2018年11月4日 星期日

鯨鯊(Whale Shark)—海洋的漫游者;海洋中最大的魚類 11-04-2018



鯨鯊(Whale Shark)—海洋的漫游者;海洋中最大的魚類


01. 2017年攝於加拉巴哥群島附近的鯨鯊,體型比一輛大巴士還大。科學家正在檢查置於鯨鯊背鰭的衛星標籤(Satellite Tag),雖然是海中的龐然大物,可是我們對牠的了解還是很有限。


1.  目前為止,記錄到最大體型的鯨鯊是:長12.65公尺,重21.5公噸,鯨鯊是當今海洋中最大的魚類!也是體型最大的鯊魚!

  (12.65公尺比一輛4145人座的遊覽車還長0.65公尺!)



GoPro Awards: Ocean Ramsey and a Whale Shark
(GoPro Awards:美女專業潛水員與鯨鯊)
247秒短片,請網友們比較專業潛水員與鯨鯊體型差異之懸殊!美女潛水員Ocean Ramsey好像游在一輛遊覽車旁邊!




2.  鯨鯊主要生活在熱帶溫帶海域中,壽命可長達100150歲。

3.  「鯨鯊」這個名稱,表示鯨鯊的體型與鯨魚一樣龐大,而且牠們跟許多鬚鯨一樣都是濾食動物,但是牠們是魚類,而不像鯨魚是哺乳動物。

4.  大部分的鯊魚是底棲性的動物(Benthic animal)鯨鯊卻是遠洋性的動物(Pelagic animal),喜歡在海中漫游。所以演化成這種習性,應該是與浮游生物都浮游在海面有關,而鯨鯊是以浮游生物為主食。鯨鯊游動的速度相當的緩慢,大約每小時5公里。


02. 大部分的鯊魚是底棲性的動物(Benthic animal);鯨鯊是遠洋性的動物(Pelagic animal)


5.  鯨鯊不像鬚鯨濾食磷蝦(Krills)鯨鯊主要是濾食浮游生物(Plankton)龐大的鯨鯊之所以能留住細小的浮游生物?是因為牠們的鰓部有一套特殊而精細的過濾裝置。



鯨鯊 211秒的短片,介紹鯨鯊一些不錯的知識。
例如鯨鯊是三種濾食性鯊魚之一,另外兩種分別為巨口鯊與姥鯊。




6.  鯨鯊的攝食方式有點像真空吸塵器,因為牠是把海水大口的吸入口中,再經由鰓將海水排出,而留下浮游生物等當食物。


03.粗線及箭頭表示吸入鯨鯊口腔海水的流向,口腔吸入海水,由鰓部排出。



04. 鯨鯊(Rhinocodon typus)的鰓部是一套複雜而精細的過濾裝置。

鯨鯊的鰓耙(gill rakers)可防止吸入口中的浮游生物逃離;避免異物損傷及鰓;也可幫助氣體交換。

(A)黑色粗線表示鯨鯊口部、鰓部海水流動的方向。

(B)攤平的過濾墊(filter pads),鯨鯊五對鰓中共有5對過濾墊。

(C)放大的網狀過濾網(Reticulated mesh)

(D)放得更大的網狀過濾網

(E)在此圖可見初級鰓耙(R)以及次級鰓耙SR)

(F)將過濾墊橫切,可見三級以及四級鰓耙

鰓耙共分成四級:

初級鰓耙(Primary gill rakers)

次級鰓耙(Secondary gill rakers)

三級鰓耙(Tertiary gill rakers)

四級鰓耙(Quaternary gill rakers)

BC, branchial canopy鰓棚; CTR, connective tissue raphe結締組織中縫;

 F, filaments纖維; GA, gill arch鰓弓; P, filter pad過濾墊;

 R, primary raker初級鰓耙; RM, reticulated mesh網狀過濾網;

SR, secondary raker次級鰓耙.


7.  鯨鯊和大多數鯊魚一樣是卵胎生動物(Ovoviviparous animal)),雌鯨鯊一胎能誕生大約300隻小鯨鯊,剛出生的小鯨鯊體型已有兩英尺(=66公分)長。

註:2002年漁業署通報,當年配額中80尾漁民捕獲的鯨鯊,最大的一尾是台東成功漁港捕獲,體重8,500公斤懷孕的雌鯨鯊,體內具有300尾已經快出生的小鯨鯊,少數仍存活的小鯨鯊個體,分別送到三個水族館飼養,但不久全部都夭折,鯨鯊在大海可活100歲,但因食性特殊,很難在水族館裡養活。

詳見20038月號《科學人》雜誌P.60〈是該罷手了!〉撰文/李家維



20150303中天新聞 鯨鯊不怕生!漁民放下工作和牠自拍





05. 鯨鯊自2008年起,是台灣唯一受到立法保護的海洋魚種。PPt上年齡80歲,體長20公尺,體重35公噸的數據可能看看就好,都很有些奇怪!


8.  鯨鯊有5,鰓裂位於眼睛的後方。身體表面大部分呈藍灰色,腹部則呈白色。每隻鯨鯊身體表面都有獨一無二的白色斑點,專家們可用來辨識不同的個體。


06. 鯨鯊藍灰色的體表上具有白色的斑點(spots),頭部的白色斑點最小,但是最密集,越往尾部斑點的越大,可是分布越稀疏。





07. 每隻鯨鯊身體表面都有獨一無二的白色斑點,專家們可當作身體紋(bodyprint)≒手紋(fingerprint)進行辨識,指認出不同的個體。



08. 測量不同鯨鯊的相同部位(左邊胸鰭附近),就可辨識鯨鯊身體紋的差異性。




Facts: The Whale Shark  (鯨鯊的事實面相)




9.  鯨鯊性情溫馴,從無傷人的紀錄。雖然具有300350個細小的牙齒,可是要咬傷人大概都有困難,因為牠的頷肌已相當退化。


09. 雖然鯨鯊的龐然大口可以將人裝入,但是牠的咽喉直徑只有1520公分之間,連小孩都沒法吞進胃中!


10. 鯨鯊還有一點跟其他鯊魚不同的地方,不曉得網友們注意到沒?一般鯊魚的嘴是位於頭部下方,鯨鯊的嘴巴是位於頭部前方。


10. 錘頭雙髻鯊(Hammerhead shark)的嘴明顯的位於頭部下方。


11. 鯨鯊俗稱「大憨鯊」、「豆腐鯊」,由於以往濫捕嚴重(一些國外文獻都看到這樣的報導:鯨鯊聯合國給台灣的限額是每年100),雖然漁業署自2008年開始全面禁捕,但墾丁海域已超過10年沒有發現到過。2017425日上午潛水愛好者在墾丁合界海域,意外記錄到野生大鯨鯊蹤影,短短10秒影像令人振奮,期盼牠能繼續在台灣的海域漫游。

墾丁喜見野生大鯨鯊 潛友驚呼「近十年首見!」
雖然只是短短10秒鐘的遠距離超短紀錄片,看了還是讓人驚喜!



2018年11月1日 星期四

能產生電流的魚! 11-02-2018



能產生電流的魚!

一、發電的魚

1.  全世界約26,000種的魚類中,只有300500種的魚會產生電流。

2.  又可依照這些魚發電量的多寡區分為:

a.  弱電魚(Weakly electric fish)—尾部的發電器官,大約只能產生1伏特(Volt)的電壓,也就是AA電池2/3的電壓,能產生及感覺電場的存在,也可偵測到地球的磁場,司導航溝通功能。可是電壓太低無法電昏獵物。


01. 象鼻魚(elephant nose fish)為弱電魚的代表例。

藍色部份表示電接受器(electroreceptors)的位置;

淺綠色部分為中樞神經系統的位置;

尾部紅色部分為發電器官的位置。

產生的弱電流靈敏到能分辨,埋在河床淤泥下的昆蟲是死是活!



02. 主要生活於非洲的象鼻魚(elephant nose fish)其中的一種—小口彎象鼻魚。

圖片來源:https://slideplayer.com/slide/6230865/20/images/89/小口彎頜+象鼻魚%28Campylomormyrus+phantasticus%29.jpg

b.  強電魚(Strongly electric fish)— 發電器官產生數百伏特的電壓,用來溝通、導航,還可以擊昏獵物

註:海水中生活的電鰻產生數十伏特的電力,即可擊昏獵物。因為海水中約有3.5%的電解質(主要是氯化鈉=食鹽),導電性很強。需產生數百伏特電力,以擊昏獵物的是淡水電鰻。


03. 電鰻(electric eel,左下圖)、電鰩(electric ray,右圖)及電鯰(electric catfish,左上圖)為強電魚的代表例。

圖中黑色部分是發電器官(electric organ)之位置


3.  直到1970年代,科學家才開始懷疑鯊魚、電鰩可以偵測到微弱電流。如今海洋生物學家已經了解,這種鯊魚、電鰩少數種魚類具有第六覺—電覺(electroreception,可以在視覺、嗅覺、味覺、觸覺與聽覺,都偵測不到獵物的環境,例如污濁的水域、黑暗的海域,甚至藏身沙底,電覺都可以幫助鯊魚、電鰩測得獵物!


04. 鯊魚、電鰩以頭部之羅倫茲壺腹(Ampullae of Lorenzini),偵測獵物肌肉收縮產生的微弱電流,甚至有專家認為能偵測海水溫度變化。



05. 鯊魚羅倫茲壺腹(Ampullae of Lorenzini)的開口—淺藍色小圈圈

以及側線(lateral line)—鮮黃色圈圈,在頭部的分布。




How Do Sharks and Rays Use Electricity to Find Hidden Prey? | Deep Look
(鯊魚和電鰩如何利用電力發現隱藏的獵物?|深入觀察)
350秒的短片,介紹電鰩的羅倫茲壺腹的位置與結構。




4.  能形成電流的魚,肌肉細胞特化成可產生電流的電細胞(Electrocytes),許多電細胞串聯起來,產生一個隨著魚體移動的電場,從電場被外界物體干擾的位置和強度,來判別前進的方向(orientation)和獵物之所在。

5.  電鰻(electric knife fish=electric eel)用產生的電場彼此溝通(communication)

6.  弱電魚(Weakly electric fish) 尾部具有一個電器官(electric organs),產生短暫電波建立電場,魚的頭部是電場的正極(positive pole),尾部是電場的負極(negative pole),外界物體如果干擾了電場,干擾的訊號會被魚的側線(lateral line)之電接受器(electroreceptor)所接收。 


06. 象鼻魚對外界干擾電場的訊號,由位於頭部的兩個開孔(fovea)接收。

上圖植物是良好的導體(Conductor),會影響到象鼻魚形成的電場。

下圖的石頭非導電體(Non-conductor),不會影響到象鼻魚形成的電場。




二、電細胞(Electrocytes)

1.  弱電魚大約只能產生AA電池三分之二的電壓;強電魚大約能產生300800伏特的電壓。雖然產生的電壓相差懸殊,但是產生電的原理相同,都是透過電細胞(Electrocytes)

2.  電細胞用細胞膜上的Na+K+ 幫浦(Sodium-Potassium pump),將3Na+打至細胞外,2K+打入細胞內,建立靜止膜電位(Resting Membrane Potential, RMP)


07. 動物細胞膜上的鈉-鉀幫浦,主動運輸(消耗ATP對抗濃度差的運輸),將3 Na+打到細胞外;兩個K+打入細胞內,建立靜止膜電位。類似形成一個生物電池。

Cytoplasm—細胞質;Extracellular fluid—細胞外液



08. 電細胞的細胞膜外鈉離子濃度高,細胞內鉀離子濃度高,建立靜止膜電位。好像建立了一個生物電池一般,需要的時候就可產生電流。



09. 電鰻具有大約6,000個電細胞(Electrocytes),一個電細胞約產生0.1Volts的電力,6,000個電細胞串聯瞬間同步放電,約可產生6百伏特電壓之電力!




10. 淡水電鰻可瞬間產生數百伏特電壓之電力,足以擊昏大型哺乳動物(人、馬等)




How do fish make electricity? - Eleanor Nelsen
(魚類是如何產生電力?—Eleanor Nelsen)





11. 海水電鰩(electric rays)的發電器官及排列成柱狀之電細胞。


三、強電魚發出的電流,為何不會電昏或電傷自己?

1. 電擊的強度取決於電流通過生物體任何特定區域的流量和時

   間。要使電鰻的肌肉產生痙攣,以200毫安培的電流來說,必

   須持續50毫秒。但電鰻發出的電流只會持續2毫秒。

2.              電鰻所產生的電流,在自己身上,大部份會經過表皮消失到水中;而進入小型獵物體內的電流在比例上則強得多。例如,長度是電鰻1/10的獵物,體積將只有電鰻的1/1000,因此遭到電擊的是電鰻身旁的小動物,而不是電鰻自己。

3.              基因表現特殊的蛋白質保護魚體避免被電傷。



但是以上所陳述的理由要嘛是推測(3.),要嘛有點與事實不符(2.)
電鰻成體長可達2.4公尺,重23公斤,但牠不是正方形而是長條形。體積不能用正方形的算法來計算?
結論:為何電鰻不會電傷自己?目前仍是自然界的一個謎!