在寒冷的冬天,等湖面結了冰,魚是不是就會在冰底下“冬眠”,一直睡到春天呢?
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很多人的這種直覺方向是“對”,但更準確的答案是:大多數湖魚在湖面被冰封之后,并不會像熊那樣真正地冬眠,而是會切換到了一種行動變慢、活動減少、吃得也更少的“低功耗模式”。
要理解它們怎么過冬,得先知道湖水在冬天發生了什么。湖面結冰,可不意味著整個湖都凍成了冰坨。這背后有個關鍵:水在 4℃ 左右時密度最大。這個物理特性,直接導演了冬天湖水的“分層大戲”。
當天氣變冷,湖面水溫首先下降。如果水溫還在4℃以上,降溫會讓表層水密度變大,沉下去,底下較暖的水升上來,這樣上下水體就能對流、混勻。可一旦表層水溫降到4℃以下,奇妙的變化就發生了:水在0-4℃之間,反而會“熱縮冷脹”,溫度越低,密度越小。這時候,冰冷的表層水就不再下沉了,上下對流基本停止。于是,表層水繼續降溫到0℃結冰,冰浮在上面;而冰層之下,深處的水體失去了對流的降溫途徑,就會相對穩定地保持在4℃左右。這樣就形成了一個“上冰下暖”的穩定結構,冰層像一床大棉被,而4℃的深水區,就成了魚類過冬的“水下避難所”
魚是變溫動物,體溫隨著水溫走。水溫一降,它們的新陳代謝、消化、活動速度都會跟著“降檔”。所以很多魚會聚集到更深、更穩定的水層,或躲在水草、石塊附近,盡量不動,減少消耗——這不是在沉睡,而是生理和行為共同進入的一種“省電”狀態。
當然,不同魚類的“過冬策略”差別很大。有些魚,比如一些鮭魚、鱒魚,本就適應冷水,冬天還能保持一定的活躍度;而另一些更喜歡溫暖環境的魚,比如很多鯉魚、鱸魚,天一冷就變得懶洋洋的,幾乎貼著水底,很少進食。
寒冷的冬季還會給魚類帶來另外一個致命威脅,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,陽光透不進來,水里的植物和藻類光合作用減弱,產氧量下降;同時,湖底有機物的分解卻在持續消耗氧氣。在一些水淺、營養過剩或水草茂密的湖泊里,就可能發生“冬季缺氧”,嚴重時甚至會導致魚類大量死亡。
但生命總有令人驚嘆的智慧。像鯽魚、金魚這類鯉科魚,就演化出了驚人的耐缺氧本領。在極端缺氧甚至無氧的環境下,它們能通過一套特殊的代謝途徑,把代謝終產物轉化成乙醇(也就是酒精),再排出體外,從而扛過漫長的封冰期。這聽起來很像是科幻情節,但確實是真實存在的生存奇跡。
我是李旭,陪您解讀科學奧秘。
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