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海中的王者與眾不同?-當鯊魚面對堅硬的一餐

doobybrain@flickr

鯊魚為了爭取食物和存在空間,從三億五千萬年前演化至今,外型改變不大,自然有其優於其他魚種的優勢。例如:體型龐大、成體少有天敵、特別的繁殖方式、孵化成長快、具有靈敏的嗅覺……鯊魚的輪生齒正是一項使鯊魚成為海中霸者的利器之一。

鯊魚一旦外側的牙齒磨損,內側的牙齒便會依序往前遞補,使其掠食工具時常保持在最新的狀態。後備一排新的牙齒往往比舊的牙齒大,之所以如此,是為了能配合 鯊魚的生長。鯊魚的牙齒呈鋸齒狀,如此一來,鯊魚不但能緊緊咬住獵物,面對大型的獵物時,還能夠將牙齒當鉅子使用,有效的將獵物撕碎。許多大型鯊魚在攻擊前,會先在距離獵物2.4公尺至3公尺的地方迴旋打轉,然後慢慢將打轉的圓圈縮小,等到時機成熟,便會衝向前去用嘴撕咬獵物,如果面對大型獵物,咬了幾大口之後,就會順著獵物的身體繼續咬下去,如同人們啃食玉米那樣。

其實鯊魚的牙齒有許多型式和大小。分類上主要分為三種:較細薄且較尖銳的矛狀(spear-shaped)或牙狀(fang-like)齒是用來抓住滑溜的魚或烏賊,非常大的平板齒(flat crushing teeth)特別是用來咬碎貝類或其他堅硬的獵物,而鋸緣齒(flat saw-edged teeth)則是用來咬住大型的獵物。另外,還有許多非常微小的牙齒需要透過顯微鏡才能觀察。覆蓋在鯊魚身上細小但尖利的鱗,也延伸到鯊魚的頜內,在那裡就是被當作牙齒使用。大部分的脊椎動物牙齒長在頜骨(jawbone)上,但鯊魚的牙卻長在皮膚上,隨著鯊魚成長,牙齒跟著向前移動,最後牙根裸露在外面,那時候牙 齒也差不多到了使用年限了。

儘管鯊魚的牙齒能夠不斷汰換,但鯊魚也並不盡然會盡情揮霍口中的利器而不懂得保護。至今尚有許多人認為狗鮫(Bamboo Shark,或譯天竺鯊、竹鮫)只會獵食魚類和一些烏賊,理由是他們並沒有像其他將螃蟹或貝類作為主食的鯊魚一樣擁有平板齒或臼狀板(molarlike plate),所以按照常理判斷,狗鮫是不會獵食這些具有堅硬外殼的食物。而畢業於Rhode Island大學(位於Kingston,大約在美國紐約州東南部一城市)的Ramsay,在一次機緣下將螃蟹丟到鯊魚池中,赫然發現狗鮫竟然貪婪地大啖螃蟹,他頓時產生疑問:狗鮫是如何使用鋒利但像釘子一般細長的尖牙咬食螃蟹?難道不會傷害到牙齒嗎?

Ramsay隨後立即去查詢狗鮫胃內容物的相關報告,結果發現貝類居然佔了狗鮫的飲食中40%以上。他對這樣的發現感到有興趣,於是將新鮮的死亡樣本的牙齒拿去跟玻璃擠壓。他觀察到有一條寬大的韌帶會牽動牙齒,使牙齒被埋藏起來,看起來就像彎曲了一樣。當後當他施加更大的力量時,他觀察到所有牙齒向後彎曲,一排牙齒部分重疊在另一排後面。這些折疊過後的牙齒,提供了一個較平坦卻有力的表面讓狗鮫可以放心地咬碎螃蟹或貝類。

Ramsay和他的指導教授(功能型態學者,Cheryl Wilga)建立一套生物物理模型來解釋為何狗鮫能夠津津有味地咀嚼螃蟹。他們做出這樣的結論:當牙齒彎曲後,咬合的力量主要來自所有牙齒平坦的前方表面,並用此接觸獵物,透過這樣的機制,便能保護任何一顆牙齒受到損傷。下顎在執行這種咬合動作時,跟草食動物的下顎嚼食青草的感覺很類似,Ramsay這樣解釋著。但不同於草食動物,當狗鮫咬食完堅硬的一餐後,所有牙齒立刻豎起成原來尖銳的模樣,準備繼續捕時其他的魚,Ramsay額外提到。

除了狗鮫,其他沒有平板齒或臼狀板的鯊魚也能套用這套模型。現今在自然界的所有生物,為了能夠在自然界生存下去,本身都會發展出一些適應環境的模式,狗鮫的牙齒就證明了此說法吧!除了牙齒,我想生物界還有許許多多奇妙的特化等著我們去發現。

參考資料:

  • Pennisi E. Society for Integrative and Comparative Biology meeting. Shark flexes its teeth for tough meals. Science. 2004 Feb 13;303(5660):950.
  • Leonard Compagno, Marc Dando, Sarah Fowler,『Sharks of the world』,Princeton University Press,2005年初版,P25~35
  • F.D.奧曼尼(Francis Downes Ommanney)與時代-生活叢書編輯合著,『魚類』,紐約時代公司出版,P77~P92

文章來源 :30.6kj

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關於作者

慈濟大學生命科學系的教書匠。對肉眼看不見的微米世界特別有興趣,每天都在探聽細菌間的愛恨情仇。希望藉由長時間的發酵,培養出又香又醇的細菌人。