双髻鲨在深海捕猎时屏住呼吸以保暖

扇贝双髻鲨在深潜到冷水中捕食深海鱿鱼等猎物时会屏住呼吸以保持身体温暖。这一发现今天由夏威夷大学马诺阿分校的研究人员发表在《科学》杂志上，为了解作为深水和浅水栖息地之间重要联系的物种的生理学和生态学提供了重要的新见解。

“这完全是一个惊喜!” UH Mānoa海洋与地球科学与技术学院夏威夷海洋生物学研究所(HIMB)鲨鱼研究小组的主要作者兼研究员 Mark Royer 说。“鲨鱼像潜水海洋哺乳动物一样屏住呼吸捕食，这是出乎意料的。这是一种不可思议的动物的非凡行为。”

鲨鱼鳃是天然的散热器，如果扇贝双髻鲨在深潜到冷水中时不闭合鳃裂，它会迅速冷却血液、肌肉和器官。这些鲨鱼是温水动物，但在海水温度与阿拉斯加科迪亚克(约 5ºC/40ºF)相似的深处觅食，但它们需要保持身体温暖才能有效捕猎。

“虽然很明显呼吸空气的海洋哺乳动物在潜水时屏住呼吸，但我们没想到会看到鲨鱼表现出类似的行为，”Royer 说。“这种以前未被观察到的行为表明，扇贝双髻鲨的进食策略与领航鲸等一些海洋哺乳动物的进食策略大体相似。两者都已经进化为利用深居猎物，并通过屏住呼吸在短时间内进入这些具有挑战性的环境来实现这一目标。”

研究小组通过为深潜双髻鲨配备同时测量其肌肉温度、深度、身体方向和活动水平的装置，发现了这一意想不到的现象。他们发现他们的肌肉在潜入深冷水中的过程中一直保持温暖，但随着鲨鱼在每次潜水结束时接近水面而突然变冷。计算机模型表明，锤头鲨在这些深潜到冷水中的过程中，必须防止鳃的热量散失，以保持身体温暖。

此外，一段扇贝双髻鲨在 1,044 米(超过 3,400 英尺)深度的海床上游泳的视频显示它的鳃裂紧闭，而来自地表水的类似图像显示这些鲨鱼游泳时鳃裂张开。扇贝双髻鲨在每次潜水结束时接近水面时肌肉温度突然降温，这表明它们在相对凉爽的水中张开鳃缝以恢复呼吸。

“屏住呼吸让扇贝双髻鲨保持温暖，但也会切断它们的氧气供应，”罗耶说。“因此，尽管这些鲨鱼平均屏住呼吸 17 分钟，但它们在极深的潜水底部平均只停留 4 分钟，然后迅速返回温暖、氧气充足的表层水域，在那里恢复呼吸。”

Royer 说：“这一发现从根本上加深了我们对扇贝双髻鲨如何能够潜入很深的深度并承受寒冷的温度以捕获猎物的理解。” “它还展示了双髻鲨为了成功觅食必须达到的微妙生理平衡。”

扇贝双髻鲨在夏威夷未被列为受威胁物种，但由于过度捕捞、兼捕和苗圃栖息地丧失，在世界其他地区处于区域性濒危状态。

“这种对扇贝双髻鲨生理学和生态学的新的和详细的理解通过揭示与不断变化的海洋条件或未来人类对这些深海觅食栖息地的开发相关的潜在脆弱性，例如深海采矿或大型- 在中远洋“暮光区”进行大规模捕鱼，这两者都可能使这些鲨鱼更难或更危险地捕食它们的天然猎物，”Royer 说。“这种非凡的生理壮举使扇贝双髻鲨能够将其生态位扩展到深海，这很可能使它们容易受到额外的人类影响。”