你以為的黃河:
來源:自己畫的
實際上的黃河:
來源:自己畫的。鼠標畫得有點抽象,意思到了就行。
網(wǎng)上有人疑惑,黃河每天把魚沖入大海,淡水魚在海里無法存活,那么,這些淡水魚最后去哪了呢?
之所以有這個疑問,可能是很多人以為黃河就像“直腸子”,魚總是能被沖到大海里去。但看了上面兩張圖,相信大家應(yīng)該已經(jīng)了解,其實不是這樣的。今天,我們就來詳細聊聊這個話題。
黃河并不是直腸子
由于水流緩急、高低落差,以及地質(zhì)硬軟等因素的不同,水流在不同地區(qū)帶走的泥沙體量不同,因此江河會形成諸多天然的水下深潭。
來源:河道治理 500 例
來源:網(wǎng)絡(luò)
在地勢開闊地帶,還能形成大湖。
來源:網(wǎng)絡(luò)
作為脊椎動物,魚類也是需要睡覺、休息的。
如果黃河真的是開篇第一張圖那樣,全程都只有持續(xù)向下的水流,的確很難會有魚可以生存。即便有,也只能是在有大量亂石和水草的地方。
有過農(nóng)村小溪捕魚經(jīng)驗的人就會知道,有固定魚群的地方,基本上只有水坑和洼地。
深潭和有水草的淺灘更容易有魚。來源:河道治理 500 例
一條蜿蜒而行的江河,因為江灘、河灘的隨機分布,也使得水流流速有著很大的變化。
流水更緩的區(qū)域不僅往往水草更加豐茂,水陸交接生態(tài)復(fù)雜,也會有更多的固定魚群。
來源:upraveno podle HUGGET, 2007
來源:FISRWG,1998,中文網(wǎng)絡(luò)漢化版
稍微有點急的溪流,就很難會有魚群在固定的地方出現(xiàn)。
即便有魚出現(xiàn),要么很快被沖往更下游的洼地,要么力爭上游,來到更上游的洼地。
正是因為淡水魚的生存環(huán)境,是一個一個通過湍急水流連接的洼地,所以淡水魚才演化出了逆水而游的習(xí)性。
每次大雨,上游都會形成更大的或者新的洼地。
一般小魚是很容易被水流沖走的,但上游水流更緩,更小,不僅小魚不容易被沖走,即便被沖走,也還會遇到很多洼地,有更多的生存機會。
基本上中小型魚類,都會在大雨、洪水中有逆水而游的習(xí)性。
但其實,沖回來的魚居多。小時候有過捉魚經(jīng)驗的都知道,大雨的時候,哪怕拿個竹兜放在小溪中,都能接到從下游池塘一路游上來,然后力竭再次被沖下來的魚。
能到上游的魚越少,也意味著到達之后,也越具有生存優(yōu)勢。這里不僅食物多,蟲子、植物果實豐富,而且往往還缺少天敵。除了基本的生存外,在上游產(chǎn)卵、生育后代,也會更有優(yōu)勢。
總之,江河復(fù)雜的地理環(huán)境決定了,大量的魚并不會直接被沖到海里去。
蜿蜒曲折的河流。圖庫版權(quán)圖片,轉(zhuǎn)載使用可能引發(fā)版權(quán)糾紛
當然,江河下游,也生存著很多魚,最終被沖到海里的魚也不是沒有。
那么,被沖到海里的魚會怎么樣呢?
被沖到海里的淡水魚
后來怎么樣了?
1 當然是游回去
我們知道江河入海口,也是徑流最大的地方。但這里,由于水域開闊,水流速度反而比較慢。
黃河入海口(來源:山東東營黃河入??谛l(wèi)星圖,8.14)
絕大多數(shù)誤入入??诘聂~類,都有能力再次游回去。
而江水河水與海水也不是涇渭分明的,而是存在一個特殊的鹽度緩沖區(qū)[1]。鹽度從近岸的 0.1% 漸變到外海的 3%,形成一道天然的過渡帶。
入??诘牡湫望}度梯度變化(來源:文獻[1] )
不同河口類型(坡度差異)的鹽梯度變化。來源:libretexts.org
因此其形狀往往呈現(xiàn)舌狀延伸,因此又被稱為“淡水舌”或“低鹽水舌”。
淡水舌的表層面積與河流日流量正相關(guān),流量超過 200m3/s,淡水舌的面積便能超過 70km2。
而黃河最大流量達到 4700m3/s,平均流量在 2000m3/s左右波動。長江最大流量更是達到 85700m3/s,平均流量約 34000m3/s。黃河具有非常寬闊的淡水舌,長江更是黃河的 10 倍大小。
復(fù)雜的水環(huán)境,往往吸引不同的海洋/淡水魚類,形成復(fù)雜的生態(tài)[2]。
來源:文獻[2]
這里不僅有誤入的海洋/淡水魚類,偶爾來的機會主義魚類,長期定居的依賴魚類,也有溯河、洄游性魚類。
對于誤闖淡水舌的典型淡水魚類,例如鯉魚來說,進入大海后,隨著鹽濃度的提升,它們能夠敏銳感知到變化。
因為它們的味覺感受器不僅分布在口腔和咽部,還分布在唇、鰭、須等體表。不僅僅是味覺,甚至它們的嗅覺也有感知鹽濃度的能力,而且具有很高的敏感度。
來源:Living Ocean, CRDG, University of Hawaii at Manoa
側(cè)線系統(tǒng)雖然沒有直接感知鹽濃度的能力,但可以通過水流密度等性質(zhì)的改變,間接感知。
當然,還有一個關(guān)鍵,那就是魚類直接通過環(huán)境中的水和鹽來調(diào)節(jié)滲透壓[3]。
淡水魚(A)和海水魚(B)的滲透壓調(diào)節(jié)。來源:文獻[3]
隨著環(huán)境鹽濃度的改變,魚體會面臨滲透壓失衡。雖然這并不能直接感知鹽分,但不適狀態(tài),與味覺、嗅覺獲得的高鹽濃度信息,可以幫助魚類察覺危險,從而及時回到低鹽水體中去。
一般來說,對于鯽魚、鯉魚這樣的淡水魚,如果能在緩沖區(qū)內(nèi)及時調(diào)整狀態(tài),是可以逆流返回長江黃河的。
至于長時間無法回到淡水區(qū)的魚類,絕大多數(shù)都會死掉。除了因為滲透壓失衡死掉外,還可能被海洋機會主義掠食者吃掉。
當然,以上分析的是單個魚類個體的情況。
但如果是某種魚經(jīng)歷漫長的歲月,總是被長期大量沖入入海口,一些存活了下來,那會發(fā)生什么呢?
2 適應(yīng)環(huán)境,掀起一場演化革命
現(xiàn)實中就有活生生的例子,最典型的就是鮭魚。
以前認為鮭魚祖先來自大海,但現(xiàn)在一般認為來自淡水[4][5],最早 6500 萬~9500 萬年前就開始起源了[6][7][8]。
來源:文獻[8]
不斷變化的地理環(huán)境,塑造了鮭魚祖先的演化。
3700 萬~5700 萬年前,哥倫比亞河盆地還是廣闊的沿海平原,鮭魚祖先們過得很滋潤。
位于北美洲的哥倫比亞河流域。來源:wikimedia
600 萬~1700 萬年前,火山噴發(fā),大規(guī)模的玄武巖流過哥倫比亞河盆地中央,最終流入太平洋。不是熔漿就是海水,鮭魚祖先恍如生存于煉獄。
而在 800 萬~1500 萬年間,落基山脈、奧林匹克山脈、以及海岸山脈逐漸抬升,鮭魚祖先們生活的世界,正在改天換地。
來源:文獻[5]
劇烈的環(huán)境變化,使得鮭魚祖先適應(yīng)不同環(huán)境的過程中發(fā)生了分化。
太平洋鮭魚(Oncorhynchus)的最后祖先,正是從這一時期分化而出。
深色區(qū)域為鮭類(Salmonids),鮭科魚類。來源:文獻[7]
最早進入大海的鮭魚科魚類,也可能正好來自 1000 多萬年前[9]。它們有可能在過去幾千萬年至數(shù)百萬年前間,發(fā)生過多次獨立的“淡水?海洋”反復(fù)演化[10]。
來源:文獻[9]
然而,258 萬年前,地球開啟了第四紀冰期。
第四紀冰期并不是一成不變的冷,而是存在大量持續(xù) 1~4 萬年的間冰期。
反復(fù)的溫冷交替,使得鮭魚祖先迎來“鬼畜”魚生。
在第四紀冰期期間,多達 19~20 次的反復(fù)冰川作用、溫冷交替、旱洪循環(huán),使得鮭魚在不斷淘汰中演化。
不少早期淡水鮭魚科成員都滅絕了,而太平洋鮭魚經(jīng)歷不斷被淘汰,適應(yīng)了冰期的反復(fù)作用。
2 萬年前,在美洲大陸上,一群太平洋鮭魚熬過了第四紀冰期,開啟了輻射發(fā)展的巔峰,終于迎來了生存的曙光。
但它們并不知道,隨著冰期結(jié)束,它們面對的是更加“鬼畜”的魚生。
隨著全球變暖,冰壩周期性破裂,發(fā)生周期性的洪水。
北美大陸 1 萬多年前開啟的冰洪時代。來源:hugefloods.com
冰川和海水的交替作用,一直持續(xù)了數(shù)千年,其中米蘇拉湖的冰洪就沖刷了哥倫比亞高原上百次。
米蘇拉湖冰洪覆蓋廣闊,流量相當于今天 60 條亞馬孫河,嵌入在冰層中的汽車大小的巨石,被冰洪攜帶,足足漂了 800 公里。
米蘇拉湖冰洪覆蓋面積(左)。來源:Montana Natural History Center
活下來的鮭魚,選擇冰川還是海水?很明顯,從演化的角度來說,在海水中活下來的代價,比在冰川中的代價低很多。
我們可以想象,洄游鮭魚演化的過程。
從第四紀冰期開始到今天的漫長過程,這些鮭魚祖先遭遇冰冷洪水,先死掉了絕大多數(shù)。隨后部分進入海水,剩下的部分又死掉了絕大多數(shù)。最終,一部分體液滲透壓稍高的個體,扛過一段時間后,再次回到了淡水,從而得以繁衍生息。(由于祖先可能已經(jīng)發(fā)生過“淡水?海洋”適應(yīng)過程,它們再次適應(yīng)海洋環(huán)境也更加的容易。)
當它們發(fā)展到足夠規(guī)模以后,再次遭遇冰冷的洪水。
經(jīng)過不斷反復(fù)的淘汰選擇,經(jīng)過 N 次迭代后,最終活下來的鮭魚,體液滲透壓越來越高,介于淡水魚和海魚之間,甚至還發(fā)展出了用鰓排鹽的能力。
它們不僅在海水中存活的時間變長了,而且由于生存淘汰率高,它們也演化出了非常強的繁殖能力。通過足夠高的繁殖數(shù)量,來平衡淘汰率高的問題。
同時,要保證足夠多的后代存活下來,也意味著需要洄游到上游,選擇食物充足、天敵少的區(qū)域。甚至,為了后代的生存,不惜犧牲掉自己。
就這樣,經(jīng)過祖先上千萬年的漫長自然選擇,頂住后來第四紀冰期的“鬼畜”式壓力,又經(jīng)歷上萬年乃至數(shù)千年的激烈冰洪淘汰,最終促使了太平洋鮭魚等鮭魚洄游習(xí)性的誕生。
一般認為,太平洋鮭魚 2 萬年前輻射發(fā)展到了巔峰,而洄游習(xí)性則至少 11500 年前就存在了[11]。
或許,正是因為過于殘酷的演化過程,才讓鮭魚的繁殖,達到了自然界少有的高度內(nèi)卷。
鮭魚生命周期。來源:Elizabeth Morales
鮭魚父母橫穿 800 公里,以死亡為代價,終生產(chǎn)卵一次。
平均 4000 顆,大約只有 1/5 孵化,最終 200 條入大海,10 條成功洄游,但最終只有 2 條到達出生地,正好一代代的不斷循環(huán)。
鮭魚會在河流中生存 1~5 年才會進入大海,它們成長的保證,正是可以棲息的洼地、河床、河灣、水草、湖泊……
像鮭魚這樣進入大海,還能活下來的魚類,其實是比較罕見的,需要復(fù)雜而特殊的演化壓力。
絕大多數(shù)被沖入海水的,除了部分再次回到淡水的,其它的自然是死了,再次進入自然大循環(huán)。
你眼里波瀾壯闊的自然景象,在它們的世界,很有可能是一場殘酷的生存選擇。
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