本文發表於《大眾科學》的前部落格網路,反映了作者的觀點,不一定反映《大眾科學》的觀點
1975年,史蒂文·斯皮爾伯格的驚悚片《大白鯊》上映,使整整一代人憎惡甚至害怕鯊魚。可悲的事實是,雖然有些鯊魚有時會攻擊和殺死人類,但它們只是少數。事實上,在世界上超過350種鯊魚中,只有少數幾種攻擊過人類。但這少數幾種鯊魚敗壞了這些神奇生物的名聲。
世界各地的科學家們正在努力改變人們對鯊魚的看法,從恐懼轉變為尊重。他們實現這一目標的方法之一是瞭解鯊魚行為背後的原因。
關於支援科學新聞報道
如果您喜歡這篇文章,請考慮支援我們屢獲殊榮的新聞報道,方式是 訂閱。透過購買訂閱,您正在幫助確保未來能夠繼續刊登關於塑造我們當今世界的發現和思想的具有影響力的報道。
關於鯊魚,一個不可否認的事實是,它們已經花費數百萬年的時間來完善自己的行為和身體屬性,從而成為自然界最偉大的獵手之一。但是,是什麼讓鯊魚,尤其是最著名的大白鯊(Carcharodon carcharias),成為如此高效的掠食者呢?
雖然電影《大白鯊》加深了人們對大白鯊的負面刻板印象,但皮克斯的《海底總動員》試圖以更積極的眼光來描繪它們。電影中的角色布魯斯是素食主義者,但仍然保持著他作為殺手的本能。這在電影中可能行得通,但我們必須記住,數百萬年來,鯊魚一直處於海洋食物鏈的頂端……而不是我們。
如果談論鯊魚,它們最引人注目的特徵莫過於大量的牙齒。大白鯊有成排成排(是的,甚至更多排,因為鯊魚會在一生中不斷補充牙齒)鋒利且呈鋸齒狀的牙齒,其結構類似於牛排刀。
鋸齒有助於撕裂獵物的肉,而鯊魚則在水中來回甩頭。它們之所以這樣做,是因為它們的獵物通常比它們的嘴巴大,而且由於它們沒有肢體來幫助將獵物切成小塊,因此它們必須自己產生力量來完成這項工作。牙齒也向內彎曲,以將獵物固定在下巴中,幾乎像抓握一樣,以防止獵物逃脫並幫助從骨頭上撕下肉。
這就像被鋸齒狀的老虎鉗固定住,然後在水中像混合油漆一樣來回搖晃。您就能理解為什麼人們如此害怕鯊魚了!
這就是鯊魚的攻擊端,但擁有工具固然重要,它們又是如何付諸實踐的呢?
像虎鯊或大白鯊這樣的大型鯊魚通常通過沖撞式捕食來進食,這種方式包括高速直接遊向靜止或移動的獵物,並將其完全吞噬。但是,如果獵物太大(像海豹一樣)而無法一口咬住怎麼辦?
那麼,事情就變得有趣了。
2005年,R. Martin及其同事在一篇名為“南非海豹島大白鯊(Carcharodon carcharias)的捕食行為”的論文中對此進行了調查。研究人員透過觀察鯊魚如何攻擊活海豹和海豹形狀的誘餌,識別出了驚人的行為多樣性。
他們注意到,鯊魚利用了20種不同的攻擊模式,並推測鯊魚的行為完全根據獵物的位置和速度而變化。研究人員確定,每次攻擊都包含四個階段:初始襲擊、二次追擊、捕獲獵物,以及最後的進食。
最常見的是,鯊魚首先使用北極星式突破[下圖中的A],即鯊魚躍出水面,嘴裡可能叼著獵物,也可能沒有,然後是水面突擊[E],即只有動物的背部區域露出水面。攻擊通常以側向咬合[I]結束,即鯊魚在吞食獵物之前,先用下巴從側面抓住獵物[如圖M-O所示]。
這就是鯊魚攻擊獵物的方式,但悄無聲息地抓住獵物又是完全不同且令人著迷的故事了。
小韋斯利·R·斯特朗及其同事使用了兩種不同的誘餌形狀,發現大多數鯊魚都從陡峭的90度水下角度接近獵物。他們在下圖的假設中認為,這可以讓更多的光線進入鯊魚的眼睛進行攻擊(c),同時減少海獅的可用逃生路線(消除逃生路線d)。
透過這種方式攻擊,鯊魚最大限度地降低了自身的風險,以及失去獵物的風險。攻擊本身可以有兩種方式:鯊魚可能會堅持攻擊,或者採用“咬住、放開並等待”的方法。這是一種非常簡單但非常有效的攻擊方法,在動物王國的許多物種中都有使用。
如果鯊魚採用這種方法,它可能會咬住獵物,然後放開它,等待獵物因休克或失血而死,同時避免潛在的傷害。這兩種方法都有缺點,因為攻擊和追逐可能會獲得更大的獵物,但會消耗更多的能量並冒著受傷的風險。但是,如果使用攻擊和等待策略,則存在將獵物丟失給其他掠食者或食腐動物的風險。
由於鯊魚沒有手來拍開篡位者,也沒有發聲來顯示統治地位,因此它們必須進化出自己獨特的社互動動方式:拍打尾巴和躍出水面。
拍打尾巴是指鯊魚躍出水面,然後在重新入水時用尾巴拍打水面,濺起水花,濺到其他鯊魚身上。另一方面,躍出水面類似於鯨魚的做法:將身體的三分之二推進到水面之上,然後平著落下。這些互動通常不會持續很長時間,因為一條鯊魚最終會屈服於另一條鯊魚並離開,讓勝利者吞食獵物。
您肯定不知道鯊魚會像那樣互相交流,對吧?
鯊魚,尤其是那些被稱為“食人鯊”的鯊魚,只是動物而已。它們身上沒有任何邪惡之處,它們的兇猛也沒有任何動機……這只是它們體驗世界和與之互動的方式。因此,下次您去海里時,請記住這一點。
畢竟,鯊魚和所有其他動物都在做它們生存所需的事情。如果您處於那種境地,您也會做同樣的事情。
Martin, R., Hammerschlag, N., Collier, R., & Fallows, C. (2005). 南非海豹島大白鯊 ( Carcharodon carcharias ) 的捕食行為英國海洋生物協會雜誌,85 (05) DOI: 10.1017/S002531540501218X
Strong, WR Jr. (1996). 大白鯊的形狀辨別和視覺捕食策略。載於:Klimley, AP & Ainley, AD (編). 大白鯊:Carcharodon carcharias 的生物學。Academic Press, New York, pp 229-240。
鯊魚圖片來源:Flickr/kqedquest。鯊魚攻擊照片系列:Martin et al., (2005)。鯊魚攻擊示意圖:Strong Jr., et al. (1996)。
大衛·曼利是一位加拿大自由科學記者,擁有生物學和動物學學位,以及新聞學碩士學位。目前,他撰寫關於所有動物(從鯊魚到扁蟲以及介於兩者之間的一切動物)的生態學、生理學和行為的文章,以及如何改善科學傳播以及專業人士與公眾之間的互動。您可以在他的 Lab Spaces 部落格以及他自己的部落格 The Definitive Host 和 Twitter 上找到大衛的作品:@davidmanly。