【海洋之谜】揭秘鲨鱼的前世今生

那是大约4亿年前的事了，地球正处在地质上的奥陶纪到志留纪，海洋广布，珊瑚礁林立，气候炎热干燥，整个地球上的造山运动十分强烈。就在这种海洋环境中，从脊索动物中逐渐演化出更高等的脊椎动物，鱼类包括最原始的鲨鱼——古鲨出现了。于是，鲨鱼的前世、当今鲨鱼的老祖宗游弋在海洋中，开始了漫长的生命之旅。

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古璇齿鲨

- e* c9 h" Y! }" Q) P# h前世古鲨
+ d" H: s& B4 M  X4 N) i" M, Z我们的祖先很早就认识了鲨鱼。战国时的《山海经》中就有关于“鲛”的记载。李时珍在《本草纲目·鳞四·鲛鱼》中注解说“古曰鲛，今曰鲨，是一类而有数种也，东南近海诸郡皆有之”，“皮皆有沙，如珍珠斑”。这种描绘相当准确。顾名思义，鲨鱼的主要特征之一便是皮肤上带有齿状鳞片，叫做皮齿，如同砂纸一般。
当然，三四亿年前的鲨鱼与它们的现代同类有很多差异。比如，古鲨的嘴和鼻突为圆形，今天的鲨鱼则是尖嘴和尖鼻突；古鲨的牙齿平滑、有的无法再生，如今的鲨鱼牙齿呈锯齿状、定期脱落更新；古鲨的大脑远较现代的小、背鳍也不如现代的柔韧灵活等等。
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裂口鲨

$ [4 G0 N! [6 A8 E% f目前已知的最古老鲨鱼是一种裂口鲨，其化石发现于美国俄亥俄州的古生代地层中。体长2米，背刺前长有2个背鳍，尾形对称但骨骼不对称，牙齿呈磨平状，距今约4亿年。迄今发现最多的鲨鱼化石则是巨齿鲨和大白鲨的牙齿和脊椎。
大白鲨是当今世界上体型最大的鲨鱼之一，也是海洋中的“霸主”。但是，在大白鲨之前，海洋中曾经有过远较大白鲨更为“霸气”的“巨无霸”——巨齿鲨、史前鲭鲨和喜穴鲨。
0 b2 A6 Q1 F* S. u/ T3 E* k巨齿鲨出现于何年何月已无法考证。但可以肯定的是，它们灭绝于距今250万年至200万年之间。目前发现其牙齿化石的最大倾斜长度为19.4厘米，因此被命名为巨齿鲨。其体型巨大，牙齿带有锯齿纹，中间带有珐琅带。根据最近几年的研究，有的科学家认为巨齿鲨是大白鲨的近亲，但对该说法的质疑不断。

                               
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巨齿鲨

  ]. r0 \: p0 e% b研究表明，喜穴鲨与巨齿鲨可能源自同一祖先，历经数千万年，演变为独立的两支。喜穴鲨成年个体长达八九米，分布数量较少。
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史前鲭鲨

( l% K% c) E: L/ B. q+ B1 o史前鲭鲨出现于中新世早期，牙齿窄小，这表示它们那时的体型并不大。但到了中新世中期以后，史前鲭鲨中某些个体的牙齿迅速变得宽大并且边缘开始出现锯齿，这就意味着其体型也迅速变大。一般认为，史前鲭鲨和大白鲨均由5000万年前始新世时期的同一种鲨鱼(Isurus Precursor)进化而来。
带有锯齿纹的牙齿更为锋利，有利于以较小的能量切开并撕碎猎物。因此，到了上新世时期，史前鲭鲨中的这些个体终于演化成现今的大白鲨。大白鲨是温血动物，速度快，勇于与幼巨齿鲨争夺鲸、豚等鳍脚类食物。幼巨齿鲨不是大白鲨的对手，难以长大成“人”，因而巨齿鲨最终灭绝。大白鲨从而成为海洋中的新“霸主”。
总的来说，鲨鱼的进化主要体现在牙齿的形状、尺寸和可否更换上，至多还包括体型的大小。除此以外，鲨鱼与它们的远古祖先并无太大变化。换句话说，鲨鱼早已较好地适应了周围环境，其随后的进化策略便是以不变应万变。
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  S3 j& ~. ?" b家族庞大
上面只是简要地叙述了最主要的几种鲨鱼的进化。其实鲨鱼家族十分庞大，“户口本”上登记的种类实在很多，很难一一说清其来龙去脉。古鲨有2000多种，幸存到现在的也有8个目、30个科、380余种。
  ?! ^7 H# Y, K( ^# U+ _翻看鲨鱼家族的“户口”，其中最主要的8个目及其科、属、种数是：六鳃鲨目1科3属4种，如灰六鳃鲨、哈那鲨；虎鲨目1科1属8种，如牛头鲨；鼠鲨目8科20属48种，如灰鲭，鲨、大白鲨、姥鲨、大嘴鲨；真鲨目7科49属210种，如双髻鲨、青鲨、斑星鲨、公牛鲨；角鲨目3科21属87种，如星鲨、花斑鲨；锯鲨目1科2属5种，如六鳃锯鲨、日本锯鲨；扁鲨目1科1属13种，如太平洋扁鲨、硬棘小鲨。另外还有皱鳃鲨1科1属1种，通常也可以单独列为1目。上述目录中，真鲨目的“人丁”最为兴旺，独占了鲨鱼种类的56％。
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鲸鲨

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) g; A) m8 G' b# a9 H& {/ \鲨鱼的家族成员形形色色，彼此之间差异巨大。目前，鲸鲨是鲨鱼中体形最大者，也是全世界鱼类中体形最庞大的。鲸鲨的最大个体可达20米以上、重量可达数十吨。侏儒鲨则是最小的“袖珍”鲨鱼，成鱼体长仅20～26厘米，体重不足0.46千克。
体征和特性
+ l! H* y1 q) M% b4 X! v( Q5 W如前所述，所有鲨鱼的共同体征是皮肤上带有砂纸一般的齿状鳞片，叫做皮齿。皮齿的结构确实与牙齿类似，齿状鳞片的威力可想而知——随便刮蹭一下就会让你鲜血淋淋。也就是说，鲨鱼已经“武装”到了皮肤。
0 N5 V0 V$ S+ F" T1 f2 u4 G" H此外，鲨鱼还具有下面这些体征和特性：
6 \# ~) ?2 g( N" ]牙齿取之不尽用之不竭。所有鲨鱼的牙齿都定期推陈出新——旧牙定期老化松动并被后面的一排新牙取代。鲨鱼的任何一颗牙齿脱落，都会有已经长好的备用牙自动补充上来大白鲨一生中要更换数千乃至1万多颗牙齿。因此，在其生命中的任何时刻，都有大约1/3的牙齿处于更换过程中。
4 o! S9 R/ W% X4 X; M8 y鲨鱼的牙齿不仅数目众多，而且强劲有力、锋利无比。例如，有些鲨鱼的牙齿长得利如剃刀，可以用来切割食物；有的牙齿生成锯齿状，可以用来撕扯食物；有的牙齿呈扁平臼状，可以用来压碎食物外壳和骨头等。不同种类的鲨鱼，其牙齿大小、形状和功能几乎都不相同。因此，鱼类学家只要从鲨鱼牙齿的形状和大小，就能判别出它是属于哪个目、属、科。
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; \+ M8 `$ X8 a. b可以说，正是鲨鱼牙齿的上述特点，造就了其惊人的咬食力。曾有人用藏在鱼饵中的金属咬力器来测定一条体长8英尺鲨鱼的咬食力大小，经测定得知其咬食压力每平方英寸高达18吨，在所有海洋动物中是最强有力的，所以有些商轮在航海日志上曾记载过轮船推进器被鲨鱼咬弯、船体被鲨鱼咬出破洞的事故，也就不稀奇了。
骨架软中有硬。鲨鱼的骨架是由软骨构成的，而非硬骨。但在其骨架的关键部位却“安装”着被称为嵌片的特殊板状物，能对骨架起加固作用，如同筋板。板状物十分坚硬，已经钙化。
运动就是生命。最让鲨鱼遗憾的是，它没有作为“气囊”使用的鱼鳔，也就不能随意“停”在水中“歇息”。而且鲨鱼的比重大于水，所以必须不停游动才能保持浮力，否则便会沉底。
4 \8 @7 V/ S8 I5 m0 E& ?  H胃口好身体就好。由于鲨鱼要不停地游动，需要补充更多的热量，这就要有一副“铁”胃口。事实上，大多数鲨鱼确实在不停地吃，尤其喜食海豚、海狮、海龟之类的高脂肪食物。鲨鱼的胃口强大，可以膨胀十几倍以储藏食物。其胃的内壁特别坚韧，很难受到伤害。饥不择食的时候，鲨鱼不分青红皂白连垃圾也会吞进。据说曾经在亚德里亚海捕到一条鲨鱼，腹中竟有三件大衣、一件雨衣和一块汽车牌子。然而不太饿的时候，鲨鱼也会挑食。吞下不合口味的东西时会吐出来，吃了螃蟹后还会把蟹壳吐出来。
异常敏锐的嗅觉。鲨鱼的嗅觉异常灵敏，在水中甚至超过了众所周知的狗。日本科学家发现，它们能嗅出水中1ppm(百万分之一)浓度的血腥味，尤其容易嗅出喜欢或厌恶的气味；在1万吨的水中仅仅溶解1克的微量氨基酸，大白鲨也能很快觉察出来。以礁鲨为例，它们仅需几秒钟，便能够嗅到数千米以外受伤的金枪鱼的血腥味，并立刻发起攻击。
最新研究表明，鲨鱼不只依靠鼻子来感知气味。它们的整个身体其实就是一个巨大的鼻子，甚至可以辨别出气味的“形状”。这是因为，鲨鱼身体两侧各有一条贯穿前后的神经线，人们称其为侧线。这个敏感的器官可以感知水中生物的细微颤动。不过，人们原来并不知道侧线也可以辨别气味。更令人惊叹的是，它们还可以感知气味的一种立体“流”——类似在浓雾或浓重的水汽中挥一下手所造成的那种效果。没有了侧线，鲨鱼就会丧失捕猎能力。鲨鱼还能根据各种气味来判别自己的孩子，区别敌人和朋友，使自己经常保持与群体的联系，并能雌雄鲨鱼相约去产卵和排精。
) p  J* i, _! g/ V视力极佳，眼睛的构造也非常科学。由于鲨鱼的两眼长在头部的两侧，所以它几乎可以感觉到各个方位的光线。其视网膜的后面有一层独特的反射层，相当于一面反射镜。外面光线强时，入射光直接在视网膜上成像。外面光线弱时，入射光先穿过视网膜、再被反射镜向前反射，之后才成像在视网膜上，等于入射光被放大或两次成像。因此它们可以轻松应对海水中或海面上的各种光线条件，同时让观察更为清晰。另外，其眼球外面长着一层保护性眼睑——瞬膜。打斗或攻击的瞬间，瞬膜会自动张开，像幕布一样将眼球遮住，以免眼球受到损伤。
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鲨鱼的启示
从仿生学的角度来看，鲨鱼给了人类很多有益的启示，是我们的“良师益友”。
为了零距离地考察鲨鱼的生态习性，法国海洋探险家制造了仿生机械鲨鱼，混迹于鲨群之中进行科学研究。早在1989年，吉恩·迈克尔已经成功制造出世界上第一条机械鲨。但因工艺、材料等方面不过关，这条假鲨鱼下水不久便被真鲨鱼们“识破”，顷刻之间即被撕碎。2005年起，吉恩·迈克尔的儿，子法比恩·考斯图耗资11.5万英磅，打造了第二条名为“特洛伊鲨”的小型仿生潜艇。目前，法比恩·考斯图驾驶“特洛伊鲨”完成了从墨西哥湾到澳大利亚的首航，成功地混迹于鲨群之中，已经有了许多新发现。作为跟踪鲨鱼的绝妙科研器材，“特洛伊鲨”也许可以破解人类未知的许多鲨鱼之谜。
' i- x  y0 l' h; P在工业上，人们仿照鲨鱼优雅的流线体型和灵巧的水中动作，制造了各种仿鲨型汽车。这种汽车的车头采用鲨鱼头形，引擎盖的弧度仿照鲨鱼。车身的比例和线条也模仿鲨鱼，行驶中的阻力果然减少了许多，灵巧性也相对提高。
  ~0 p5 Z0 y" y在军事上，可以攻击航空母舰的仿生鱼雷则是又一个模仿鲨鱼的成功范例。仿生鱼雷又叫水下导弹，其外壳以硅橡胶和高分子材料制作，采用鲨鱼皮的齿状结构，再涂覆以特殊涂料，不但大大较少了阻力，而且能吸收敌方侦听声纳的波束。敌舰往往误以为是一条真鲨鱼，因此就吃了大亏。
# o8 J7 Y- A1 o/ b) {; R) p潜艇上仿生消音瓦的隐形效果极为优异。它采用了类似鲨鱼皮的结构，可以吸收噪音、大大削弱敌方的声纳探测声波，使潜艇隐形。前不久，美国和日本以为有人将这些机密泄露给中国，还为此大作文章。
! W. d: V! I% |: g! i在运动中，“连体鲨鱼装”已是众所周知的高科技仿生成果。它模仿鲨鱼皮的齿状结构，以粗糙的齿状突起有效引导水流；以适当的张力避免人体皮肤和肌肉的振颤；又以适当的弹性减少水的阻力，使游泳运动员如虎添翼。“连体鲨鱼装”也因此大获成功。
鲨鱼与人类同为地球村的居民，既是我们的“良师益友”，也是我们的野蛮邻居。最近，美国路易斯安娜大学的科学家阿尔伯特发现，使鲨鱼获得第六感和感知电信号的基因，竟与控制人类头部发育的基因属于同种。
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$ m; O4 r# E4 z' ?% F今生堪忧
( g2 I; O' P3 e8 u" s  古鲨和鱼类出现以后，又经过了3亿多年漫长的岁月，某些鱼类中才渐次进化成两栖类、爬行类、哺乳类和鸟类，最终由哺乳类中的一支进化成人类。在人类出现之前的1亿多年，鲨鱼早已是现在这个样子了。因此，鲨鱼完全称得上是地球上的老前辈。
可是，在人类的残忍杀戮之下，鲨鱼这个老前辈濒临绝境。据联合国粮农组织(FAO)对各国的统计，全球每年有39万吨鲨鱼被捕杀。但是，美国夏威夷大学和英国帝国理工学院的科学家根据香港3年中鱼翅的进口数据推算，全球每年平均宰杀的鲨鱼应为3800万条左右，重量在170万吨以上，这一数字竟是FAO数据的4倍以上。很明显，有更多的鲨鱼惨遭非法黑手的杀戮或“活体取翅”。对此，世界野生救援协会主席史蒂夫·川特先生沉痛地说：过去20年中，许多种类的鲨鱼数量骤然减少了99％，几乎灭绝。若不立即采取有力的保护措施，鲨鱼将很快消失在海洋中。
这就是鲨鱼今生面临的绝境。