游泳动物
概述游泳动物(nekton)是指在水层中能克服水流阻力自由游动的水生动物生态类群,绝大多数游泳动物是水域生产力中的终级生产品,产量占世界水产品总量的90%左右,是人类食品中动物蛋白质的重要来源。
生物学特征
游泳动物——海豚游泳动物能主动活动,其活动主要靠发达的运动器官。这类器官不仅可克服海流与波浪的阻力,进行持久运动,还可迅速起动,以利捕捉食物、逃避敌害等。
为了适应水中运动,游泳动物往往具备典型的流线体型(如鲐鱼、梭鲻鱼类、海豚等),并且有发达的肌肉系统、神经系统、视觉以及适应不同生境的各种形态结构。
游泳动物始终处于水体之中,特别是在大洋水层区没有任何隐蔽体,因此游泳动物多具有发达的伪装隐蔽、接收传递信息和摄取食物的适应性结构。
类群
游泳动物——中华鲟游泳动物主要由脊椎动物的鱼类、海洋哺乳动物、头足类和甲壳类的一些种类,以及爬行类和鸟类的少数种类组成。其中,鱼类中的硬骨鱼纲、头足纲中的鞘形亚纲、海洋哺乳动物等大多数种类,都是游泳动物。
根据起源的不同,所有的水生生物可分为原生水生生物和次生水生生物。整个进化过程都在水环境中进行的生物是原生水生生物,其中属于游泳动物的有鱼类、甲壳类等。另一些水生生物的近代祖先在其系统发生过程中,已在陆地上生活了相当长的时期,此后又重新移居于水环境,其中属于游泳动物的有水生哺乳动物。
根据生物的流体力学特征,还可对游泳动物作进一步区分。例如,底栖类群的活动范围小,一般不善游泳,而在大洋水层中觅食的生物却需要高速持久的游泳能力。水生动物低速游泳时,贴身水层不乱,阻力不高。但速度增高在某一临界值时便会在身周出现不规则的涡流(紊流),阻力骤增。有个流体力学参数叫雷诺数(Re),可用来估测这个临界速度。对于水生动物来讲,雷诺数主要由这样几个因子构成:水的惯性和粘性,动物与水间的相对速度,动物的体形。雷诺数与水粘性成反比,与另外几个因子成正比。游泳快的水生动物都具有流线形轮廓,体表的粘液保证了表面的平滑且粘液溶于水后可减低水的粘性,躯体的和谐动作也有助于减低阻力。据计算,它们的雷诺数都很高,多在105.5~107.5之间;也就是说,游速极高时才会出现明显紊流。Ю.Г.阿列耶夫(1976)据此将游泳动物分为4个亚类群:
游泳动物——企鹅①底栖性游泳动物:它们游泳能力低,常栖息于水底。如灰鲸属、儒艮属等。
②浮游性游泳动物:游泳能力也不高,雷诺数在5.0×(103~105)之间。如箭虫、灯笼鱼科等。
③真游泳动物:游泳能力强,速度快,可持久运动,雷诺数大于105。如鲭亚目、须鲸科、大王乌贼科等。
④陆缘游泳动物:常出现于岸边,可能栖息于浅滩、岩石或流冰上。如企鹅目、鳍脚目、海龟总科等。
分布
游泳动物——海龟游泳动物分布全球,在海洋中从两极到赤道水域均可见到。只是在一些水化学成分极为特殊的水域(例如含有硫化氢的黑海深层)没有代表。游泳动物也广泛分布于内陆水域,遍布所有纬度区,甚至发现于许多地下水体中,如盲鳉科鱼类就生活于北美的地下水中。只是在某些大型湖泊的超盐凹地、多盐盐水湖和所有临时水体(水坑、水洞等)缺乏游泳动物。
海洋游泳动物在分类系统中占门类较多(在具有游泳动物生态类群的各个纲中均有代表),淡水则较少(在箭虫类和头足类中没有代表);在种的数目上,海洋游泳动物也远多于淡水游泳动物;另外,海洋游泳动物的个体比淡水者大,生态和形态变异也远较淡水者大。由于水体大小的限制,淡水中浮游性游泳动物的种类较多,而真游泳动物的种类较少。淡水与海洋游泳动物在适盐特性上的极大差异,导致它们之间绝大多数不能互相交换。
游泳动物——乌贼游泳动物在纬度上的分布特点,和动物界的总分布特点相同。在低纬度水域种类数目多,但各个种的种群数量相对为少。以鱼类为例,中国南海巳知的种类约1000余,而渤海、黄海仅约300种。南海的经济种类产量在万吨以上的很少,而渤海、黄海的小黄鱼、太平洋鲱等高产年份可达10万吨以上。
游泳动物在水体中的分布取决于各个种的生态学特点。海洋中底栖性游泳动物的分布范围是从沿岸到数千米深处。浮游性游泳动物和真游泳动物分布于沿岸带至离岸很远的区域,从水表层到深海,其中鱼类可达最深海区,已有的记录超过1万米。呼吸空气的次生真游泳动物的分布范围,一般限于1000米水层以上。陆缘游泳动物的分布主要局限于100米水层以内,某些广深性分布种,例如韦德尔海豹,可潜至 600米深的水层。
洄游
游泳动物——对虾游泳动物多数具有洄游习性。有的可长途跋涉往返千百海里,到产卵场生殖,到索饵海域觅食,冬季到深水处或低纬度水域越冬。中国渤海和东海北部的许多种类,如带鱼、小黄鱼、真鲷、对虾等,每年都洄游到黄海南部或东海外海越冬,春季又向北洄游,进行生殖与索饵。在海中生长的中国鲥鱼、鲚鱼(凤尾鱼)、松江鲈鱼则是定期溯河生殖的有名鱼类。还有许多种类能够重返“老家”生殖,如鲑属和大麻哈鱼属这类溯河性鱼类,每年定期进入其“出生地”河川支流进行生殖。幼鱼降河入海,索饵育肥,性成熟后又重返“老家”进行生殖,繁衍后代。太平洋北美沿海的一种王鲑,竟可溯河洄游到离岸3 000~4000公里的河川上游及湖泊中生殖。这类鱼有非常高强的逆水游泳的本领,甚至可奋力跃过瀑布那样的障碍。鳗鲡则相反,属于降河性鱼,在淡水中生长后再到远离岸边的外海进行生殖。幼鳗入江河洄游的旅程可这4000~5000公里,美洲鳗甚至可到达2200米的高原地带。
生活在大海中的游泳动物,没有任何可供辨认方向的目的物,却常常能定期进行有规律的远程洄游。一般认为这是对外界环境条件长期适应的结果。有的游泳动物,如鲸类还具备完善的接受与传递信息的器官,有利用回声定位的能力。游泳动物的游泳速度依种类而异,淡水中生活的某些种类,只能在几乎是“静止”的水体中游动。而真海豚却能以每小时40公里的速度持续游泳很长时间,最快时速可接近60公里。