日本綜合研究大學院大學先導科學研究科的德永壯真(博士生)、綜合研究大學院大學綜合進化科學研究中心的渡邊佑基教授、長崎大學、一般財團法人沖繩美島財團、臺灣農業部水產試驗場組成的研究團隊於9月25日宣佈,通過在臺灣東南部海域捕獲的尖吻鯖鯊身上安裝可測量水溫、體溫、深度等數據的記錄器並將其放歸大海(即生物標記技術),發現其體溫上升速度比體溫下降速度快10倍以上。研究證實,偏好溫暖海域的尖吻鯖鯊可根據環境情況靈活調節體溫。據稱,這種卓越的體溫調節能力有助於提升其在獵物豐富的寒冷深海中的捕食效率。相關成果已發表在期刊《Journal of Animal Ecology》的8月29日刊上。
圖1安裝了行為記錄器的尖吻鯖鯊。© Zola Chen(供圖:綜合研究大學院大學)
圖2 從尖吻鯖鯊身上獲取的深度、水溫和體溫數據。通過數據可知其在寒冷深海中體溫緩慢下降,在溫暖海面體溫則快速上升。(供圖:綜合研究大學院大學)
大多數魚類屬於變溫動物,體溫依賴於周圍水溫,但金槍魚、旗魚,以及部分大白鯊和尖吻鯖鯊等鯊魚具有能將身體核心部位的溫度維持在高於周圍水溫水平的「部分內溫性」特性。一般認為,「部分內溫性」具有幫助魚類擴大在寒冷海域的棲息範圍等生存優勢。
另一方面,尖吻鯖鯊和大眼金槍魚等偏好溫暖海域,對於部分物種而言,「部分內溫性」的具體優勢此前一直不明確。
此次研究團隊採用在動物身上安裝行為記錄器的生物標記技術對尖吻鯖鯊進行了研究。
結果顯示,當尖吻鯖鯊在寒冷深海與溫暖海面之間往返時,其體溫在深海中緩慢下降,在海面則快速上升。這表明尖吻鯖鯊能在深海中減少體溫流失,而在海面則主動吸收熱量。其體溫上升速度比下降快10倍以上,與大眼金槍魚水平相當,遠超其他魚類。
研究認為,由於深海區域獵物豐富,尖吻鯖鯊通過延緩體溫下降速度延長在深海的滯留時間,浮到海面後則快速恢復體溫,隨後又能迅速潛入深海,從而提升了潛水捕食的效率。
此外,研究團隊還從其中一條尖吻鯖鯊身上記錄到了特殊的體溫變化。其在海面快速恢復體溫後,繼續停留在海面讓體溫進一步升高,並在體溫超過海面水溫時潛入深海。這可能是預見即將要潛入寒冷深海,在下潛前將體溫提升至超過海面水溫的一種「潛水前準備」。
這一發現顛覆了以往認為保持體溫和適應寒冷海域是「部分內溫性」優勢的理解,有望成為解開具有「部分內溫性」的魚類在全球海洋中繁衍興盛之謎的關鍵線索。
記錄器的回收「難度高」
德永表示:「雖然‘測量鯊魚體溫’聽起來是一項簡單的研究,但背後耗費了大量精力。其中最為困難的是回收從鯊魚身上脫落的記錄器。臺灣東側海域有黑潮流經,記錄器一旦浮上海面,就會被黑潮快速衝到北方。我們與當地的合作研究者反復推敲方案,有時甚至需要開車向北提前趕到記錄器可能漂流到的區域,經過反復嘗試終於成功回收了記錄器。如今能將這些成果以論文形式發表,我感到非常高興。在此,向所有支持這項研究的人士致以誠摯的感謝。」
原文:《科學新聞》
翻譯:JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
期刊:Journal of Animal Ecology
論文:Enhanced thermoregulation abilities of shortfin mako sharks as the key adaptive significance of regional endothermy in fishes
DOI:doi.org/10.1111/1365-2656.70116

