陳瑤君
冬天,氣溫逐漸下降,北方的河流、湖泊開始結冰;南方的清晨,樹葉上結了一層白霜。人們早就換上了御寒的棉衣,陸地上的動物也使出各種技能來抵御寒冷——有的換上了更加細密的毛;有的干脆躲起來冬眠,把整個冬天“睡過去”;有的甚至跨越半個地球,遷徙到溫暖的地方過冬。那么,海洋中的動物也需要抵御寒冷嗎?它們又是用怎樣的方式度過冬天的呢?現在,我們就去海里尋找答案吧。
下海之前,我們先來解答兩個比較常見的問題:
隨著大氣溫度下降,海水的溫度也會相應下降。雖然由于比熱容不同,海水的溫度變化比陸地要慢一些,但和溫暖時節相比,冬天的海水還是會更冷一些。不過,不同緯度的海水溫度當然也有差別,而且差別還挺大呢,例如位于我國南端的南海,冬季表層海水溫度在25攝氏度左右,而北部的渤海海域表層水溫卻只有1攝氏度。
海洋動物的分布極其廣泛,從炎熱的赤道附近到寒冷的極地海域,從海洋淺層到見不到陽光的海洋深處,都能見到它們的蹤影。而生活在不同環境的海洋動物都有其適應能力,所以在南北極生活的海洋動物可以說是不怕冷的,比如南極磷蝦可以終生在0攝氏度左右的環境下生活。但如果把一些生活在熱帶的海洋動物遷居到寒冷的海域中去,那就只有死路一條。
我們都知道,在標準大氣壓下,純凈水在0攝氏度會結冰,但由于海水中含有鹽分,導致結冰所需要的溫度更低,因此,0攝氏度下的海水不但不會結冰,還有魚類生存于此。科學家對這些寒帶魚類進行研究,從比目魚、杜父魚中發現了一種“抗凍蛋白”,正是這種蛋白的存在,使魚的體液冰點降低至零下2.2攝氏度,讓它們有適應極度嚴寒的能力。
不同種類的海洋動物對于溫度的適應性也不同。今天我們要探討的是海洋動物如何適應冬季這個問題,所以我們要重點觀察的是那些生活在溫帶海域的海洋動物。溫帶四季分明,冬夏溫差大,因此動物在不同季節就會表現出不同的生活狀態。
搞懂了這兩個問題后,我們的探索正式開始。海洋動物過冬,可謂各顯奇招——
地球上的海洋是相當廣闊的,對于那些游泳能力強的海洋動物來說,冬天來了,“搬家”去一個溫暖的地方“小住”,可以說是最簡單直接的過冬方法。因此,許多海洋動物在冬季都會進行大規模遷徙,這種行為在動物學上被稱為越冬洄游。
每年7、8月份在黃海南部尋找食物的帶魚,過了10月份,便會成群結隊地洄游到長江口海域,然后一部分前往遠海,一部分繼續南下到東海中南部。我們將魚類集中度過冬季的區域,稱為某種魚類的越冬場,而對于越冬的魚類來說,保證其洄游路線的暢通至關重要。在越冬場度過冬季之后,帶魚群會在每年3、4月份開始向北遷移,等到10月份再繼續踏上南遷的征程。

除了魚類,蝦類和蟹類也有越冬洄游的能力。梭子蟹是螃蟹家族中游泳能力較強的一類,如果仔細觀察梭子蟹的足,你會發現它的最后一對足是扁平的,像船槳一樣,被稱為“游泳足”,這對足大大提高了梭子蟹的游泳能力。以生活在浙江省舟山海域的梭子蟹為例,每年10月份以后水溫下降,它們就開始了自北向南的洄游,11月份至轉年2月份會洄游到漁山島、溫州等浙南漁場較深的海區越冬,還有一部分會到達廈門海域。

梭子蟹最后一對足呈船槳狀,可以幫助它在海洋中游泳
生活在海里的魚類可以通過長距離洄游來度過冬天,但生活在灘涂的螺、貝類等動物就沒有這個條件了。那么這些動物是怎樣度過冬天的呢?
和人類是恒溫動物不同,螺、貝類屬于變溫動物,它們的體溫會隨著外界溫度的變化而改變,即便長時間處于低溫狀態,它們也能存活下來。所以相較于寒冷,這些動物在冬天面臨的更大威脅是食物的短缺。
在這種情況下,它們摸索出應對饑餓的方法。在寒冬來臨之前,這些螺、貝類便開始大量進食,以此來積蓄自身能量。當外部溫度降低時,它們會減少進食,降低代謝,抑制身體生長,這樣便減少了身體的能量消耗,從而幫助它們順利度過冬季。

有的牡蠣在10攝氏度以下便停止生長,進入“休眠”狀態
變溫動物通過降低代謝來適應溫度的這一特性,為人們長距離運輸海鮮提供了新思路,例如縊蟶在低溫帶泥的條件下保存幾天后仍然可以存活。現在一些高校也研發了“冷凍活魚”的技術——將鮮活的魚類經過特殊方式冷凍保存,再次解凍以后魚竟然還能游動!是不是很神奇?這項技術目前因為能耗、成功率、外部條件等限制還沒有投入實際使用中,但隨著研究的進一步開展,相信這項技術很快會被運用到多種行業中去。
海洋中還有不少種類的動物無法在冬季存活,那么這些動物是如何做到生生不息的呢?
有這么一種動物,它們的結構雖然簡單,地位卻舉足輕重,在6.5億年前就已經出現,是第一種出現神經的動物,這就是水母。今天我們先不談水母的分類及地位,就只來說一下水母是如何過冬的。

放大鏡下的海月水母的水螅體
水母是大家都很熟悉的一種海洋動物,去過海洋館的同學想必都會對五顏六色、如夢似幻的水母展缸印象深刻。在水母大家族中有一個類別的成員,家喻戶曉,這就是海蜇。聽到這個名字,你的第一反應是不是“美味”?作為一年生動物,海蜇是無法度過寒冷的冬季的,不過它們也有自己的絕招兒。夏天快結束時,海蜇會產下自己的后代,剛剛誕生的小海蜇和父母長得完全不一樣,它們有另外一個名字——水螅體。和能游動的水母體不同,水螅體個頭兒很小,大概只有鉛筆尖那么小,它們的移動能力非常弱,靠附著在其他物體表面存活。但水螅體的生命力相當頑強,在低溫環境下也可以生存下來。當冬天過去,溫度適宜、食物豐富的好時節到來時,水螅體便開始不斷地自我繁殖,形成一大片水螅,同時每一只水螅又會通過生長和形態變化形成幾十只水母。
除海蜇外,海月水母、白色霞水母等多數溫帶大型水母都有這樣的特性。不僅是水母,部分烏賊、小型浮游節肢動物等也可以通過卵的形式留下后代,度過冬季,從而保證自己的種族得以延續。

海月水母

南極的寒冷不言而喻,而生活在這里的帝企鵝,作為一種“另類”的海洋動物,自有一套比較特殊的御寒辦法,那就是大家聚攏在一起,互相抱團兒,以此減少熱量散失,用集體的力量抵御嚴寒,共同度過寒冷的冬季。
當你來到海邊,捧起一杯海水,海水看似清澈透明,其實卻承載著生命;當你蹲在海灘上,掀開一塊巖石,你可能會看到一只小螃蟹正在迅速逃走;當你乘船來到寬闊的海域,你有可能會邂逅鯨、鯊魚這樣的龐然大物……這些海洋動物看起來個頭兒差距懸殊,卻個個身懷絕技。無論強大與弱小,面對寒冷冬季的嚴峻考驗,它們雖然不適,卻都在努力生存,共同構成龐大且多彩的海洋世界。