随着体温持续升高，鲨鱼等顶级海洋掠食者正被逼至生理极限。 图片来源：Shutterstock

一项4月16日发表于《科学》的研究发现，一些海洋顶级掠食者的体温比预期要高，而这可能产生严重后果。它们本就需要大量能量，如今随着海洋温度上升和食物减少，其生存面临严峻挑战。科学家将此称为“双重困境”，即环境压力与生物需求同时对它们构成威胁。

研究显示，金枪鱼及大白鲨、姥鲨等某些温体鱼，其能耗几乎是同等大小的冷血鱼的4倍。随着海水温度不断升高，这些物种更容易出现体温过热现象，这会缩小它们的生存范围，使其向靠近两极的寒冷海域迁移。

研究人员重点关注了中温鱼类。它们十分稀有，仅占所有鱼类的0.1%以下，能够保持体温，并使某些部位的温度比周围海水更高。这种适应性特征在一些鲨鱼和金枪鱼中独立演化而来，赋予它们更快的游速、远距离迁徙能力，以及更强的捕猎能力。

为更准确评估这种“高性能生存模式”的代价，研究团队开发了一种新方法，用于估算野生鱼类的代谢率。他们利用小型生物记录传感器采集的鱼类体温与海水温度数据，实时计算了鱼类热量的产生与损失情况。研究团队还将3.5吨大型姥鲨的数据，与数百种小型鱼类的实验室测量结果结合起来进行了分析。

“结果非常惊人。”论文第一兼通讯作者、爱尔兰圣三一大学的Nicholas Payne表示，“在排除体形与水温影响后，我们发现中温鱼的能耗约为同等体形冷血鱼类的3.8倍。此外，体温每升高10摄氏度，鱼类的日常代谢率就会翻倍，意味着温体鱼必须消耗更多的食物才能维持其生存方式。”

Payne说，高能耗只是问题的一部分。“随着鱼类体形增大，它们的产热速度会超过散热速度。这导致了由基本几何学与物理学原理驱动的一种不匹配现象，因为更大的身体能更有效地保留热量，而中温鱼类的高代谢率又进一步放大了这种效应。”

由于这种不平衡，大型鱼类会随着时间的推移变得“体温更高”，过热风险也会随之增加，这对物种生存与栖息地选择有着重要影响。

论文作者、圣三一大学的Andrew Jackson表示，团队利用研究数据划定了“热平衡阈值”，即大型鱼类无法快速散热以维持稳定体温的水温临界值。举例来说，一头1吨重的温体鲨鱼，可能在17摄氏度以上的海域便难以保持热平衡了。

一旦超过阈值，鱼类必须减速、改变血液流动，或潜入更深的冷水层，以避免身体过热。但这要付出代价，如更难找到或捕获猎物，对以速度和力量为主要武器的掠食者而言，影响尤为明显。

这些发现也解释了为何大型鱼类常出现在较冷水域、高纬度地区或深海。许多物种还会进行季节性迁徙，以停留在适宜的温度范围内。研究人员预测，随着全球气温持续上升，尤其是在温暖的月份，大型中温鱼类的栖息地将进一步缩小。

南非比勒陀利亚大学的Edward Snelling说：“这项研究表明，成为海洋中的顶级掠食者，其代价远比我们此前认知的要大。随着海洋不断变暖，这些物种正被逼至生理极限，这将直接影响它们的生存范围与方式。”

“这一发现令人警醒，意味着这些动物实质上陷入了‘双重困境’。许多中温鱼类已因过度捕捞及猎物减少而受到严重冲击，因此在食物稀缺时，它们更高的能量需求使其变得格外脆弱。”Payne表示。（王方）

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.adt2981