本文經授權轉載自:博物(ID:bowuzazhi)
對很多人來說,對北極甜蝦有多追捧,就對南極磷蝦有多無感。為啥海洋中量大管飽的磷蝦幾乎無人問津呢?
雖然我們人不咋吃,但這可是須鯨的最愛,然而你不知道的是,鯨類吃蝦還會剝殼!沒手咋剝?別急,看完這篇文章你就知道了,須鯨的這個技能,已經甩了大熊貓十萬八千里啦。
為啥不吃南極磷蝦?
近年風靡市場的北極甜蝦,大名北方長額蝦,屬于長額蝦科,分布于北大西洋、北冰洋的冷水海域。被捕撈后低溫保存時,甜蝦體內的分解酶會將蝦肉中的蛋白質分解為甘氨酸,進一步增加鮮甜滋味,非?!岸隆?。
“懂事”的北極甜蝦(Pandalus borealis)
而著名的南極活體蛋白質庫、總量達數億噸的磷蝦,卻沒那么容易登上人類餐桌——撈是能撈,但撈完很快就沒法吃了。
磷蝦屬于軟甲綱磷蝦目,嚴格來講并不是蝦(蝦、蟹屬于十足目),全球海洋中共有 86 種磷蝦,其中數量最多的是南極磷蝦,體長約 5.5~6 厘米。
須鯨自助餐主角南極磷蝦(Euphausia superba)
圖源:bing
南極磷蝦被捕撈出水后會很快死亡,體內的消化酶短時間內就會將自身組織分解。同時,磷蝦甲殼內的氟化物含量較高,而且性質不穩定,在磷蝦死后即可滲透到蝦肉中。如果人體攝入氟化物過多,可能導致骨質破壞,有患氟骨癥的風險。所以對包括我國在內的各個捕撈大國來說,南極磷蝦主要被用來當做動物飼料,或加工成“磷蝦油”。
自帶銷毀程序
圖源:Bing
當然這對地球生態來說,也算是一件幸事。比起成為人類餐桌上的一道菜,南極磷蝦的生態意義更為重要:它們是南大洋食物網的關鍵物種,能把藻類中的蛋白質轉化為易消化的動物蛋白,養活了須鯨、海豹、企鵝、魷魚……等難以計數的捕食者。
小阿德利企鵝吃磷蝦,好吃得拍手手
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還有一種名不副實的“食蟹海豹”,它們其實不吃螃蟹,食譜中90%以上都是磷蝦??恐晕r,它們甚至把自己吃成了數量最多的鰭腳類動物。
為了濾出磷蝦,食蟹海豹把牙齒都演化成了鏤空的,與須鯨的鯨須功能相似。圖源:sciencelearn
鯨魚是如何“養”磷蝦的?
當然,磷蝦最大的“主顧”,還是南極海域里的幾乎所有須鯨。包括座頭鯨、南極小須鯨、小露脊鯨、以及史上最大動物南極藍鯨等。
須鯨沒有牙齒,卻長了滿嘴“胡子”——毛發狀的鯨須(由皮膚衍生物構成,與毛發不同源)。成年藍鯨的上頜口腔約有270~400條鯨須,配合能把下頜像氣球一樣撐大的喉褶,一次可吞進數十噸海水;再用2噸多重的舌頭把海水壓出,鯨須則把磷蝦擋在嘴里。
深藏blue
視頻來源:DolphinDroneDom
藍鯨常用“沖撞捕食”的方式,殺入磷蝦密集的海面大吞特吞。在捕食高峰期,一頭須鯨每天可沖撞捕食200~1200次。以南極藍鯨為例,成年鯨每天可以消耗16噸磷蝦,相當于3頭成年雄性非洲象的重量。
以上關于藍鯨怎么吃磷蝦,或許你曾在別的科普中看到過,《博物》雜志2024年2月號的須鯨專題也有解讀。然而,把磷蝦吞下去之后,它們還要有另一套絕活來對付蝦殼。
圖源:nature
須鯨吃蝦,胃里剝殼?
別看藍鯨一天吃好幾噸蝦,但它們吃得還挺細,會給蝦剝殼——當然,不是用手,而是用胃。
在如今的哺乳動物分類中,鯨與牛羊鹿豬同屬于偶蹄目。今天的陸生偶蹄類,是最具統治地位的食草動物,尤其是牛、羊、羚羊所在的??疲约案鞣N鹿所在的鹿科。它們最大的成功秘訣,就是功能超強的胃。
我們知道,牛有四個胃(實際是胃分為四個腔室),其中最大的一個叫瘤胃,我們吃的毛肚就是它。這個口袋接收吃進來的草,還有大量微生物在此工作(占瘤胃干重可達50%),是食物的“儲存室”與“發酵室”。瘤胃中的微生物,能通過發酵分解植物纖維素。牛羊鹿還會把瘤胃中初步消化的食物,反芻到嘴里二次咀嚼,再送回胃里做深度消化。
牛的多腔室胃結構:瘤胃、網胃、瓣胃、皺胃
分別對應著我們吃的毛肚、金錢肚、牛百葉、牛沙瓜
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而鯨今天最“親近”的遠親河馬,雖然不反芻,但也有分成三瓣的胃,對吃下的食物分步消化。今天的須鯨和齒鯨,不論吃的是海獸、魚、烏賊還是小蝦米,胃部也都是多腔室的。這樣看來,它們的共同遠祖,以及其他許多原始偶蹄類,可能都有多腔室的胃。
5300萬年前的鯨類先祖巴基獸,體長不到1米
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不同種類的鯨,胃有三個或四個室,其中都包括一個類似瘤胃的前胃發酵室。這里負責暫儲食物,并由微生物群對食物進行初步消化。
海豚科齒鯨的多腔室胃
圖源:Bing
前胃里微生物群分解的,主要是動物食材中的“纖維素”——幾丁質。和植物纖維素類似,幾丁質也是一種難以消化的多糖,分子結構也像纖維素。在自然界中,它主要存在于菌類、藻類的細胞,節肢動物如蝦、蟹、昆蟲的外殼,高等植物的細胞壁等處。
對人類腸胃來說,由幾丁質混雜鈣鹽形成的蝦蟹硬殼,吸收消化的效率很低(實際也補不了什么鈣),還不如先剝掉再吃,省得扎嘴。
而對鯨來說,胃中微生物分解的幾丁質,能為它們提供約10%的能量來源,大大提升了消化效率。不過,磷蝦殼里的氟化物,并不能被無害化。所幸現有研究表示,氟化物對鯨類的健康影響不算嚴重。
熊貓還得多學學
總結一下:鯨魚體內保留了5000萬年前、祖先還在啃草時的古老微生物群,讓它們舊瓶裝新酒,迄今發揮著重要作用。
不僅如此,在從食草動物向食肉動物轉化的過程中,鯨類體內的微生物群也兼收并蓄,表現出了雙重特點:在與蛋白質消化相關的基因方面,鯨類與食肉動物微生物組相似;但在涉及碳和能量代謝的基因方面,卻與食草動物微生物組相似。
和這些大贏家相反,國寶大熊貓的祖先從肉食轉變為植食,卻保留了肉食動物的簡單消化系統:只有一個胃,腸道較短,體內微生物群也基本沒有發酵竹子纖維的能力。正由于消化效率太低,熊貓們必須一天到晚啃竹子,每天食量多達體重的40%!同時由于攢不下冬眠所需的營養儲備,在寒冷的山區冬天也只能硬扛……
不知道怎么回事,越吃越氣、越吃越氣!
當然,相比鯨類下海超過5000萬年、須鯨濾食超過2500萬年的漫長歷史,大熊貓的祖先轉型吃素最多不過400萬年(根據2019年發布的一項研究,大熊貓以竹子為主食的歷史,甚至可能不到1萬年)!如果熊貓家族能繼續繁衍演化,或許在遙遠的未來,它們還會有獨特高招。
參考來源:
https://www.nature.com/articles/ncomms9285
鯨擁有獨特的腸道微生物群,兼具食肉動物和食草動物的特征
https://new.nsf.gov/science-matters/antarctic-krill-superheroes-southern-ocean#image-caption-credit-block
磷蝦介紹
https://www.nature.com/articles/s41467-024-51954-x
南極海域活躍的須鯨、與磷蝦關系
https://www.eurekalert.org/news-releases/933143
鯨魚吃磷蝦食量
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0163699506800363
小須鯨胃部解刨
https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10696475/
小須鯨的前胃與細菌
https://baleinesendirect.org/en/whale-digestion-ruminate/
鯨魚能否反芻
https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2018.00229/full
熊貓的腸道菌群并沒有特化出發酵纖維素的能力
書《看不見的陪伴: 與微生物共生的奇妙之旅》
撰文 | 劉文瑾
部分圖片 | 圖蟲創意
微信編輯 | 未末
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