本文经授权转载自:博物(ID:bowuzazhi)

对很多人来说,对北极甜虾有多追捧,就对南极磷虾有多无感。为啥海洋中量大管饱的磷虾几乎无人问津呢?

虽然我们人不咋吃,但这可是须鲸的最爱,然而你不知道的是,鲸类吃虾还会剥壳!没手咋剥?别急,看完这篇文章你就知道了,须鲸的这个技能,已经甩了大熊猫十万八千里啦。


为啥不吃南极磷虾?

近年风靡市场的北极甜虾,大名北方长额虾,属于长额虾科,分布于北大西洋、北冰洋的冷水海域。被捕捞后低温保存时,甜虾体内的分解酶会将虾肉中的蛋白质分解为甘氨酸,进一步增加鲜甜滋味,非常“懂事”。


“懂事”的北极甜虾(Pandalus borealis)

而著名的南极活体蛋白质库、总量达数亿吨的磷虾,却没那么容易登上人类餐桌——捞是能捞,但捞完很快就没法吃了。

磷虾属于软甲纲磷虾目,严格来讲并不是虾(虾、蟹属于十足目),全球海洋中共有 86 种磷虾,其中数量最多的是南极磷虾,体长约 5.5~6 厘米。


须鲸自助餐主角南极磷虾(Euphausia superba)

图源:bing

南极磷虾被捕捞出水后会很快死亡,体内的消化酶短时间内就会将自身组织分解。同时,磷虾甲壳内的氟化物含量较高,而且性质不稳定,在磷虾死后即可渗透到虾肉中。如果人体摄入氟化物过多,可能导致骨质破坏,有患氟骨症的风险。所以对包括我国在内的各个捕捞大国来说,南极磷虾主要被用来当做动物饲料,或加工成“磷虾油”。


自带销毁程序

图源:Bing

当然这对地球生态来说,也算是一件幸事。比起成为人类餐桌上的一道菜,南极磷虾的生态意义更为重要:它们是南大洋食物网的关键物种,能把藻类中的蛋白质转化为易消化的动物蛋白,养活了须鲸、海豹、企鹅、鱿鱼……等难以计数的捕食者。


小阿德利企鹅吃磷虾,好吃得拍手手

图源:Bing

还有一种名不副实的“食蟹海豹”,它们其实不吃螃蟹,食谱中90%以上都是磷虾。靠着吃虾,它们甚至把自己吃成了数量最多的鳍脚类动物。



为了滤出磷虾,食蟹海豹把牙齿都演化成了镂空的,与须鲸的鲸须功能相似。图源:sciencelearn

鲸鱼是如何“养”磷虾的?

当然,磷虾最大的“主顾”,还是南极海域里的几乎所有须鲸。包括座头鲸、南极小须鲸、小露脊鲸、以及史上最大动物南极蓝鲸等。

须鲸没有牙齿,却长了满嘴“胡子”——毛发状的鲸须(由皮肤衍生物构成,与毛发不同源)。成年蓝鲸的上颌口腔约有270~400条鲸须,配合能把下颌像气球一样撑大的喉褶,一次可吞进数十吨海水;再用2吨多重的舌头把海水压出,鲸须则把磷虾挡在嘴里。


深藏blue

视频来源:DolphinDroneDom

蓝鲸常用“冲撞捕食”的方式,杀入磷虾密集的海面大吞特吞。在捕食高峰期,一头须鲸每天可冲撞捕食200~1200次。以南极蓝鲸为例,成年鲸每天可以消耗16吨磷虾,相当于3头成年雄性非洲象的重量。

以上关于蓝鲸怎么吃磷虾,或许你曾在别的科普中看到过,《博物》杂志2024年2月号的须鲸专题也有解读。然而,把磷虾吞下去之后,它们还要有另一套绝活来对付虾壳。


图源:nature

须鲸吃虾,胃里剥壳?

别看蓝鲸一天吃好几吨虾,但它们吃得还挺细,会给虾剥壳——当然,不是用手,而是用胃。

在如今的哺乳动物分类中,鲸与牛羊鹿猪同属于偶蹄目。今天的陆生偶蹄类,是最具统治地位的食草动物,尤其是牛、羊、羚羊所在的牛科,以及各种鹿所在的鹿科。它们最大的成功秘诀,就是功能超强的胃。

我们知道,牛有四个胃(实际是胃分为四个腔室),其中最大的一个叫瘤胃,我们吃的毛肚就是它。这个口袋接收吃进来的草,还有大量微生物在此工作(占瘤胃干重可达50%),是食物的“储存室”与“发酵室”。瘤胃中的微生物,能通过发酵分解植物纤维素。牛羊鹿还会把瘤胃中初步消化的食物,反刍到嘴里二次咀嚼,再送回胃里做深度消化。


牛的多腔室胃结构:瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃

分别对应着我们吃的毛肚、金钱肚、牛百叶、牛沙瓜

图源:Bing

而鲸今天最“亲近”的远亲河马,虽然不反刍,但也有分成三瓣的胃,对吃下的食物分步消化。今天的须鲸和齿鲸,不论吃的是海兽、鱼、乌贼还是小虾米,胃部也都是多腔室的。这样看来,它们的共同远祖,以及其他许多原始偶蹄类,可能都有多腔室的胃。


5300万年前的鲸类先祖巴基兽,体长不到1米

图源:Bing

不同种类的鲸,胃有三个或四个室,其中都包括一个类似瘤胃的前胃发酵室。这里负责暂储食物,并由微生物群对食物进行初步消化。


海豚科齿鲸的多腔室胃

图源:Bing

前胃里微生物群分解的,主要是动物食材中的“纤维素”——几丁质。和植物纤维素类似,几丁质也是一种难以消化的多糖,分子结构也像纤维素。在自然界中,它主要存在于菌类、藻类的细胞,节肢动物如虾、蟹、昆虫的外壳,高等植物的细胞壁等处。

对人类肠胃来说,由几丁质混杂钙盐形成的虾蟹硬壳,吸收消化的效率很低(实际也补不了什么钙),还不如先剥掉再吃,省得扎嘴。

而对鲸来说,胃中微生物分解的几丁质,能为它们提供约10%的能量来源,大大提升了消化效率。不过,磷虾壳里的氟化物,并不能被无害化。所幸现有研究表示,氟化物对鲸类的健康影响不算严重。

熊猫还得多学学

总结一下:鲸鱼体内保留了5000万年前、祖先还在啃草时的古老微生物群,让它们旧瓶装新酒,迄今发挥着重要作用。

不仅如此,在从食草动物向食肉动物转化的过程中,鲸类体内的微生物群也兼收并蓄,表现出了双重特点:在与蛋白质消化相关的基因方面,鲸类与食肉动物微生物组相似;但在涉及碳和能量代谢的基因方面,却与食草动物微生物组相似。

和这些大赢家相反,国宝大熊猫的祖先从肉食转变为植食,却保留了肉食动物的简单消化系统:只有一个胃,肠道较短,体内微生物群也基本没有发酵竹子纤维的能力。正由于消化效率太低,熊猫们必须一天到晚啃竹子,每天食量多达体重的40%!同时由于攒不下冬眠所需的营养储备,在寒冷的山区冬天也只能硬扛……


不知道怎么回事,越吃越气、越吃越气!

当然,相比鲸类下海超过5000万年、须鲸滤食超过2500万年的漫长历史,大熊猫的祖先转型吃素最多不过400万年(根据2019年发布的一项研究,大熊猫以竹子为主食的历史,甚至可能不到1万年)!如果熊猫家族能继续繁衍演化,或许在遥远的未来,它们还会有独特高招。

参考来源:

https://www.nature.com/articles/ncomms9285

鲸拥有独特的肠道微生物群,兼具食肉动物和食草动物的特征

https://new.nsf.gov/science-matters/antarctic-krill-superheroes-southern-ocean#image-caption-credit-block

磷虾介绍

https://www.nature.com/articles/s41467-024-51954-x

南极海域活跃的须鲸、与磷虾关系

https://www.eurekalert.org/news-releases/933143

鲸鱼吃磷虾食量

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0163699506800363

小须鲸胃部解刨

https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10696475/

小须鲸的前胃与细菌

https://baleinesendirect.org/en/whale-digestion-ruminate/

鲸鱼能否反刍

https://www.frontiersin.org/journals/microbiology/articles/10.3389/fmicb.2018.00229/full

熊猫的肠道菌群并没有特化出发酵纤维素的能力

书《看不见的陪伴: 与微生物共生的奇妙之旅》

撰文 | 刘文瑾

部分图片 | 图虫创意

微信编辑 | 未末

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