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象鼻鱼:带着“雷达”闯天下
发布日期:2021-12-07 14:14   来源:未知   阅读:

  在一个伸手不见五指的夜晚,非洲刚果河一条浑浊的支流里,一条饥肠辘辘的小鱼正在翻动河底的泥沙寻找着食物。让人奇怪的是,在这漆黑一片的环境里,它是如何辨别方向又是如何“看见”猎物的呢?

  原来,这就是分布于刚果河流域的象鼻鱼。在它们的体内自带有一套高灵敏度的“生物雷达系统”。象鼻鱼的尾巴附近有一片特殊肌肉上长着一种叫做发电细胞的结构,就像电池一样能够生成电脉冲。同时,它们还使用分布于全身的瘤状物来探测电场,再通过比较不同瘤状物的响应时间来分析电信号。当猎物或者是天敌靠近,象鼻鱼便可通过感知电环境的微弱变化来快速做出反应。

  象鼻鱼又叫象吻鱼、长颌鱼,它们是硬骨鱼纲、骨舌鱼目、长颌鱼科、象鼻鱼属中,鹳嘴长颌鱼(象鼻鱼)、彼氏象鼻鱼和小象鼻鱼三种鱼类的总称。因其头吻部呈管筒状并且向下陡斜伸长,很像一条大象的鼻子,故而得名。而且,象鼻鱼的长吻与大象的鼻子功能也非常相似,都是用来搜索食物、捕捉食物。

  象鼻鱼属于中小型淡水底栖鱼类,成鱼体长也不过50厘米。不过,它们体型怪异不但背鳍后位与臀鳍对称且形状相似,同时尾柄骤然变长如棒,尾鳍分深叉呈Y型。远看上去犹如一把阿拉伯弯刀,尾部像刀柄,身体似刀刃。

  在危机重重的刚果河流域,象鼻鱼虽然也是肉食性鱼类,但是它的嘴巴长在长吻的先端,口裂也较小,只能“嘬食”河底的软体动物以及甲壳动物,所以基本处于食物链的中下游位置。

  为了躲避天敌的捕食,它们总是在夜晚出来活动。可能也是为了适应晚上漆黑以及刚果河浑浊的环境,象鼻鱼才在漫长的进化中“拥有”了一套属于自己的弱电收发系统。就像人类的雷达一样,它们才能游刃有余地在刚果河流域栖息繁衍,虽历尽沧桑却也生生不息。

  博约马瀑布群和利文斯敦瀑布群将刚果河分成了三段,使得上中下游各自孕育了独特的鱼类。象鼻鱼就栖息在刚果河流域中上游的湖泊、溪流以及沼泽湿地里。它们的大脑容量比一般鱼类更大,如果按照比例算起来,大致和我们人类的脑与体重比差不多,因此,象鼻鱼是一种非常聪明的鱼类。

  虽然大多数象鼻鱼的视力都已经明显退化,但也有例外,一种叫彼氏象鼻鱼的视力就比其他象鼻鱼更好。它们一般都在黄昏之后,利用自身的电器官直接感知环境来捕食水中的蠕虫为生。不过,有时候在白天,它们也会用眼睛来辨别方向或是猎捕食物。

  科学家对彼氏象鼻鱼能够在环境发生变化时,迅速按需切换使用电感官和视觉感官的行为非常感兴趣。由于对信息的处理过程需要用到大脑皮层,所以过去科学家一直认为这种能力只有哺乳动物才具有。因此他们认为,彼氏象鼻鱼拥有的这种行为能力,差不多就和一台20世纪90年代初流行的486之类的电脑能够运行Windows10系统一样让人惊奇。

  然而,直到现在我们仍然无法知道,到底是彼氏象鼻鱼切换使用不同感官的过程并没有想象中的复杂,还是它们比其他的鱼类更加聪明。

  在刚果河生活着长丝异鳃鲇、巨型水虎鱼、白金虎鱼等很多种凶猛的大型肉食性鱼类。体型较小的象鼻鱼为了躲避捕食者,一般都喜欢栖息在水流缓慢并长满水草的河湾、沼泽或是湖泊等地方;并且,在这里的水草丛中还有数不胜数的昆虫幼虫可供它们食用。

  在浑浊和黑暗的环境中,象鼻鱼利用自身发出的电场来发现并捕获猎物,但是,这种电场却极易受到外界的干扰。当象鼻鱼把长长的吻伸进水底的淤泥层,并且不断搅动的时候,各种枯枝、落叶以及水生的蠕虫和各种昆虫的幼虫纷纷被翻了出来。此时,它们产生的电脉冲信号最为强烈。即便是猎物因为惊吓而产生的极小动作,都可以让象鼻鱼准确辨别出它的方向和位置。

  不过,事情往往也有例外。在沙砾遍布的地方,仅凭搅动已经无法引起大的动静,并且大块的沙石象鼻鱼也无力翻动。这种情况下,象鼻鱼就需要将长吻伸进石头缝隙去仔细探查。

  水虿是蜻蜓的幼虫,它们以发达的下颚闻名于世,就连人被咬上一口也会鲜血淋漓。水虿也喜欢躲在阴暗的角落里,利用触角和长腿感觉到水波压力的变化情况来捕食猎物。而刚果河的水虿也比较特别,最大的种类能长到近10厘米,就连蝌蚪和小鱼都是它们的盘中美餐。

  夜晚时分,一条象鼻鱼像往常一样不断用长吻在石头缝中搜索食物。然而,一条体长大约6、7厘米的水虿也正好潜伏在沙砾堆里等待猎物。两者不期而遇,水虿觉得象鼻鱼的长吻似乎就是一条水生的软体动物,于是,它就一动不动地等着猎物送上门来。而象鼻鱼也并没有感知到石缝中的水虿,仍然按部就班地把长吻伸了进去。

  水虿立即伸出下颚,紧紧地把象鼻鱼的长吻夹住,同时送进嘴里开始啃咬起来。象鼻鱼被这突如其来的袭击吓懵了,伴随着剧烈的疼痛感传来,它本能地甩动长吻并往上游动。

  随着长吻从石缝中抽出,夹在上面的水虿也感觉到了情况不妙。这阵仗,显然不是小小的蠕虫,而是一条比自己大好几倍的鱼。于是,水虿也很快松开了下颚,利用腹部喷射水流产生的反作用力,快速地逃向了水草丛中。

  而受到惊吓的象鼻鱼也快速逃离了这个“伤吻”之地。吻部受伤的象鼻鱼虽然也会慢慢复原,但是由于伤口可能产生的感染以及渗出的血腥味引来的捕食者等等危险。这条受伤的象鼻鱼在很大概率上无法继续在刚果河湿地里存活下去。

  象鼻鱼最主要的天敌来自于空中,非洲数不胜数的各种涉禽、游禽随时都可能给它们致命的一击。可能正是因为如此,象鼻鱼才进化出了昼伏夜出的生活习性。不过,在黎明或黄昏的时候,象鼻鱼也难免会遇到那些早起或晚归的鸟类。

  白鹭是涉禽类的代表之一,它们依靠大长腿在浅水中前进,凭借犀利的目光来发现猎物,再用细而长的嘴来捕食。象鼻鱼通过电场感应,往往在白鹭刚踏进它的电场范围内,还远没到达捕食距离的时候就已经知道危险到了,因此,象鼻鱼一般都早早地逃之夭夭了。

  但对于鸬鹚、鹈鹕等鸟类来说,象鼻鱼则很难逃过它们的追捕。由于象鼻鱼需要利用电场的变化来探测周围环境的变化,所以它们自己游动的幅度就不能太大,因为此举容易扰乱电场。久而久之,象鼻鱼的鱼鳍变得比较小,游泳速度也随之变慢。在鸬鹚穷追不舍似的袭击以及鹈鹕们拉大网似的猎捕下,象鼻鱼一般很难逃脱葬身鸟腹的厄运。

  幸运的是,以象鼻鱼“娇小”的体型来说,大中型鸟类并不会对它们产生多少兴趣。

  象鼻鱼属于弱电鱼,它们的放电器官只能释放出微弱的电流,人类无法感知到这么微弱的电流。弱电鱼的电器官一般发射电脉冲或是电波,而象鼻鱼发射的就是大约每秒80次的电脉冲信号。

  虽然我们现在还无法确定象鼻鱼利用电场的很多确切细节,但大致上应该是它们遍布全身的瘤状电感应器中,有一部分用于测量电信号的强度,另外一部分则用于测量电信号的形状。由于电信号强度和形状之间的比率总是恒定的,所以象鼻鱼很可能是利用这两种测量值之间的关系来确定它们的目标。

  科学家们基于对象鼻鱼主动电定位、被动电定位能力以及干扰回避反应的研究,设计出了一种能够在黑暗环境中获得物体的“电子图像”的短程相机。通过这种相机可以对自然物体以及人造物体进行成像;同时,通过分析目标物“电气轮廓”的变化,还可以判断出它是否在移动。

  想象一下,一旦这种技术成熟,战场上的烟雾弹将失去作用。同时,对于我们在视线不明条件下的救灾、灭火、打捞等工作都会带来很大的帮助。

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