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海洋游泳生物

在水层中能克服水流阻力、自由游动的海洋生物。它们都具有发达的运动器官,是海洋生物的一个生态类群。1891年德国学者 E. H.哈克尔首先使用“游泳生物(Nekton)”一词。Nekton一词来自希腊文νηκτοs,意即游泳。

研究简史 对游泳生物各个门类形态、分类的研究早已进行,但把游泳生物作为一个生态类群进行研究,则是在哈克尔之后。1912年和1916年,奥地利O.阿贝尔分别在关于脊椎动物和头足类的著作中,第一次把隶属不同门类、具有不同体型、但在行动上有一定趋向性的水生生物归并为游泳生物20世纪30年代以后,对海洋游泳生物的形态功能、生物力学以及生物声学等方面进行了许多研究。70年代以来,苏联..阿里夫《游泳生物》等专著的出版,许多新技术的应用,使海洋游泳生物的研究进入新的阶段。
 种类组成 由海洋鱼类和海洋哺乳动物、头足类和甲壳类的一些种类,以及爬行类和鸟类的少数种类组成。其中,海洋鱼类中的硬骨鱼纲、海洋哺乳类、头足纲中的鞘亚纲等的大多数种类,都是游泳生物。(见彩图海洋湍流)。

 

鱼类、甲壳类、头足类等游泳生物,它们的整个演化过程都在海洋环境中进行,故属于原水生生物。海洋哺乳类由于其祖先在陆地上生活了相当长的时期,后来重返海洋的,因而属于次水生生物。
    对游泳生活的适应 海洋游泳生物除了具有发达的运动器官、平衡器官、肌肉系统、神经系统、视觉以及适应不同生境的各种形态结构外,还具备一些特殊的适应性功能和习性。例如,生活于外海的多数种类,鲐、金枪鱼、海豚等,均具有典型的流线型体型,以减少水流阻力,敏捷地快速游动。飞鱼具有极发达的胸鳍,可离开水面腾空滑翔,一般滑翔时间不超过 2秒,滑翔距离约50米,有时滑翔时间可达15秒,距离可达400米以上。

海豚具有很厚且富有弹性的表皮,真皮中有许多小嵴,嵴间充满液体。所以,海豚能适应水流的压力变化,消除湍流,接近片流的境界,高速前进。头足类在遇到敌害时,能放出体内墨囊中的黑汁,使周围的海水变黑,借以掩护逃脱。蓝须鲸的上颚两侧长了两排有过滤功能的筛状板须,使它能摄食大量饵料,一尾长33米、重 190吨的蓝须鲸,以磷虾(一般体长4~6厘米,体重0.7~1.5克)为食,日摄食量高达4~5吨。鲸类具有能很好地接受和传递信息的器官,有一套极灵敏的探测系统,即“声呐”,因而具有回声定位和导航的能力。

一些游泳生物对深海的生活具有特殊的适应功能。在深海生活的鱼类、游泳头足类和甲壳类都有发光器,可在无光的深海处进行照明,以捕获食物,或迷惑捕食者以逃脱敌害。有的种类,具有特大的嘴、富有弹性的颌、令人生畏的牙齿及其可扩大的胃,以有效地捕捉出现在眼前的食物,吞食比自身更为粗大的食物。有的种类个体小(长度小于15厘米),或体重很轻(如一尾长1.5米的大鱼,体重仅1.8公斤),或骨骼骨化程度很差和肌肉松弛似胶状,使基础代谢的需要量减少到仅够维持捕食的能力,以尽量降低对食物和能量的需要,适应饵料贫乏的深海环境。雌雄结对生活也是深海游泳生物保证获得有效配偶的一种方法,例如生活于1500~2000米的角(Ceratias holbolli),雄鱼附着于雌鱼身上,成为附生生物”。

游泳生物生活于不同的生境中,对水流阻力的适应能力各不相同。据此,可分为4个类群:

底栖性游泳生物 主要生活于海洋底层,游泳能力较低。如灰鲸属(Eschrichtius)、儒艮属(Duon)、鲽形目(Pleuronectiformes)的种类及一些深海对虾类。
 浮游性游泳生物 运动能力较差,雷诺数(Re=密度×速度×长度/粘性)小 (5.0×10)。如灯笼鱼科(Myctophidae)、星光鱼科(Sternoptychidae)的种类。
 真游泳生物 生活于广大的海洋水层中,游泳能力强,速度快,雷诺数大(Re>10)(见海洋湍流)。如大王乌贼科 (Architeuthidae)、鲭亚目(Scombroidei)、须鲸科(Balaenopteridae)的种类。

陆缘游泳生物 常出现于海岸沙滩、 岩石、 冰层或浅海等处。 如海龟总科(Chelonioidea)、 企鹅目(Sphenisciformes)、 鳍脚目(Pinnipedia)、海牛属(Trichechus)的种类。
 运动方式主要有以下几种:①由于肌节的交替伸缩,加上鳍等的配合向前游动,如大多数鱼类和鲸类。②杠杆运动方式,如甲壳类的对虾,依靠其附肢起桨的作用运动。③反射运动方式,如头足类的章鱼,其腹部有一个特别的外套腔,水从外套腔中通过一个称为“漏斗”的运动器官,向外间歇地喷出,推动身体向相反方向快速运动。某些鱼类利用呼吸时从鳃孔中喷出水流来运动,与头足类有些类似,但这在鱼类中只起辅助作用。
 分布与洄游 分布 游泳生物分布极广,从两极到赤道各海域都有。只是在一些水化学成分极为特殊的海域,如含有硫化氢的黑海深层,没有游泳动物。一般说来,在热带和亚热带海域(平均水温12C以上)鱼类的种数很多,而每个种的个体数量则较少;在温带水域种数较少,但某些种的个体数量却非常之多。如邻近中国的南海北部已知鱼的种类为1000余种,而黄海和渤海仅有 300种左右;南海的经济鱼类中,年产量在万吨以上的很少,而黄海、渤海、东海的小黄鱼和大黄鱼及太平洋鲱等,年产量可高达10万吨以上。

 游泳生物在水体中的分布,取决于各个种的生态习性。海洋底栖性游泳生物的分布范围,从沿岸到数千米深处,如科(Lophiidae)的种类,最深可达8000米处。浮游性游泳生物和真游泳生物分布于沿岸带至远洋区,从表层到深海,有的可达最深海区;其中用肺呼吸的真游泳生物(即海洋哺乳类),多分布于1000米以上的水层,潜水的下限是2000米。陆缘游泳生物主要分布在100米以上的水层,某些广深性种,如威德尔海豹(Lepto-nychotes weddelli)可潜入至600米的深水层。

 洄游 海洋游泳生物的许多种类,均有定向的周期性运动现象,称为洄游。通过洄游,完成其生活史中的一些重要环节,如繁殖发育、索饵生长、越冬等,据此分为产卵洄游、索饵洄游和越冬洄游。在多数情况下,这3种洄游构成游泳生物生命过程中3个相互联系的主要环节,也是游泳生物在性成熟后年生活周期中的 3个主要阶段。

 ①  产卵洄游。在性腺成熟后、产卵季节之前,一些游泳生物往往集合成群,沿着一定路线,向一定方向作急速洄游,到达产卵场后进行产卵。根据产卵场地的不同,又可分为3种情况:(i)由外海游向近岸浅海。如中国北方海域的对虾、小黄鱼、鲐、鲅鱼等,每年春季从黄海南部或东海外海的越冬区,游到黄海北部和渤海湾内产卵。(ii)溯河洄游。如鲥鱼、鲟鱼、大麻哈鱼等种类,在生殖期间从大海游向江河,溯河而上,到适宜的产卵场产卵。太平洋大麻哈鱼的洄游距离可达1600公里。(iii)降海洄游。如生长于河川的鳗鲡,性成熟后向河口移动,聚成大群,游向深海进行生殖。

 ②  索饵洄游。为寻找或追逐饵料所进行的洄游。产卵后的亲体群和性未成熟前的群体,表现得较为明显。如鲸冬季在温带水域生殖、越冬,到了夏季游向南大洋或北冰洋索饵。

 ③  越冬洄游。亦称季节洄游,主要是暖水性游泳生物的习性。一般是在晚秋和初冬,水温下降时,暖水性游泳生物集群游至适于过冬的海区。如黄海和渤海区的小黄鱼总是游向济州岛附近越冬,该海区底层水温大致为13°C。

 游泳生物在洄游途中及到达产卵场和越冬场时,往往密集成群。因而,此时是渔业生产的良好季节。游泳生物的洄游习性,早已为人们所认识,但产生洄游的原因和机制迄今不明。为了更合理地开发利用海洋游泳生物资源,查明洄游的原因和机制具有重要意义。




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