淺草


鯊魚的牙齒
鯊魚是海洋里處于食物鏈頂端的掠食者,它有很多種類。作為一個群體,鯊魚已經存在了至少4.2億年。這意味著它在“五大滅絕事件”逃過了四次。這使得它比人類、比珠穆朗瑪峰、比恐龍甚至比樹木更古老。
鯊魚能存在至今,部分歸于幸運,部分歸于自身素質。在過去幾年里,科學家發現,鯊魚擁有一些不尋常的素質,使它面對變化時表現出超強的適應性。
現在,人類活動正在引發第六次大滅絕。鯊魚的這些素質能幫助它逃過這一劫嗎?
鯊魚,連同鰩魚和銀鮫,組成了一類叫“軟骨魚”的群體,以軟骨骨骼為其特征。鯊魚起源于大約4.4億年前開始的志留紀。當時地球氣候溫暖,海平面很高。從那時起,成千上萬種形態各異的鯊魚進化出來,在大約3.6億年前達至鼎盛,它們統治著海洋。時至今天,海洋中仍有超過450種鯊魚,從著名的大白鯊和錘頭鯊,到一些稀奇古怪的種類,如哥布林鯊、雪茄達摩鯊和日本須鯊等。
當然,許多鯊魚種類現已滅絕——請不必為此驚訝,據估計,滅絕是99%以上曾經生活過的動植物的命運。我們倒是要問一下:鯊魚作為一個群體為何能存活至今?
研究鯊魚的生態學家從鯊魚糞便中發現了一條線索:當鯊魚排便時,排出來的幾乎沒有固體物,更像是一種透明的粘液。這表明它們擁有一個高效的消化系統,能夠處理幾乎所有的食物。如果食物變得稀缺,這可能會對它們很有幫助。例如,發生在2.52億年前的第三次大滅絕事件——也是最大一次滅絕事件——導致超過96%的海洋生物消失,其原因就是環境破壞,食物匱乏。
除了不讓營養物質浪費掉之外,鯊魚還是個不挑剔的掠食者。大白鯊是處于海洋食物鏈頂級的掠食者,按常理,它應該吞食次一級的掠食動物,如海豹和海獅等;但科學家驚訝地發現,它似乎同樣樂于吞食其他更下等的獵物,如魷魚等。一種叫窄頭雙髻鯊的鯊魚甚至是雜食性的,平常還大量食用海草。這種飲食上的靈活性,在食物匱乏期同樣對它們的生存有利。
能證明鯊魚超強適應性的,還有它們那副牙齒。
與它們的軟骨骨骼不同,鯊魚的牙齒非常堅硬。常見的鯊魚牙齒是尖尖的,就像三角形一樣,邊緣還帶有鋸齒,十分鋒利。
鯊魚的牙齒并不是用來嚼東西的,而是用來撕咬獵物的。和人的牙齒不同,鯊魚的牙齒只是淺淺地嵌在牙齦上,而沒有固定在頜骨里,因此很容易脫落,但鯊魚能通過不停地換牙齒來彌補其不足。
人的一生只換一次牙,但鯊魚一生都在換牙。像大白鯊,一生可以換上萬顆牙齒,而且換牙也不影響捕獵。
它是怎么做到換牙、捕食兩不誤的呢?原來,鯊魚一般都會準備好5~6排牙齒,除了第一排牙是直立的,后面的牙齒都仰臥著,一層疊一層。平時鯊魚只用最外排的牙齒進行撕咬,當它們脫落后,里面一排就會挨個前移,替補上來。一些鯊魚每隔10天就得換一次牙。
鯊魚的牙齒堅硬,使得它們容易被保存在化石記錄中,為科學家研究古代鯊魚的生活習性提供便利。
例如,在加拿大西北部的古老的沉積物中,科學家發現了一批沙虎鯊的牙齒。它們的年齡可追溯到始新世(距今5300萬至3800萬年)。當時地球氣溫比現在還高9~14℃。兩極冰蓋全融化了,淡水注入海洋。這使得海水的含鹽量降低,這對于需要特定含鹽量才能生存的很多海洋物種構成極大的挑戰。
但這一情況似乎并沒有影響到始新世的沙虎鯊。它們牙齒的化學成分表明,它們生活在其中的海水,比起現在的海水來,鹽分更少,但它們似乎生活得很好。這是證明它們超強適應性的又一個例子。
不過,這里要澄清一個謠言。從1970年代始,鯊魚被很多人認為是唯一不會得癌癥的動物,甚至說吃鯊魚軟骨可有效對抗癌癥。這種說法又把鯊魚神話了。事實上,到目前為止,科學家已經在至少23種鯊魚身上發現了腫瘤。此外,現有證據也并不支持服用鯊魚軟骨制品可以作為癌癥、骨質疏松癥或其他疾病的治療手段。
當今,地球再次面臨氣溫變暖,海平面上升的環境巨變,這對鯊魚的生存會有什么影響呢?
讓人驚訝的是,由于鯊魚物種在相對溫暖的水域養育幼崽,隨著海洋溫度上升,它們的繁育地范圍反而擴大了。這是有利它們生存的一面。
說句題外話。鯊魚似乎喜歡呆在水溫高的地方。比如,太平洋上所羅門群島附近的卡瓦基海底火山,從熱液噴口直接噴出的水,溫度超過400℃,周圍的水溫,少說也有50~60℃,但海洋科學家在探索這座海底火山時,在黑暗深處竟然發現了錘頭鯊和絲鯊。
鯊魚喜歡“逛”火山的習性可能跟這一物種的古老有關。在鯊魚還沒進化出來之前,海底火山就已存在,并且相對比較穩定。所以作為一種古老的物種,鯊魚祖祖輩輩跟其打交道,對于海底火山的環境應該學會了適應和利用。2018年,科學家發現,同樣是軟骨魚類的鰩,在海底火山附近產卵。鯊魚說不定也有類似的習性。
當然,鯊魚的個別物種也難逃滅絕的命運。即使是有史以來最大的鯊魚——巨齒鯊,最終也消失了。巨齒鯊可以長到17米長,以鯨魚為食。它是在大約260萬年前滅絕的,存活了2000萬年。
此外,其他物種的大規模滅絕也會影響到鯊魚物種。事實上,鯊魚所經歷的第一次滅絕事件(地球上第二次大滅絕事件,大約始于3.75億年前),重塑了鯊魚這個群體最顯著的特征。
在這場災難發生之前,大多數鯊魚的骨骼是硬骨質的;后來,硬骨鯊魚在災難中滅絕了,留下的大多數鯊魚都是軟骨的了。幸存下來的鯊魚起初很小,通常不到10厘米長。
這次大滅絕事件改變了世界,鯊魚也隨之改變,免受了滅頂之災。同樣,我們有理由樂觀地相信,這次由人類活動引發的氣候變化和物種大規模滅絕,就其本身而言,也不會對鯊魚的生存造成太大的威脅。
但是有一樣危險鯊魚是不容易躲避的:人類。人類的過度捕撈是它們今天面臨的主要風險。
國際上,對捕撈鯊魚的限制越來越嚴格了。然而,在某些地方,人們仍然為了獲取魚翅,繼續濫捕鯊魚。與此同時,隨著深海拖網捕魚越來越普遍,更多的鯊魚也被意外地捕撈上來。
重新放回海洋并不總能拯救它們。鯊魚這個物種很敏捷,但也很脆弱。當它們被漁網捕獲時,僅僅緊張掙扎就足以致它們于死命。據統計,人類每年殺死的鯊魚超過1億條。
如今的許多鯊魚相較它們的祖先,塊頭都較大。更大的塊頭意味著要花更長的時間才能達到生育年齡。如果人類把鯊魚變成魚翅湯的速度快于它們的繁殖速度,那么它們的數量必然會減少。
今天,大約16%的鯊魚物種被國際自然保護聯盟列為瀕危物種。作為一個群體,鯊魚擁有特殊的能力,單純的氣候和環境的變化都不能使它們滅絕;但是,人類的過度捕撈對它們是一個全新的挑戰,我們若不有意識地加以保護,鯊魚這一古老的物種很可能從地球上消失。

人類的過度捕撈是當今所有鯊魚物種面臨的最大威脅,包括窄頭雙髻鯊(中圖)和日本須鯊(右圖)

第一次大滅絕事件:奧陶紀大滅絕
發生時間:距今4.4億年前
滅絕規模:地球85%的生物物種
滅絕的代表物種:大型鸚鵡螺、大部分三葉蟲
自寒武紀大爆發之后,到奧陶紀,廣闊的海洋已經成為生命的樂園。但到了奧陶紀末期,一場巨變正在悄然到來,位于南部的岡瓦納大陸漸漸向南進入南極,陸地改變了海洋和大氣環流,這導致地球的溫度迅速下降,寒冷的冰川期到來了。降低的氣溫凍結了海水,海平面開始下降,這使得原來生機勃勃的淺海成為不毛的陸地,生物紛紛死亡。
奧陶紀大滅絕的規模在五次大滅絕事件中排名第二。
第二次大滅絕事件:泥盆紀大滅絕
發生時間:距今3.65萬至3.55億年前
滅絕規模:地球82%的海洋生物物種
滅絕的代表物種:盾皮魚類、無頜魚類
泥盆紀被稱為“魚類的時代”,此時魚類出現并且進化出不同的門類,此外陸地上出現了植物,最早的兩棲類也已經爬上了陸地。
泥盆紀末期,大陸再次發生漂移,像奧陶紀大滅絕一樣,全球溫度下降,海平面隨之下降,海洋生物大量死亡。泥盆紀大滅絕主要打擊了海洋中的生命,相比之下,陸地上的生命受到的沖擊就要小得多。
泥盆紀大滅絕的規模在五次大滅絕事件中排名第四。
第三次大滅絕事件:二疊紀大滅絕
發生時間:距今2.5億年前
滅絕規模:地球95%的生物物種
滅絕的代表物種:三葉蟲、板足鱟、許多魚類、許多兩棲動物、許多爬行動物
二疊紀是爬行動物的時代,此時的陸地已經連成一片,形成了超級大的聯合古陸,海洋的面積已經被壓縮到最小。
到二疊紀末期,巨大的陸地改變了地球的大氣循環,大陸內部開始變得干燥,氣溫甚至超過40℃。不斷攀升的氣溫造成了海洋含氧量降低,海洋中不需要氧氣的細菌大量繁殖,它們釋放出致命的硫化氫,對于其他動物來說簡直就是劇毒。有毒的硫化氫不但毒殺著海洋和陸地上的生命,它們上升到大氣中還破壞了臭氧層,紫外線無遮無攔的烘烤著大地。就在氣溫上升,空氣毒化的同時,大規模的火山爆發加劇了環境的惡化,地球猶如地獄一般,要將所有的生命都趕盡殺絕。
二疊紀大滅絕的規模在五次大滅絕事件中排名第一,在這次大滅絕之后,生命花了500萬年的時間才恢復了原樣。
第四次大滅絕事件:三疊紀大滅絕
發生時間:2億年前
滅絕規模:地球76%的生物物種
滅絕的代表物種:大量爬行動物
經過二疊紀大滅絕之后,地球上的生命緩慢恢復。與二疊紀一樣,三疊紀時陸地仍然連在一起,甚至更大,氣候依然干燥炎熱。三疊紀最具代表性的事件就是爬行動物崛起。
到三疊紀末期,連在一起的大陸開始分裂,這導致一系列劇烈的火山噴發和相關的地質運動。火山噴發放出大量的二氧化碳,產生了溫室效應,讓地球的溫度再次升高。高溫帶來了一系列的災難,陸地上的植物大量死亡,大地變成一片荒蕪,海洋因為缺氧也是一片死寂。
三疊紀大滅絕的規模在五次大滅絕事件中排名第五。
第五次大滅絕事件:白堊紀大滅絕
發生時間:6600萬年前
滅絕規模:地球80%的生物物種
滅絕的代表物種:非鳥恐龍、翼龍、海生爬行動物
白堊紀時期聯合古陸早已不復存在,各大洲也已經有了今天的樣子,當時氣候溫暖濕潤,形成了明顯的四季更替。當時的地球是恐龍的家園,翼龍和滄龍則分別占據了天空和海洋。除了恐龍,被子植物開始取代裸子植物,哺乳動物繼續進化,原始鳥類也出現在天空中。
白堊紀終結于一顆來自外太空的彗星,這顆直徑10千米的彗星撞擊地球,引發了海嘯、地震、火山爆發等一系列災難,短時間內殺死了地球上的大量生命。撞擊產生的灰塵進入大氣層,遮住了陽光,導致地球溫度急劇下降。沒有了陽光,植物就無法進行光合作用,動物就沒有了食物,食物鏈的崩潰造成了更大規模的滅絕。
作為第五次大滅絕,白堊紀大滅絕的規模在五次大滅絕事件中排名第三。