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自然科普丨彈涂魚究竟是一種什么魚？
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有一類魚，它們不在水里好好呆著，卻喜歡在海邊灘涂泥巴里打滾、飛舞、吃東西、挖洞、交配生小魚，它們就是彈涂魚，俗稱跳跳魚。彈涂魚其實不單是指一種魚，而是包含十幾種魚的大家族。彈涂魚是魚類中既能在水里生活又能在陸地上生活的代表性物種，它們好比是脊椎動物從水生走向陸生這一進化過程的情景再現(xiàn)者。
首先，你可能會問，彈涂魚在沒有水的情況下是怎么呼吸的呢？是不是它也像其他哺乳動物一樣，進化出了肺？沒有，彈涂魚還沒有進化出肺。那它們在陸地上是怎么呼吸的呢？事實證明，它們已經(jīng)演化出了呼吸空氣的能力。
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（大彈涂魚 圖片來源于xo拍攝）
彈涂魚的嘴和咽喉的內(nèi)表皮很薄且布滿毛細血管，只要保持濕潤，就能像一個低效率的鰓一樣起到呼吸作用。但由于呼吸效率低，彈涂魚必須具備巨大的嘴和咽喉，這樣它們才能有更多的表面積用來呼吸。所以每一次彈涂魚冒險離開水時，它們都要含著一個氣泡，就像潛水員背著氧氣瓶一樣。
初看彈涂魚你可能會被它長在頭頂上的雙眼所吸引，彈涂魚大部時間在灘涂上活動，其最主要的天敵是鳥類，長在頭頂上的雙眼讓它可以第一時間察覺有沒有鳥飛過來抓它。
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（大鰭彈涂魚 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
其實，彈涂魚出生的時候，兩只眼睛也像其它魚一樣長在頭的兩側(cè)，出生后大概35天內(nèi)眼睛就逐漸移到頭頂。彈涂魚的眼睛不僅位置好，跟其他魚類相比，它的視力也特別棒。終生生活在水里的魚類其實是近視眼，水就是它們戴的近視眼鏡。彈涂魚則不一樣，它眼睛里面的晶狀體稍側(cè)扁，這樣，離開了水，它們也不會近視，甚至還有點遠視，可以早早地發(fā)現(xiàn)有沒有鳥飛過來。
此外，科學家通過分析彈涂魚視蛋白基因，發(fā)現(xiàn)彈涂魚不像大多數(shù)魚類只能識別范圍很窄的光譜，可以說它們對于光譜的識別范圍已經(jīng)接近人類了。因此，大多數(shù)魚類眼中的世界或許是黑白的，但彈涂魚眼中的世界應(yīng)該是五彩繽紛，它們可以看得見白色的飛鳥、綠色的樹木、紅色的招潮蟹和灰色的灘涂。可以說，為了有效躲避天敵，彈涂魚已經(jīng)武裝到了基因！
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（大彈涂魚 圖片來源于xo拍攝）
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再看彈涂魚你或許會好奇它為什么那么厲害能在灘涂上一躍而起，甚至能爬上樹！這是因為彈涂魚的“四肢”比較發(fā)達。
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（大彈涂魚 圖片來源于xo拍攝）
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首先，彈涂魚的胸鰭，除了有跟其它魚類一樣的鰭條，還有一截肌柄。如果把魚類的鰭條比作人的手指，肌柄就好比人的手臂。單是手指，力量比較單薄，手指加上手臂，就可以支撐起整個身體。說真的，彈涂魚應(yīng)該可以像人一樣做俯臥撐！
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（大鰭彈涂魚 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
有了強勁有力的胸鰭，再加上尾柄（尾鰭至臀鰭之間的肌肉）的發(fā)力，彈涂魚便可以輕松一躍而起了。至于爬樹，是因為彈涂魚的兩片腹鰭愈合成吸盤狀，這樣可以用腹鰭吸附住身體，然后用胸鰭發(fā)力往上爬。
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（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
最后，你是否想搞清楚它們成天在泥巴里翻滾是如何繁殖后代呢？首先，彈涂魚屬于穴居性魚類，每一條彈涂魚都會在灘涂上挖洞穴，洞穴一般呈“Y”字型，有兩個洞口，一個主洞口和一個次洞口，正常是由主動口出入，遇到危險等情況則從次洞口逃跑。大多數(shù)時候，每個洞穴有一個休息室，但是到了繁殖季節(jié)，雄魚的洞穴就會多出一個產(chǎn)卵室。雄魚會吸引雌魚到洞穴交配，雌魚把卵產(chǎn)在雄魚洞穴的產(chǎn)卵室，雄魚完成授精。
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隨后，雌魚就離開雄魚的洞穴繼續(xù)過上單身生活。粘附在產(chǎn)卵室的受精卵則由雄魚負責照看。有意思的是，這些受精卵是不會被海水浸沒的，而是在空氣中完成孵化的。那這些彈涂魚卵如何獲得充足的氧氣以完成7天左右的胚胎發(fā)育呢？
科學家經(jīng)過長時間的監(jiān)測觀察發(fā)現(xiàn)，雄魚會用嘴巴把新鮮的空氣從洞穴外運送到產(chǎn)卵室，確保魚卵發(fā)育所需的氧氣。到了彈涂魚魚卵就要孵出小魚的時候，雄魚則會把產(chǎn)卵室的空氣排出，這樣產(chǎn)卵室的氣壓降低，海水則會把產(chǎn)卵室淹沒，剛孵出的小魚就可以游出洞穴。
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（圖中1為黏附在產(chǎn)卵室的受精卵；圖2-6顯示雄魚從洞穴外用嘴巴輸送空氣至產(chǎn)卵室；圖7-8顯示雄魚把產(chǎn)卵室內(nèi)的空氣排出后，海水浸沒產(chǎn)卵室，剛孵出的小魚游出洞穴。引用自Ishimatsu et al., 2007）
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彈涂魚交配的時機可是很有講究的，一般交配的高峰期是大潮水來之前的第7天，到小魚苗剛要孵出來的時候大潮水來了，這樣，小魚苗可以順著潮水安全出洞。這么精準的交配時間選擇，是不是彈涂魚也會看日歷啦？其實，這也是由基因控制的，跟生物節(jié)律相關(guān)的基因在交配期的表達量達到了最高值，一系列基因的表達調(diào)控就會誘發(fā)彈涂魚的繁殖行為。
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（大彈涂魚 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
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彈涂魚，猶如灘涂上舞動的精靈，一千多萬年前就出現(xiàn)在了地球上。通過對它們的觀察和研究，特別是基因方面的分析，我們已經(jīng)獲知了不少它們不同尋常背后的“基”密。而在若干年后，彈涂魚又會變成什么樣子呢？這是一個非常值得探究的問題。
參考文獻：
Atsushi Ishimatsu, Yu Yoshida, Naoko Itoki, et al. Mudskippers brood their eggs in air but submerge them for hatching. The Journal of Experimental Biology, 2007, 210, 3946-3954.
Wanshu Hong, Shixi Chen, Qiyong Zhang, et al. Reproductive ecology of mudskipper Boleophthalmus pectinirostris. Acta Oceanologica Sinica, 2007, 26(4), 1-10.
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首先，你可能會問，彈涂魚在沒有水的情況下是怎么呼吸的呢？是不是它也像其他哺乳動物一樣，進化出了肺？沒有，彈涂魚還沒有進化出肺。那它們在陸地上是怎么呼吸的呢？事實證明，它們已經(jīng)演化出了呼吸空氣的能力。
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（大彈涂魚 圖片來源于xo拍攝）
彈涂魚的嘴和咽喉的內(nèi)表皮很薄且布滿毛細血管，只要保持濕潤，就能像一個低效率的鰓一樣起到呼吸作用。但由于呼吸效率低，彈涂魚必須具備巨大的嘴和咽喉，這樣它們才能有更多的表面積用來呼吸。所以每一次彈涂魚冒險離開水時，它們都要含著一個氣泡，就像潛水員背著氧氣瓶一樣。
初看彈涂魚你可能會被它長在頭頂上的雙眼所吸引，彈涂魚大部時間在灘涂上活動，其最主要的天敵是鳥類，長在頭頂上的雙眼讓它可以第一時間察覺有沒有鳥飛過來抓它。
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（大鰭彈涂魚 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
其實，彈涂魚出生的時候，兩只眼睛也像其它魚一樣長在頭的兩側(cè)，出生后大概35天內(nèi)眼睛就逐漸移到頭頂。彈涂魚的眼睛不僅位置好，跟其他魚類相比，它的視力也特別棒。終生生活在水里的魚類其實是近視眼，水就是它們戴的近視眼鏡。彈涂魚則不一樣，它眼睛里面的晶狀體稍側(cè)扁，這樣，離開了水，它們也不會近視，甚至還有點遠視，可以早早地發(fā)現(xiàn)有沒有鳥飛過來。
此外，科學家通過分析彈涂魚視蛋白基因，發(fā)現(xiàn)彈涂魚不像大多數(shù)魚類只能識別范圍很窄的光譜，可以說它們對于光譜的識別范圍已經(jīng)接近人類了。因此，大多數(shù)魚類眼中的世界或許是黑白的，但彈涂魚眼中的世界應(yīng)該是五彩繽紛，它們可以看得見白色的飛鳥、綠色的樹木、紅色的招潮蟹和灰色的灘涂。可以說，為了有效躲避天敵，彈涂魚已經(jīng)武裝到了基因！
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（大彈涂魚 圖片來源于xo拍攝）
再看彈涂魚你或許會好奇它為什么那么厲害能在灘涂上一躍而起，甚至能爬上樹！這是因為彈涂魚的“四肢”比較發(fā)達。
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（大彈涂魚 圖片來源于xo拍攝）
首先，彈涂魚的胸鰭，除了有跟其它魚類一樣的鰭條，還有一截肌柄。如果把魚類的鰭條比作人的手指，肌柄就好比人的手臂。單是手指，力量比較單薄，手指加上手臂，就可以支撐起整個身體。說真的，彈涂魚應(yīng)該可以像人一樣做俯臥撐！
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（大鰭彈涂魚 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
有了強勁有力的胸鰭，再加上尾柄（尾鰭至臀鰭之間的肌肉）的發(fā)力，彈涂魚便可以輕松一躍而起了。至于爬樹，是因為彈涂魚的兩片腹鰭愈合成吸盤狀，這樣可以用腹鰭吸附住身體，然后用胸鰭發(fā)力往上爬。
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（圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
最后，你是否想搞清楚它們成天在泥巴里翻滾是如何繁殖后代呢？首先，彈涂魚屬于穴居性魚類，每一條彈涂魚都會在灘涂上挖洞穴，洞穴一般呈“Y”字型，有兩個洞口，一個主洞口和一個次洞口，正常是由主動口出入，遇到危險等情況則從次洞口逃跑。大多數(shù)時候，每個洞穴有一個休息室，但是到了繁殖季節(jié)，雄魚的洞穴就會多出一個產(chǎn)卵室。雄魚會吸引雌魚到洞穴交配，雌魚把卵產(chǎn)在雄魚洞穴的產(chǎn)卵室，雄魚完成授精。
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（大彈涂魚洞穴構(gòu)造示意圖，PO表示洞穴主洞口，SO表示洞穴次洞口，SC表示產(chǎn)卵室，T字型標尺的長度為3厘米。引用自Hong et al., 2007）
隨后，雌魚就離開雄魚的洞穴繼續(xù)過上單身生活。粘附在產(chǎn)卵室的受精卵則由雄魚負責照看。有意思的是，這些受精卵是不會被海水浸沒的，而是在空氣中完成孵化的。那這些彈涂魚卵如何獲得充足的氧氣以完成7天左右的胚胎發(fā)育呢？
科學家經(jīng)過長時間的監(jiān)測觀察發(fā)現(xiàn)，雄魚會用嘴巴把新鮮的空氣從洞穴外運送到產(chǎn)卵室，確保魚卵發(fā)育所需的氧氣。到了彈涂魚魚卵就要孵出小魚的時候，雄魚則會把產(chǎn)卵室的空氣排出，這樣產(chǎn)卵室的氣壓降低，海水則會把產(chǎn)卵室淹沒，剛孵出的小魚就可以游出洞穴。
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（圖中1為黏附在產(chǎn)卵室的受精卵；圖2-6顯示雄魚從洞穴外用嘴巴輸送空氣至產(chǎn)卵室；圖7-8顯示雄魚把產(chǎn)卵室內(nèi)的空氣排出后，海水浸沒產(chǎn)卵室，剛孵出的小魚游出洞穴。引用自Ishimatsu et al., 2007）
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（大彈涂魚 圖片來源于網(wǎng)絡(luò)）
彈涂魚，猶如灘涂上舞動的精靈，一千多萬年前就出現(xiàn)在了地球上。通過對它們的觀察和研究，特別是基因方面的分析，我們已經(jīng)獲知了不少它們不同尋常背后的“基”密。而在若干年后，彈涂魚又會變成什么樣子呢？這是一個非常值得探究的問題。
參考文獻：
Atsushi Ishimatsu, Yu Yoshida, Naoko Itoki, et al. Mudskippers brood their eggs in air but submerge them for hatching. The Journal of Experimental Biology, 2007, 210, 3946-3954.
Wanshu Hong, Shixi Chen, Qiyong Zhang, et al. Reproductive ecology of mudskipper Boleophthalmus pectinirostris. Acta Oceanologica Sinica, 2007, 26(4), 1-10.
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