海洋游泳生物

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更新時間: 2013-09-05

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海洋游泳生物是在水層中能克服水流阻力、自由遊動的海洋生物。它們都具有發達的運動器官,是海洋生物的一個生態類群。1891年德國學者 E. H.哈克爾首先使用「游泳生物(Nekton)」一詞。Nekton一詞來自希臘文νηκτοs,意即游泳。

海洋游泳生物 -海洋游泳生物

 

海洋游泳生物 -正文
  在水層中能克服水流阻力、自由遊動的海洋生物。它們都具有發達的運動器官,是海洋生物的一個生態類群。1891年德國學者 E. H.哈克爾首先使用「游泳生物(Nekton)」一詞。Nekton一詞來自希臘文νηκτοs,意即游泳。
  研究簡史  對游泳生物各個門類形態、分類的研究早已進行,但把游泳生物作為一個生態類群進行研究,則是在哈克爾之後。1912年和1916年,奧地利O.阿貝爾分別在關於脊椎動物和頭足類的著作中,第一次把隸屬不同門類、具有不同體型、但在行動上有一定趨向性的水生生物歸併為游泳生物。20世紀30年代以後,對海洋游泳生物的形態功能、生物力學以及生物聲學等方面進行了許多研究。70年代以來,蘇聯Ю.Г.阿里夫《游泳生物》等專著的出版,許多新技術的應用,使海洋游泳生物的研究進入新的階段。
  種類組成  由海洋魚類和海洋哺乳動物、頭足類和甲殼類的一些種類,以及爬行類和鳥類的少數種類組成。其中,海洋魚類中的硬骨魚綱、海洋哺乳類、頭足綱中的鞘亞綱等的大多數種類,都是游泳生物。(見彩圖)

  

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  魚類、甲殼類、頭足類等游泳生物,它們的整個演化過程都在海洋環境中進行,故屬於原水生生物。海洋哺乳類由於其祖先在陸地上生活了相當長的時期,後來重返海洋的,因而屬於次水生生物。
  對游泳生活的適應  海洋游泳生物除了具有發達的運動器官、平衡器官、肌肉系統、神經系統、視覺以及適應不同生境的各種形態結構外,還具備一些特殊的適應性功能和習性。例如,生活於外海的多數種類,鮐、金槍魚、海豚等,均具有典型的流線型體型,以減少水流阻力,敏捷地快速遊動。飛魚具有極發達的胸鰭,可離開水面騰空滑翔,一般滑翔時間不超過 2秒,滑翔距離約50米,有時滑翔時間可達15秒,距離可達400米以上(圖1)。海豚具有很厚且富有彈性的表皮,真皮中有許多小嵴,嵴間充滿液體。所以,海豚能適應水流的壓力變化,消除湍流,接近片流的境界,高速前進。頭足類在遇到敵害時,能放出體內墨囊中的黑汁,使周圍的海水變黑,藉以掩護逃脫。藍鬚鯨的上顎兩側長了兩排有過濾功能的篩狀板須,使它能攝食大量餌料,一尾長33米、重 190噸的藍鬚鯨,以磷蝦(一般體長4~6厘米,體重0.7~1.5克)為食,日攝食量高達4~5噸。鯨類具有能很好地接受和傳遞信息的器官,有一套極靈敏的探測系統,即「聲吶」,因而具有回聲定位和導航的能力。

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  一些游泳生物對深海的生活具有特殊的適應功能。在深海生活的魚類、游泳頭足類和甲殼類都有發光器,可在無光的深海處進行照明,以捕獲食物,或迷惑捕食者以逃脫敵害。有的種類,具有特大的嘴、富有彈性的頜、令人生畏的牙齒及其可擴大的胃,以有效地捕捉出現在眼前的食物,吞食比自身更為粗大的食物。有的種類個體小(長度小於15厘米),或體重很輕(如一尾長1.5米的大魚,體重僅1.8公斤),或骨骼骨化程度很差和肌肉鬆弛似膠狀,使基礎代謝的需要量減少到僅夠維持捕食的能力,以盡量降低對食物和能量的需要,適應餌料貧乏的深海環境(圖2)。雌雄結對生活也是深海游泳生物保證獲得有效配偶的一種方法,例如生活於1500~2000米的角(Ceratias holbolli),雄魚附著於雌魚身上,成為「附生生物」(圖3)。

 

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  游泳生物生活於不同的生境中,對水流阻力的適應能力各不相同。據此,可分為4個類群:
  底棲性游泳生物  主要生活于海洋底層,游泳能力較低。如灰鯨屬(Eschrichtius)、儒艮屬(dugong)、鰈形目(Pleuronectiformes)的種類及一些深海對蝦類。
  浮遊性游泳生物  運動能力較差,雷諾數(Re=密度×速度×長度/粘性)小 (5.0×1035)。如燈籠魚科(Myctophidae)、星光魚科(Sternoptychidae)的種類。
  真游泳生物  生活於廣大的海洋水層中,游泳能力強,速度快,雷諾數大(Re>105)(見海洋湍流)。如大王烏賊科 (Architeuthidae)、鯖亞目(Scombroidei)、鬚鯨科(Balaenopteridae)的種類。
  陸緣游泳生物  常出現於海岸沙灘、 岩石、 冰層或淺海等處。 如海龜總科(Chelonioidea)、 企鵝目(Sphenisciformes)、 鰭腳目(Pinnipedia)、海牛屬(Trichechus)的種類。
  運動方式主要有以下幾種:①由於肌節的交替伸縮,加上鰭等的配合向前遊動,如大多數魚類和鯨類。②槓桿運動方式,如甲殼類的對蝦,依靠其附肢起槳的作用運動。③反射運動方式,如頭足類的章魚,其腹部有一個特別的外套腔,水從外套腔中通過一個稱為「漏斗」的運動器官,向外間歇地噴出,推動身體向相反方向快速運動。某些魚類利用呼吸時從鰓孔中噴出水流來運動,與頭足類有些類似,但這在魚類中只起輔助作用。
  分佈與洄遊  分佈  游泳生物分佈極廣,從兩極到赤道各海域都有。只是在一些水化學成分極為特殊的海域,如含有硫化氫的黑海深層,沒有游泳動物。一般說來,在熱帶和亞熱帶海域(平均水溫12°C以上)魚類的種數很多,而每個種的個體數量則較少;在溫帶水域種數較少,但某些種的個體數量卻非常之多。如鄰近中國的南海北部已知魚的種類為1000餘種,而黃海和渤海僅有 300種左右;南海的經濟魚類中,年產量在萬噸以上的很少,而黃海、渤海、東海的小黃魚和大黃魚及太平洋鯡等,年產量可高達10萬噸以上。
  游泳生物在水體中的分佈,取決於各個種的生態習性。海洋底棲性游泳生物的分佈範圍,從沿岸到數千米深處,如科(Lophiidae)的種類,最深可達8000米處。浮遊性游泳生物和真游泳生物分佈於沿岸帶至遠洋區,從表層到深海,有的可達最深海區;其中用肺呼吸的真游泳生物(即海洋哺乳類),多分佈於1000米以上的水層,潛水的下限是2000米。陸緣游泳生物主要分佈在100米以上的水層,某些廣深性種,如威德爾海豹(Lepto-nychotes weddelli)可潛入至600米的深水層。
  洄遊  海洋游泳生物的許多種類,均有定向的周期性運動現象,稱為洄遊。通過洄遊,完成其生活史中的一些重要環節,如繁殖發育、索餌生長、越冬等,據此分為產卵洄游、索餌洄遊和越冬洄遊。在多數情況下,這3種洄遊構成游泳生物生命過程中3個相互聯繫的主要環節,也是游泳生物在性成熟後年生活周期中的 3個主要階段。
  ① 產卵洄游。在性腺成熟后、產卵季節之前,一些游泳生物往往集合成群,沿著一定路線,向一定方向作急速洄遊,到達產卵場後進行產卵。根據產卵場地的不同,又可分為3種情況:(i)由外海游向近岸淺海。如中國北方海域的對蝦、小黃魚、鮐、鮁魚等,每年春季從黃海南部或東海外海的越冬區,游到黃海北部和渤海灣內產卵。(ii)溯河洄遊。如鰣魚、鱘魚、大麻哈魚等種類,在生殖期間從大海游向江河,溯河而上,到適宜的產卵場產卵。太平洋大麻哈魚的洄遊距離可達1600公里。(iii)降海洄遊。如生長於河川的鰻鱺,性成熟後向河口移動,聚成大群,游向深海進行生殖。
  ② 索餌洄遊。為尋找或追逐餌料所進行的洄遊。產卵后的親體群和性未成熟前的群體,表現得較為明顯。如鯨冬季在溫帶水域生殖、越冬,到了夏季游向南大洋或北冰洋索餌。
  ③ 越冬洄遊。亦稱季節洄遊,主要是暖水性游泳生物的習性。一般是在晚秋和初冬,水溫下降時,暖水性游泳生物集群游至適於過冬的海區。如黃海和渤海區的小黃魚總是游向濟州島附近越冬,該海區底層水溫大致為13°C。
  游泳生物在洄遊途中及到達產卵場和越冬場時,往往密集成群。因而,此時是漁業生產的良好季節。游泳生物的洄遊習性,早已為人們所認識,但產生洄遊的原因和機制迄今不明。為了更合理地開發利用海洋游泳生物資源,查明洄遊的原因和機制具有重要意義。

 

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