企鹅告诉我的物理故事
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金枪鱼的速度很快

我正在进行的几个我比较感兴趣的研究课题之一,就是海洋动物以多快的速度进行游动。详细情况我想放在第二章再讲。总之,这样朴素的问题其实没有人了解,尤其是在游泳速度的背后所包含的物理机制和生物进化这些主题,还有很多尚未解决的不可思议的谜团。

我当前在进行的是,利用生物记录测定的各种鱼类的平均游速的比较研究。数据中有我自己设定的测量值,也有从文献当中参考来的数值。这两者皆可。

根据这样收集来的数据显示,体重为250千克的大型金枪鱼,游动时的平均时速为7公里。乍一看这速度似乎并没有多快,但在流体阻力巨大的水中,可以算是非常快的速度了。实际上,这个数值可以与电影《大白鲨》中有名的噬人鲨的游速并驾齐驱,是所有鱼类当中最快的纪录。为了进行比较,以我自己在夏威夷海域中测到的鼬鲨(一种大型凶猛的鲨鱼)为例,它的平均游速仅为时速2.5公里。

为什么金枪鱼和噬人鲨能够游得这么快呢?

我们姑且先把噬人鲨放在一边,一会儿再说。

与其他众多的鱼类相比,金枪鱼这类鱼拥有一个根本性的生理差异。这个差异就是,金枪鱼的体温比较高。虽然品种和大小有所差异,但金枪鱼一族的体温通常都保持着比周围水温高10℃左右的状态。这是由于它们的血管和肌肉的配置比较特殊,因尾鳍的往复运动而产生的热能可以积蓄在体内所导致的。

鼬鲨

鱼类属于变温动物,在常识当中,它们的体温通常都和周围的水温保持一致。但要知道,其中也有像金枪鱼这样的例外。

总而言之,体温高使得肌肉的灵活性得以提高,这让金枪鱼尾鳍的摆动速度也得以加强。而尾鳍的摆动速度直接关系到它们的游泳速度,因此与其他鱼类相比,金枪鱼的游动速度更快,持续性也更强。而游速快的话,也就能在一定的时间内完成惊人的长途洄游了。比如,想要横渡东西延伸8000公里的太平洋,时速2.5公里的鼬鲨,计算下来单程也需要133天左右。而换作时速7公里的太平洋蓝鳍金枪鱼的话,大约48天就能做到。而实际上,鱼类游动时并不是像箭一样直冲目标而去,而是会呈现水平或垂直方向的徘徊,因此花费的时间会更长一些。

因此,将太平洋蓝鳍金枪鱼横渡太平洋变为可能的,就是它们作为鱼类来讲极其罕见的高体温。

那么最后的问题是,为什么太平洋蓝鳍金枪鱼要横渡太平洋呢?

正如前面在介绍信天翁时所说的,在地球的东西方向上,无论怎么移动都不会有气候带上的改变。因此,不要期待这能像南北方向的移动那样,有缓和季节更替的效果。而且,这和信天翁环绕地球一周不同,太平洋蓝鳍金枪鱼似乎也不是为了觅食。如果是为了寻求好的食物猎场,那太平洋蓝鳍金枪鱼留在黑潮与亲潮交汇的日本太平洋沿岸,或者是寒流流经的加利福尼亚沿岸会更好吧。

所以,尚且无从得知太平洋蓝鳍金枪鱼为什么要横渡太平洋。而不可思议的是,在大西洋中生存的大西洋蓝鳍金枪鱼,也会像这样花费几个月的时间横渡大西洋。