現存體型最大的龜類,不「冷血」的瀕危爬行動物——棱皮龜

龜鱉目是爬行綱當中非常古老也極為繁盛的一目,其祖先的化石記錄可追溯到在我國貴州發現的2.2億年前的半甲齒龜。龜鱉目的起源比鱷目和有鱗目還要早,挺過了數次物種大滅絕,現存仍有14科近350種,除高寒高緯和極度干旱區域之外,幾乎遍布世界熱帶及溫帶區域,是極為常見的動物類群。

左為曲頸龜亞目,右為側頸龜亞目

龜鱉目分為兩個亞目——曲頸龜亞目和側頸龜亞目。曲頸龜亞目將頭縮回殼內時頸骨是彎曲的,而側頸龜亞目是將頭盤在殼外的。但曲頸龜當中,有一些物種無法將頭縮入殼內,比如鷹嘴龜和海龜。

按照生活習性,可以將龜鱉目粗略的劃分為水龜、陸龜和半水棲龜類

按照殼的軟硬,通常將硬殼的稱為龜,軟殼的稱為鱉和黿

但有一種龜很特殊,它沒有堅硬的外殼,但長得也不像鱉和黿,而且還生活在海洋中,它就是棱皮龜(Leatherback Turtle),現存最大的龜鱉目動物。但棱皮龜的特殊之處還不止這些,今天就來講講這種神奇的巨龜。

棱皮龜的概況

現存共有7種海龜,按照體型由小到大依次為麗龜(Olive Ridley) 、肯氏龜(Kemp’Ridley) 、玳瑁(Hawkbill ) 、平背龜(Flatback ) 、綠海龜(Green Turtle) 、蠵龜(Loggerhead) 、棱皮龜(Leatherback) 。前6種都是海龜科的,只有棱皮龜屬于單獨的棱皮龜科。棱皮龜的外型確實與其它6種海龜有極大的差別。

棱皮龜與其它6種海龜對比圖

海龜科6種海龜的背甲呈橢圓形或接近圓形,背甲上排列著3行角質的盾片,外圍還有一圈較小的盾片,盾片之下是由肋骨、椎骨和肋骨間的真皮骨過度生長而形成的極為堅硬的背甲。背甲顏色呈棕色、紅棕色、橄欖綠、橘黃色或欖灰色,色彩十分艷麗。

而棱皮龜的外貌就樸實很多了,體色為深黑色或深藍色,散布著白色斑點。背部是薄而堅韌的骨化皮膚,由椎骨和肋骨構成的骨架支撐,如同一面革質的盾牌。背甲上由體側向背部排列著7條縱貫背甲的棱脊。腹甲骨化不完全,有5條縱棱「棱皮龜」這個名字便來源于皮質的背甲和這7條棱脊。

棱皮龜骨架

因其革質的背甲十分柔韌,故稱 革龜;因其遷徙習性如燕子般準時或者巨大的前肢似燕子的翅膀,故又稱 燕子龜;因其背甲外型和歐洲的魯特琴非常相似,在歐洲被稱為 魯特龜;我國東南沿海的漁民則認為其背甲形似楊桃,稱之為 楊桃龜

棱皮龜最令人印象深刻的是它「惡魔深淵」般的大嘴,這嘴一張開,滿嘴的尖銳角刺視覺沖擊感極強。 棱皮龜沒有牙齒,角質喙不發達,進食幾乎靠吸入,再依靠嘴和食道里密布的角質倒刺將獵物撕碎,并防止獵物逃走,猶如一條傳送帶,將食物在食道里運送。棱皮龜的主要食物有頭足類、海鞘類和海綿,最愛吃的是水母,但這也給棱皮龜帶來巨大的痛苦。海洋污染加劇,無數塑料袋漂浮在海中,被棱皮龜誤食之后因角質倒刺無法排出體外,會阻塞食道令其死亡,這樣的案例已經發生過很多次了。

2 017年9月19日,西班牙加泰羅尼亞海卡雷亞海灘上出現了一只長達2米,重達700公斤的棱皮龜,被發現時已經死亡,死因正是誤食了塑料垃圾。

龜類在人們心目當中是長壽的象征,但大多數龜類的壽命都在30-50年,與古人相比這個壽命算是較長的。棱皮龜的壽命可以超過60年,在龜類當中屬于中等水平。

棱皮龜擁有數個「龜中之最」

1、體型最大

成年棱皮龜背甲長度為1-1.75米,身體全長1.83-2.13米,平均體重300-500公斤。加勒比地區的成年棱皮龜平均背甲弧長1.55米,平均體重約384公斤棱皮龜不僅是現存最大的龜鱉目動物,也是成年(性成熟)平均體重最大的爬行動物,灣鱷的成年平均體重約230公斤。

1981年8月19日在加利福尼亞蒙特里捕獲到一只雄性棱皮龜,體長2.54米,體重865.45公斤。

1988年,渤海灣山東膠萊河口捕獲到一只棱皮龜,體長1.83米,背甲長1.4米,估重500公斤。

2007年,NOAA(美國海洋與大氣管理局)在舊金山蒙特里捕獲一只重607公斤的棱皮龜(上圖)。

而史上被記錄下來的最大個體是在威爾士西海岸一個沙灘上發現的。背甲長度超過2.2米,重達916公斤。憑借這個數據,棱皮龜可以進入爬行動物極限體重前五名。

2、分布范圍最廣

棱皮龜是分布范圍最大的龜類,全球熱帶和溫帶海域幾乎都有它們的身影。根據不同的群體基因、覓食場所、產卵地點和洄游路線,棱皮龜被劃分為7個亞種。大西洋里,有東北、東南、西南三個亞種;太平洋里,有東、西兩個亞種;印度洋里,有東北、西南兩個亞種。

棱皮龜分布及亞種劃分/圖源自NOAA

但在某些資料里,僅將棱皮龜劃分為太平洋和大西洋兩個亞種。

3、遷徙距離最長

由于棱皮龜最愛吃的水母并非高熱量食物,所以它只能大量進食, 棱皮龜一天就可以吃掉相當于自身體重73%的食物,好在水母移動緩慢,捕獲難度不大,但為了進食足夠多的水母就需要長途遷徙。產卵地和水母豐盛地區往往相隔很遠。

西太平洋棱皮龜遷徙路線/圖源自NOAA

在西太平洋馬來群島產卵的棱皮龜,要前往美國西海岸水母豐富的海域覓食,行程達1.6萬公里,通常要花費10-12個月的時間。產卵地在加蓬海岸的棱皮龜,覓食區在巴西和烏拉圭海域,需要橫越數千公里,歷時150余天。除了具備超強的游泳能力和耐力之外,還需要借助洋流才能完成橫跨太平洋和大西洋的旅途。

4、游泳速度最快

棱皮龜擁有船槳一樣的前肢和水滴型的身體,其前肢張開可長達2.7米,前肢與身體的比例是現存海龜中最大的棱皮龜失去了表皮中的β-角蛋白,擁有了革質的外皮,獲得了更小的阻力。棱皮龜的速度可以達到35.2公里/時,比大多數魚類還要快這個游泳速度也是龜類當中最快的。

5、潛水能力最強

龜類主要依靠肺部呼吸,還能利用泄殖腔和口腔黏膜輔助呼吸。水生龜類一般都生活在淺水區以方便換氣,但棱皮龜卻擁有極強的潛水能力。

棱皮龜擁有柔韌的背甲和耐擠壓的氣管,并可以調節自身的代謝率,使自己的體溫高于周圍環境18℃以上。通過這些機制,棱皮龜可以潛到海平面以下1280米的深處,捕食那里的水母和頭足類,還可以屏息至少70分鐘毫無疑問,棱皮龜的潛水能力是龜類以及爬行動物之中最強的

看到這,可能很多人會疑惑了: 棱皮龜不是爬行動物嗎?為什麼可以調節自身的體溫?

棱皮龜確實屬于爬行動物,但它是極為特殊的「溫血海龜」

棱皮龜為什麼不「冷血」?

以前的研究將脊椎動物按體溫調節策略分為內溫性和外溫性

內溫性對應恒溫動物,又稱溫血動物,有哺乳動物和鳥類,即可以利用內部熱源來維持體溫,使之處于一個穩定的范圍

外溫性對應變溫動物,又稱冷血動物,有爬行動物、兩棲動物和魚類等即依靠外部熱源,如陽光和水溫來維持和調節自身體溫。比如鱷魚、蛇、蜥蜴等爬行動物喜歡曬太陽;蛙、蠑螈等兩棲動物多分布在熱帶和亞熱帶;而魚類對水溫變化非常敏感。

但隨著對生物研究的深入,發現了另一種體溫調節策略,介于內溫性和外溫性之間,稱為中溫性,棱皮龜正是這種特殊的中溫動物(Mesothermic)

棱皮龜與史前巨龜對比

棱皮龜是爬行動物,但它可以自我調節體溫,這和其它爬行動物有很大的區別。 成年棱皮龜可以在只有8℃的海水中保持25-26℃的體溫,而在溫暖的熱帶海域中,棱皮龜的體溫僅比水溫高1-3℃。要做到這一點,棱皮龜需要調節自身產生的熱量,又要防止熱量散失到周圍的海水中。它可以使用三個方法保存體內的熱量。

第一個是最簡單的方法,那就是巨大的體型動物體型越大,相對體表面積(體表面積與體積之比)就會越小,體內熱量從體表流失的速度就越慢。巨大的體型能使體內的熱量較為穩定的保留在體內,這種方式稱為巨溫性(Gigantotherrny)

棱皮龜作為最大龜類,巨大的體型可以較為長久的保持體內的熱量,使之不易散失。這個機制加上第二個方法也可以用來解釋為什麼胖子比瘦子更怕熱。

第二個方法就是保溫層。生活在高緯度的哺乳動物都擁有厚實的毛皮和脂肪,這就是保溫層。 棱皮龜也有自己的保溫層,其皮膚下有一個纖維層,纖維層下面擁有豐厚的褐色脂肪組織,這是一種特化的產熱組織,富含線粒體,能夠進行高效的非顫栗產熱活動,既相當于保溫層,又相當于電熱毯。但這種結構有個缺點就是無法維持頭部和四肢的溫度,而且血液從四肢流回身體時會降低身體的核心溫度,因此棱皮龜還需要第三個方法。

那就是對流交換系統棱皮龜體內的熱量主要來自于肌肉運動,棱皮龜的胸肌強壯且獨立,在5-38℃的海水中其胸肌的新陳代謝都能非常穩定的進行熱量輸出。棱皮龜的氣管里有厚實的血管層,通過對流交換的方式使進入肺部的空氣溫度和體內相當,所以棱皮龜即使在寒冷水域也能呼吸到溫暖的空氣。

棱皮龜的四肢根部的動脈束和靜脈束能使熱量相互傳遞,能將冷卻的血液從四肢帶來,與身體其它部分帶來的溫熱血液進行交換,防止四肢冷卻的血液降低核心體溫。在溫暖水域,棱皮龜也能通過這種方法將溫熱的血液輸送到四肢來散熱。

通過這三種方式,棱皮龜可以進入其它海龜無法到達的高緯海域和深水區域。 但上述方式只對成年棱皮龜有效,因為未成年棱皮龜的體型太小無法保存足夠的熱量,保溫層和對流交換系統也不足以維持體溫,所以棱皮龜只能快速長大。棱皮龜剛孵化出來時與其它海龜大小無異,背甲平均長約51.3毫米,重約46克但生長速度遠快于其它海龜

已知綠海龜的生長率約為2.2,棱皮龜卻高達13,而鱷魚僅為1.9,這就是為什麼棱皮龜能成為現存成年平均體重最大的爬行動物,因為它長得太快了。

月魚

棱皮龜不是僅有的中溫動物,鼠鯊、金槍魚、月魚、針鼴等都擁有自我調節體溫的能力。而且根據約翰·格雷迪的研究表明,恐龍也可能是中溫動物。

約翰·格雷迪2014年在《科學》雜志上發表的論文《Evidence for mesothermy in dinosaurs表示:恐龍的生長率介于4.8-16之間,領先于絕大多數爬行動物和魚類,但比不上絕大部分的哺乳動物。恐龍的生長速度大致位于恒溫動物與變溫動物之間,屬于中溫動物。但該論文發表一年后,M. D. D’Emic提出反對意見,認為約翰·格雷迪論文里恐龍的生長率計算方式有誤。所以恐龍究竟是恒溫、變溫還是中溫動物還需要更多研究。

棱皮龜的生存現狀

全球來看,棱皮龜的數量過去的30年里下降了40%,而西太平洋的棱皮龜數量在過去一個世紀里就下降了80%。棱皮龜被《世界自然保護聯盟》評定為易危物種,是《瀕危野生動植物種國際貿易公約》Ⅰ級保護動物,美國在1970年就將其列為瀕危物種,在我國則是國家二級保護動物。

宣傳海報:「棱皮龜無法辨認水母和塑料袋」

目前來看,海洋里漂浮的塑料垃圾、廢棄漁具、人類的誤捕以及對產卵地的破壞是棱皮龜面臨的主要威脅,國際上正在為增加棱皮龜的種群數量而努力。 根據最近幾年的產卵成龜和產卵數量來看,棱皮龜數量下降的趨勢正得到控制,預測在2030年左右種群數量會開始增加,但前提是國際上對棱皮龜的保護工作不能放松

棱皮龜是一種非常神奇的爬行動物,擁有完善的中溫系統,創造了數個生物奇跡,它身上還有無數的秘密等著人們去揭開。


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