在寒冷的冬天,等湖面結(jié)了冰,魚(yú)是不是就會(huì)在冰底下“冬眠”,一直睡到春天呢?
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很多人的這種直覺(jué)方向是“對(duì)”,但更準(zhǔn)確的答案是:大多數(shù)湖魚(yú)在湖面被冰封之后,并不會(huì)像熊那樣真正地冬眠,而是會(huì)切換到了一種行動(dòng)變慢、活動(dòng)減少、吃得也更少的“低功耗模式”。
要理解它們?cè)趺催^(guò)冬,得先知道湖水在冬天發(fā)生了什么。湖面結(jié)冰,可不意味著整個(gè)湖都凍成了冰坨。這背后有個(gè)關(guān)鍵:水在 4℃ 左右時(shí)密度最大。這個(gè)物理特性,直接導(dǎo)演了冬天湖水的“分層大戲”。
當(dāng)天氣變冷,湖面水溫首先下降。如果水溫還在4℃以上,降溫會(huì)讓表層水密度變大,沉下去,底下較暖的水升上來(lái),這樣上下水體就能對(duì)流、混勻。可一旦表層水溫降到4℃以下,奇妙的變化就發(fā)生了:水在0-4℃之間,反而會(huì)“熱縮冷脹”,溫度越低,密度越小。這時(shí)候,冰冷的表層水就不再下沉了,上下對(duì)流基本停止。于是,表層水繼續(xù)降溫到0℃結(jié)冰,冰浮在上面;而冰層之下,深處的水體失去了對(duì)流的降溫途徑,就會(huì)相對(duì)穩(wěn)定地保持在4℃左右。這樣就形成了一個(gè)“上冰下暖”的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),冰層像一床大棉被,而4℃的深水區(qū),就成了魚(yú)類(lèi)過(guò)冬的“水下避難所”
魚(yú)是變溫動(dòng)物,體溫隨著水溫走。水溫一降,它們的新陳代謝、消化、活動(dòng)速度都會(huì)跟著“降檔”。所以很多魚(yú)會(huì)聚集到更深、更穩(wěn)定的水層,或躲在水草、石塊附近,盡量不動(dòng),減少消耗——這不是在沉睡,而是生理和行為共同進(jìn)入的一種“省電”狀態(tài)。
當(dāng)然,不同魚(yú)類(lèi)的“過(guò)冬策略”差別很大。有些魚(yú),比如一些鮭魚(yú)、鱒魚(yú),本就適應(yīng)冷水,冬天還能保持一定的活躍度;而另一些更喜歡溫暖環(huán)境的魚(yú),比如很多鯉魚(yú)、鱸魚(yú),天一冷就變得懶洋洋的,幾乎貼著水底,很少進(jìn)食。
寒冷的冬季還會(huì)給魚(yú)類(lèi)帶來(lái)另外一個(gè)致命威脅,那就是缺氧。冰層像蓋子一樣封住了湖面,阻斷了水體與空氣的氣體交換。如果冰上再蓋著厚厚的雪,陽(yáng)光透不進(jìn)來(lái),水里的植物和藻類(lèi)光合作用減弱,產(chǎn)氧量下降;同時(shí),湖底有機(jī)物的分解卻在持續(xù)消耗氧氣。在一些水淺、營(yíng)養(yǎng)過(guò)剩或水草茂密的湖泊里,就可能發(fā)生“冬季缺氧”,嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?dǎo)致魚(yú)類(lèi)大量死亡。
但生命總有令人驚嘆的智慧。像鯽魚(yú)、金魚(yú)這類(lèi)鯉科魚(yú),就演化出了驚人的耐缺氧本領(lǐng)。在極端缺氧甚至無(wú)氧的環(huán)境下,它們能通過(guò)一套特殊的代謝途徑,把代謝終產(chǎn)物轉(zhuǎn)化成乙醇(也就是酒精),再排出體外,從而扛過(guò)漫長(zhǎng)的封冰期。這聽(tīng)起來(lái)很像是科幻情節(jié),但確實(shí)是真實(shí)存在的生存奇跡。
我是李旭,陪您解讀科學(xué)奧秘。
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