理论教育 金枪鱼的复杂情况及迁徙模式

金枪鱼的复杂情况及迁徙模式

时间:2023-10-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:另一些鱼的情况会更加复杂,比如金枪鱼。目前,已知至少有13种金枪鱼是部分温血的,占了金枪鱼的绝大多数。巨大的能量消耗使得金枪鱼必须吃下大量的食物,一餐就要吃下相当于体重18% 的食物。由于体温高,金枪鱼反应迅速,是海洋中的强大掠食者。蓝鳍金枪鱼在他们的模型中,随着鱼群密度的变化,有可能出现两种组织模式。或者说,引起金枪鱼的迁徙,既需要足够多的鱼,也需要一些认路的鱼。

金枪鱼的复杂情况及迁徙模式

在碧绿的水潭边,我正在发愁。在靠近水潭边缘的浅水区,可以看到水里有很多针尖大小的小鱼。大概在全中国任何一个大点儿的水坑里都能看到这种小鱼,它的名字相当朴实,叫“䱗”(Hemiculter leucisculus)——这就是它的中文正式名,与“餐”同音也足以说明它在人们心中的地位。它是菜市场最常见的白色小鱼之一,体长大约10厘米,炸酥后相当好吃,俗名叫白条。还有一种和它长相比较相近的油䱗(Hemiculter bleekeri),也叫油鱼,同样有白条的俗名,摸起来身上油乎乎的,但我觉得味道更好一点儿。

我眼前这些䱗只有1厘米左右,比针尖略大,离长大还差得远。那些大一点儿的个体应该在更深的水域游荡。这些微小的动物正在成群地游动。我想用水瓶抓一些,然而这相当困难。当我把水瓶没入鱼群密集的地方时,顷刻之间,这些鱼儿就逃离了危险区域,没有一条会慌乱地撞进我的瓶子里。

当然,作为一个熟悉动物的家伙,我不大可能铩羽而归。毕竟,几岁大的女儿正在后头的树荫下面眼巴巴地等着呢。我只好把水瓶半潜入水中,然后一动不动地等待着靠近的小鱼,一旦小鱼靠近了瓶口,我就立刻下压瓶口,借助涌入的水流把小鱼冲到了瓶子里。然后,我倒掉多余的水,连水带小鱼装进小水桶里,交给兴高采烈的女儿看管。通常,在采集活的小动物时,尽量不要用手去触碰它们,这样很容易伤到它们。特别是这些动物还特别小的时候,轻轻碰一下很可能就会造成严重的内伤。如果你是用渔网捞到的,正确的做法是把网翻过来,轻轻抖动,让鱼自然落入水桶中。当然,前提条件是,你不能捕捉受保护的鱼类。

忙了很久,最终,我捕到了二三十条小鱼,加在一起也不够小半勺。在小水桶里,它们再次组成了小鱼群,围绕着水桶的内壁游动。鱼类的成群游动能够体现出一些优越性,当鱼以相同的速度和方向前进时,它们能利用相互间产生的涡流来减小受到的摩擦力。理论计算显示,集群行动所受到的摩擦力大约只有单独行动的1/5,这可节省了不少能量。

在把它们放生之前,我们要好好观察一下,看看它们是如何运动的。我的第一感觉是,整个鱼群带有一种有秩序的美感。相同的方向,均匀的速度,并且互不冲撞。这样的群体是怎样组织起来的呢?

在当代,有一种特别的算法,叫作“人工鱼群算法”。这是一种通过计算机来模拟鱼群的行为,然后实现对系统的运算和资源调配的优化的算法。这个算法归纳出了聚集形成鱼群的三个规则:第一个叫分隔规则,就是每条鱼之间存在一个最小距离,防止它们过于接近;第二个叫对准规则,就是后面一条鱼对准前面一条鱼的方向,因此得以复制前面一条鱼的游动路线;第三个叫内敛规则,就是鱼要尽可能贴近周围鱼的中心。遵循这三个规则,它们就可以互不拥挤地聚群游动了。

不过,事情还会再复杂一点儿。至少,我们还要搞清楚鱼群前进的方向是怎么确定的。很多时候,鱼群运动的方向并不是随机产生的,而是具有一定的目标性。对巡视浅水的䱗来说,群体中较大的个体就是很好的领导,它们游动的速度快、耐力好,更容易游到队伍的前面。其他鱼只要跟住就行。显然,游在最前面的鱼是有风险的,它可能首先遇到危险。但是,回报也是丰厚的,它将首先发现食物,享有吃第一口的权利。(www.daowen.com)

另一些鱼的情况会更加复杂,比如金枪鱼。如果把鱼看成是车,那金枪鱼就是其中的跑车——动力强劲、线条流畅、为速度而生。它们鱼雷般的体形在水中具有足够的冲击力,而强健的肌肉能够确保它们高效的运动。它们的肌肉确实特殊,在“吃货”眼中,新鲜的金枪鱼片应该是红色的,因为里面蕴含着丰富的毛细血管网,这代表着肌肉强大的运动能力。正因为如此,金枪鱼剧烈运动所产生的能量使它们的体温要高于海水温度,有了一点儿温血动物的感觉。目前,已知至少有13种金枪鱼是部分温血的,占了金枪鱼的绝大多数。较高的体温反过来也可以支持金枪鱼以一种极高的速度游动,以黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)为例,其游动速度可以高达每小时75千米。

这些可以生长到超过3米、重数百千克的游泳健将一辈子都在游泳,从没有休息过,否则很可能会被憋死……这种奇葩的特性和某些鲨鱼很像,金枪鱼不能主动将水抽入鳃里,它们必须张着嘴,通过游动,让水从口中流入,然后再流过鳃,这是一种“撞击式呼吸”。巨大的能量消耗使得金枪鱼必须吃下大量的食物,一餐就要吃下相当于体重18% 的食物。鱼、乌贼、虾蟹之类的海洋生物都是它们的食物。由于体温高,金枪鱼反应迅速,是海洋中的强大掠食者。

金枪鱼群因其长距离的游动而被称为“全球性鱼类”,虽然夸张,但也说明了其活动范围之广。如一些金枪鱼在墨西哥湾出生,然后横穿整个大西洋,到欧洲海岸进食,之后再返回墨西哥湾进行生殖。但问题是,金枪鱼是如何完成如此长距离的迁徙而不迷路的呢?

2014年,德卢卡(G. De Luca)等人通过构建理论模型对这种现象进行了解释。他们的模拟结果显示,一小部分“有知识”的群体成员可能发挥了关键性作用,当从迁徙的鱼群模型中剔除掉这些鱼时,群体马上就会发生混乱。

蓝鳍金枪鱼

在他们的模型中,随着鱼群密度的变化,有可能出现两种组织模式。当鱼群的密度比较低时,鱼群会以一种“稀疏网络”(sparse network)的组织形式存在,这个时候,鱼群不会迁徙。但随着聚集的成员增多,鱼群密度开始增大,会出现一种“密集网络”(dense network)的新组织模式,后者会随着鱼群密度的增大越来越稳定。这时候,大多数鱼仍处于无方向的状态。但如果一小部分鱼对某一个方向表现出偏好,整个鱼群就能逐渐调整方向,最后开始迁徙。或者说,引起金枪鱼的迁徙,既需要足够多的鱼,也需要一些认路的鱼。

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