至少23种鲨鱼身上发现了肿瘤。此外，现有证据也并不支持服用鲨鱼软骨制品可以作为癌症、骨质疏松症或其他疾病的治疗手段。

环境巨变难不倒鲨鱼

当今，地球再次面临气温变暖，海平面上升的环境巨变，这对鲨鱼的生存会有什么影响呢？

让人惊讶的是，由于鲨鱼物种在相对温暖的水域养育幼崽，随着海洋温度上升，它们的繁育地范围反而扩大了。这是有利它们生存的一面。

说句题外话。鲨鱼似乎喜欢呆在水温高的地方。比如，太平洋上所罗门群岛附近的卡瓦基海底火山，从热液喷口直接喷出的水，温度超过400℃，周围的水温，少说也有50～60℃，但海洋科学家在探索这座海底火山时，在黑暗深处竟然发现了锤头鲨和丝鲨。

鲨鱼喜欢“逛”火山的习性可能跟这一物种的古老有关。在鲨鱼还没进化出来之前，海底火山就已存在，并且相对比较稳定。所以作为一种古老的物种，鲨鱼祖祖辈辈跟其打交道，对于海底火山的环境应该学会了适应和利用。2018年，科学家发现，同样是软骨鱼类的鳐，在海底火山附近产卵。鲨鱼说不定也有类似的习性。

当然，鲨鱼的个别物种也难逃灭绝的命运。即使是有史以来最大的鲨鱼——巨齿鲨，最终也消失了。巨齿鲨可以长到17米长，以鲸鱼为食。它是在大约260万年前灭绝的，存活了2000万年。

此外，其他物种的大规模灭绝也会影响到鲨鱼物种。事实上，鲨鱼所经历的第一次灭绝事件（地球上第二次大灭绝事件，大约始于3.75亿年前），重塑了鲨鱼这个群体最显著的特征。

在这场灾难发生之前，大多数鲨鱼的骨骼是硬骨质的;后来，硬骨鲨鱼在灾难中灭绝了，留下的大多数鲨鱼都是软骨的了。幸存下来的鲨鱼起初很小，通常不到10厘米长。

这次大灭绝事件改变了世界，鲨鱼也随之改变，免受了灭顶之灾。同样，我们有理由乐观地相信，这次由人类活动引发的气候变化和物种大规模灭绝，就其本身而言，也不会对鲨鱼的生存造成太大的威胁。

全新的挑战

但是有一样危险鲨鱼是不容易躲避的：人类。人类的过度捕捞是它们今天面临的主要风险。

国际上，对捕捞鲨鱼的限制越来越严格了。然而，在某些地方，人们仍然为了获取鱼翅，继续滥捕鲨鱼。与此同时，随着深海拖网捕鱼越来越普遍，更多的鲨鱼也被意外地捕捞上来。

重新放回海洋并不总能拯救它们。鲨鱼这个物种很敏捷，但也很脆弱。当它们被渔网捕获时，仅仅紧张挣扎就足以致它们于死命。据统计，人类每年杀死的鲨鱼超过1亿条。

如今的许多鲨鱼相较它们的祖先，块头都较大。更大的块头意味着要花更长的时间才能达到生育年龄。如果人类把鲨鱼变成鱼翅汤的速度快于它们的繁殖速度，那么它们的数量必然会减少。

今天，大约16%的鲨鱼物种被国际自然保护联盟列为濒危物种。作为一个群体，鲨鱼拥有特殊的能力，单纯的气候和环境的变化都不能使它们灭绝;但是，人类的过度捕捞对它们是一个全新的挑战，我们若不有意识地加以保护，鲨鱼这一古老的物种很可能从地球上消失。

人类的过度捕捞是当今所有鲨鱼物种面临的最大威胁，包括窄头双髻鲨（中图）和日本须鲨（右图）

拓展阅读

地球上五大灭绝事件

第一次大灭绝事件：奥陶纪大灭绝

发生时间：距今4.4亿年前

灭绝规模：地球85%的生物物种

灭绝的代表物种：大型鹦鹉螺、大部分三叶虫

自寒武纪大爆发之后，到奥陶纪，广阔的海洋已经成为生命的乐园。但到了奥陶纪末期，一场巨变正在悄然到来，位于南部的冈瓦纳大陆渐渐向南进入南极，陆地改变了海洋和大气环流，这导致地球的温度迅速下降，寒冷的冰川期到来了。降低的气温冻结了海水，海平面开始下降，这使得原来生机勃勃的浅海成为不毛的陆地，生物纷纷死亡。

奥陶纪大灭绝的规模在五次大灭绝事件中排名第二。

第二次大灭绝事件：泥盆纪大灭绝

发生时间：距今3.65万至3.55亿年前

灭绝规模：地球82%的海洋生物物种

灭绝的代表物种：盾皮鱼类、无颌鱼类

泥盆纪被称为“鱼类的时代”，此时鱼类出现并且进化出不同的门类，此外陆地上出现了植物，最早的两栖类也已经爬上了陆地。

泥盆纪末期，大陆再次发生漂移，像奥陶纪大灭绝一样，全球温度下降，海平面随之下降，海洋生物大量死亡。泥盆纪大灭绝主要打击了海洋中的生命，相比之下，陆地上的生命受到的冲击就要小得多。

泥盆纪大灭绝的规模在五次大灭绝事件中排名第四。

第三次大灭绝事件：二叠纪大灭绝

发生时间：距今2.5亿年前

灭绝规模：地球95%的生物物种

灭绝的代表物种：三叶虫、板足鲎、许多鱼类、许多两栖动物、许多爬行动物

二叠纪是爬行动物的时代，此时的陆地已经连成一片，形成了超级大的联合古陆，海洋的面积已经被压缩到最小。

到二叠纪末期，巨大的陆地改变了地球的大气循环，大陆内部开始变得干燥，气温甚至超过40℃。不断攀升的气温造成了海洋含氧量降低，海洋中不需要氧气的细菌大量繁殖，它们释放出致命的硫化氢，对于其他动物来说简直就是剧毒。有毒的硫化氢不但毒杀着海洋和陆地上的生命，它们上升到大气中还破坏了臭氧层，紫外线无遮无拦的烘烤着大地。就在气温上升，空气毒化的同时，大规模的火山爆发加剧了环境的恶化，地球犹如地狱一般，要将所有的生命都赶尽杀绝。

二叠纪大灭绝的规模在五次大滅绝事件中排名第一，在这次大灭绝之后，生命花了500万年的时间才恢复了原样。

第四次大灭绝事件：三叠纪大灭绝

发生时间：2亿年前

灭绝规模：地球76%的生物物种

灭绝的代表物种：大量爬行动物

经过二叠纪大灭绝之后，地球上的生命缓慢恢复。与二叠纪一样，三叠纪时陆地仍然连在一起，甚至更大，气候依然干燥炎热。三叠纪最具代表性的事件就是爬行动物崛起。

到三叠纪末期，连在一起的大陆开始分裂，这导致一系列剧烈的火山喷发和相关的地质运动。火山喷发放出大量的二氧化碳，产生了温室效应，让地球的温度再次升高。高温带来了一系列的灾难，陆地上的植物大量死亡，大地变成一片荒芜，海洋因为缺氧也是一片死寂。

三叠纪大灭绝的规模在五次大灭绝事件中排名第五。

第五次大灭绝事件：白垩纪大灭绝

发生时间：6600万年前

灭绝规模：地球80%的生物物种

灭绝的代表物种：非鸟恐龙、翼龙、海生爬行动物