科学家揭示鲨鱼呼吸机制多样性 颠覆"不停游动"传统认知

一段时间以来,“鲨鱼一停就会淹死”成为科普与影视作品中的常见表述,也一定程度上加深了公众对鲨鱼生理特征的好奇与误解。梳理涉及的研究可以发现,鲨鱼确实对水流高度依赖,但“非游不可”并非统一铁律,而是由不同呼吸方式与生态位共同决定的结果。 问题在于,鲨鱼与多数硬骨鱼在鳃部结构上差异明显。硬骨鱼通常具有鳃盖与较强的鳃泵功能,能够通过肌肉收缩主动推动水流完成换气;而鲨鱼以5至7对鳃裂为主要通道,鳃丝与褶叶密集分布,气体交换效率高,但对“持续有水流通过鳃面”这个条件更为敏感。一旦水体在鳃部停滞,换气效率会显著下降,由此容易被简化为“停下就会死”。 原因分析显示,鲨鱼的呼吸策略并非单一模式,而是随生活方式分化。其一是“口腔抽吸”模式,即通过颊部、舌骨等肌肉主动吸入海水,再由鳃裂排出。护士鲨、天使鲨等偏底栖类群往往能在海底伏击或短暂停留时维持换气,部分个体还会利用眼后方的喷水孔在不便张口时辅助进水,体现出对静止环境的适应。其二是“撞击换气”模式,即在持续游动中依靠前进产生的水流冲入口腔并穿过鳃裂完成换气。这种方式减少了肌肉泵水的能耗,更适配高速巡游、长距离迁徙与高强度捕食,但代价是需要保持前进。部分鲨类还具备“两种模式切换”的能力:平时以较低能耗维持呼吸,进入追逐、迁徙等高耗氧场景时转入更依赖游动的换气方式。,一些远洋高速鲨类在演化中弱化甚至失去主动抽吸能力,对“持续游动供水”依赖更高,停滞带来的缺氧风险也更突出。 这种差异直接影响鲨鱼的生存状态与外部压力评估。对强依赖水流的类群而言,缠网、长线钩挂、拖网误捕等造成的“无法转身或难以持续游动”,可能迅速引发缺氧与死亡,降低放流存活率;不规范的鱼翅割鳍行为不仅造成创伤,还会显著削弱其稳定游动能力,深入放大呼吸风险。在圈养环境中,若水体流速、池体尺度与转向空间不足,也可能让依赖撞击换气的物种难以维持有效换气,带来健康与福利问题。近年一些海域出现的“高氧栖息点”聚集现象提示,鲨鱼也存在休息与节能机制,但其表现形式与人类常识并不相同,更需要以科学监测加以解读。 基于上述特点,业内人士建议从三上完善对策:一是加强源头治理,持续打击非法鱼翅贸易,推动渔业监管与可追溯体系建设,减少以割鳍弃身等方式造成的残酷死亡;二是推进减缓误捕技术应用,如改良渔具、优化作业时空、提升上钩后处置与快速放流能力,尽量缩短个体离水与受限时间;三是提升公众科普与行业规范,水族展示与科研机构应严格评估物种生理需求,提供必要的水流条件与空间尺度,避免“以人类想象替代动物需求”。 前景方面,随着卫星标记、呼吸生理监测与栖息地溶氧长期观测等技术发展,鲨鱼在不同水温、盐度与溶氧条件下的换气阈值将更清晰,有助于预测气候变化背景下的分布调整与风险区域。同时,国际社会对鲨鱼保护的合作正在加强,科学认知越准确,保护政策越能避免“一刀切”,实现对关键物种与关键海域的精准管理。

鲨鱼的呼吸方式是生命对环境长期适应的结果;从保留古老抽吸能力的底栖种类,到完全依赖撞击换气的顶级掠食者,不同的呼吸策略反映了海洋生态位的多元竞争。然而,这种精妙的进化适应也隐含着脆弱性——当人类活动破坏了这些机制存在的条件时,鲨鱼的生存空间急剧缩小。保护鲨鱼,不仅是保护一个物种,更是维护海洋生态系统的平衡。深入理解鲨鱼的生物学特性,是制定科学有效保护政策的必要前提。