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金槍魚一出生就必須不停地游,否則就會淹死,究竟是怎么回事?

2020-12-12  徐德文科...
    有個概念很多人可能都覺得不好理解,愛因斯坦說真空中光速永遠是30萬公里/秒不變,這意味著任何光子一誕生,它就會以30萬公里/秒的速度跑開,到宇宙中遨游去了?,F在請你閉上眼睛想一下,這究竟是怎么樣一個情景,一個光子,一束光,一發出就到30萬公里外了,下一秒又到60萬公里外了……
    確實很難想象,我們難以想象光子、光線或其它東西永遠以30萬公里/秒在太空里運動,永遠不會減速,永遠不會停下來具體是個什么概念。好吧,現在我告訴你,地球上有一種魚,它一生中都在游來游去,永不停息,只有死亡才能讓它停下來,你是不是會覺得很奇怪,怎么可能會有這樣的魚???
    事實上,這樣的魚當然有,而且遠遠不止一種,海洋中有很多魚都是這樣的,必須一直不停地游泳,否則就會窒息而死。當然,它們不會窒息而死,因為它們像光子一樣,從一出生就開始不停地游動,終其一生,永遠也不會停下來了。
    這種魚你應該吃過,它的名字叫做金槍魚。
    要理解這個概念,我們就需要知道魚的呼吸方式。
    哺乳動物的呼吸很好理解,我們自己就是哺乳動物,用鼻子吸入空氣,進入肺部過濾氧氣輸送到血液,之后將廢氣從鼻子排出,簡潔明了,渾然天成。
    現在想象把你沉入水中,你再用鼻子呼吸,你肯定會大罵了,這不是坑人嗎?人無法在水中呼吸,那里沒有氧氣。
    但水里有氧氣,只是你沒法呼吸而已,而且含量極少。天然水體中從底層到表面,每升水中大約有4到8.7毫克氧,和溫度深度壓力水質等有關,在20攝氏度一個大氣壓下,一升純水里大約會溶解9毫克氧,溫度越高,氧氣越少。
    但魚可以在水中呼吸,獲取氧氣,這是水中生物的基本技能,就和陸地生物需要用口鼻呼吸一樣。
    魚呼吸的關鍵是讓水流通過鰓,使氧氣通過蛋白質交換擴散到血液中,而鰓在硬骨魚和軟骨魚中的運作方式并不相同。
    硬骨魚利用鰓蓋調整水壓保證適當的水量流過鰓,通過薄薄的、可滲透的蛋白絲,使氧氣從水中擴散到血液中。有趣的是,其實所有陸生脊椎動物,包括我們人類廣義上都屬于硬骨魚類,只是胚胎發育階段長出的鰓弓,最終都變成了其它器官如甲狀腺、喉部、聽小骨的基礎。
    軟骨魚身上通常長有五對鰓裂,和體外直接相通,相鄰鰓裂由鰓弓上的隔膜分隔開,鰓薄片就位于隔膜兩側,通過過濾水獲得氧氣。
    我們看到的大多數魚,都是通過嘴巴吸水讓水流過腮部來獲取氧氣的,這種呼吸方式叫口腔抽吸(buccal pumping),絕大多數的硬骨魚都以這種方式呼吸。
    還有一種方式叫沖撞換氣(ram ventilation),魚張開嘴巴,讓水流經鰓裂而獲得氧氣,很多軟骨魚比如鯊魚就是通過這種方式呼吸的。
    大部分的鯊魚還可以根據游動的速度,在兩種呼吸方式之間切換,快的時候就沖撞換氣,慢的時候就口腔抽吸,優哉游哉,好不快活。
    然而還有一些魚類,包括部分鯊魚和金槍魚等,它們根本就無法通過嘴巴完成口腔抽吸,必須不停地游動才能維持氧氣的攝入,這種方式就叫做強制沖撞換氣。在已知約400種鯊魚中,大約有24種,包括大白鯊、鯨鯊、鯖鯊、太平洋鼠鯊等,以及硬骨魚中的金槍魚、旗魚等,都是強制沖撞換氣方式,必須不停地游來游去才能生存,否則它們就會在水里窒息,被活活“淹”死!
    強制沖撞換氣呼吸方式屬于魚類中的最強者——游速很快的魚,它們大張著嘴,不停地勇猛往前沖,水沖進它們的嘴巴,流過它們的鰓,氧氣通過鰓里的蛋白質交換到血液里,又為它們帶來更大的活力。
    人類是不是也是這樣的呢?跑步的時候你總得張開嘴巴大口呼吸吧,這樣才能獲得足夠的氧氣支撐你的運動。
    你可能會想當然地認為,口腔抽吸無須不停運動就能呼吸,效率肯定比沖撞換氣高,然而對一種可以在兩種方式之間切換的?魚的研究卻表明,口腔抽吸反而比沖撞換氣要多消耗5.1%的能量。
    所以想想金槍魚,想想大白鯊,你就明白光子必須以30萬公里/秒在宇宙中沖來沖去是什么概念了。和強制沖撞換氣的金槍魚一樣,不是它不想停,一旦停下來它就必須死——要么被其它物質吸收了,要么闖進黑洞里。
    生命在于運動,誠不欺人也! 

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