体型最大的龟是什么龟(现存体型最大的龟类)

  龟鳖目是爬行纲当中非常古老也极为繁盛的一目,其祖先的化石记录可追溯到在我国贵州发现的2.2亿年前的半甲齿龟。龟鳖目的起源比鳄目和有鳞目还要早,挺过了数次物种大灭绝,现存仍有14科近350种,除高寒高纬和极度干旱区域之外,几乎遍布世界热带及温带区域,是极为常见的动物类群。

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  左为曲颈龟亚目,右为侧颈龟亚目

  龟鳖目分为两个亚目——曲颈龟亚目和侧颈龟亚目。曲颈龟亚目将头缩回壳内时颈骨是弯曲的,而侧颈龟亚目是将头盘在壳外的。但曲颈龟当中,有一些物种无法将头缩入壳内,比如鹰嘴龟和海龟。

  按照生活习性,可以将龟鳖目粗略的划分为水龟、陆龟和半水栖龟类。

  按照壳的软硬,通常将硬壳的称为龟,软壳的称为鳖和鼋。

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  但有一种龟很特殊,它没有坚硬的外壳,但长得也不像鳖和鼋,而且还生活在海洋中,它就是棱皮龟(Leatherback Turtle),现存最大的龟鳖目动物。但棱皮龟的特殊之处还不止这些,今天就来讲讲这种神奇的巨龟。

  现存共有7种海龟,按照体型由小到大依次为丽龟(Olive Ridley)、肯氏龟(Kemp’Ridley)、玳瑁(Hawkbill )、平背龟(Flatback )、绿海龟(Green Turtle)、蠵龟(Loggerhead)、棱皮龟(Leatherback)。前6种都是海龟科的,只有棱皮龟属于单独的棱皮龟科。棱皮龟的外型确实与其它6种海龟有极大的差别。

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  棱皮龟与其它6种海龟对比图

  海龟科6种海龟的背甲呈椭圆形或接近圆形,背甲上排列着3行角质的盾片,外围还有一圈较小的盾片,盾片之下是由肋骨、椎骨和肋骨间的真皮骨过度生长而形成的极为坚硬的背甲。背甲颜色呈棕色、红棕色、橄榄绿、橘黄色或榄灰色,色彩十分艳丽。

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  而棱皮龟的外貌就朴实很多了,体色为深黑色或深蓝色,散布着白色斑点。背部是薄而坚韧的骨化皮肤,由椎骨和肋骨构成的骨架支撑,如同一面革质的盾牌。背甲上由体侧向背部排列着7条纵贯背甲的棱脊。腹甲骨化不完全,有5条纵棱。“棱皮龟”这个名字便来源于皮质的背甲和这7条棱脊。

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  棱皮龟骨架

  因其革质的背甲十分柔韧,故称革龟;因其迁徙习性如燕子般准时或者巨大的前肢似燕子的翅膀,故又称燕子龟;因其背甲外型和欧洲的鲁特琴非常相似,在欧洲被称为鲁特龟;我国东南沿海的渔民则认为其背甲形似杨桃,称之为杨桃龟。

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  棱皮龟最令人印象深刻的是它“恶魔深渊”般的大嘴,这嘴一张开,满嘴的尖锐角刺视觉冲击感极强。棱皮龟没有牙齿,角质喙不发达,进食几乎靠吸入,再依靠嘴和食道里密布的角质倒刺将猎物撕碎,并防止猎物逃走,犹如一条传送带,将食物在食道里运送。棱皮龟的主要食物有头足类、海鞘类和海绵,最爱吃的是水母,但这也给棱皮龟带来巨大的痛苦。海洋污染加剧,无数塑料袋漂浮在海中,被棱皮龟误食之后因角质倒刺无法排出体外,会阻塞食道令其死亡,这样的案例已经发生过很多次了。

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  2017年9月19日,西班牙加泰罗尼亚海卡雷亚海滩上出现了一只长达2米,重达700公斤的棱皮龟,被发现时已经死亡,死因正是误食了塑料垃圾。

  龟类在人们心目当中是长寿的象征,但大多数龟类的寿命都在30-50年,与古人相比这个寿命算是较长的。棱皮龟的寿命可以超过60年,在龟类当中属于中等水平。

  1、体型最大

  成年棱皮龟背甲长度为1-1.75米,身体全长1.83-2.13米,平均体重300-500公斤。加勒比地区的成年棱皮龟平均背甲弧长1.55米,平均体重约384公斤。棱皮龟不仅是现存最大的龟鳖目动物,也是成年(性成熟)平均体重最大的爬行动物,湾鳄的成年平均体重约230公斤。

  1981年8月19日在加利福尼亚蒙特里捕获到一只雄性棱皮龟,体长2.54米,体重865.45公斤。

  1988年,渤海湾山东胶莱河口捕获到一只棱皮龟,体长1.83米,背甲长1.4米,估重500公斤。

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  2007年,NOAA(美国海洋与大气管理局)在旧金山蒙特里捕获一只重607公斤的棱皮龟(上图)。

  而史上被记录下来的最大个体是在威尔士西海岸一个沙滩上发现的。背甲长度超过2.2米,重达916公斤。凭借这个数据,棱皮龟可以进入爬行动物极限体重前五名。

  2、分布范围最广

  棱皮龟是分布范围最大的龟类,全球热带和温带海域几乎都有它们的身影。根据不同的群体基因、觅食场所、产卵地点和洄游路线,棱皮龟被划分为7个亚种。大西洋里,有东北、东南、西南三个亚种;太平洋里,有东、西两个亚种;印度洋里,有东北、西南两个亚种。

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  棱皮龟分布及亚种划分/图源自NOAA

  但在某些资料里,仅将棱皮龟划分为太平洋和大西洋两个亚种。

  3、迁徙距离最长

  由于棱皮龟最爱吃的水母并非高热量食物,所以它只能大量进食,棱皮龟一天就可以吃掉相当于自身体重73%的食物,好在水母移动缓慢,捕获难度不大,但为了进食足够多的水母就需要长途迁徙。产卵地和水母丰盛地区往往相隔很远。

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  西太平洋棱皮龟迁徙路线/图源自NOAA

  在西太平洋马来群岛产卵的棱皮龟,要前往美国西海岸水母丰富的海域觅食,行程达1.6万公里,通常要花费10-12个月的时间。产卵地在加蓬海岸的棱皮龟,觅食区在巴西和乌拉圭海域,需要横越数千公里,历时150余天。除了具备超强的游泳能力和耐力之外,还需要借助洋流才能完成横跨太平洋和大西洋的旅途。

  4、游泳速度最快

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  棱皮龟拥有船桨一样的前肢和水滴型的身体,其前肢张开可长达2.7米,前肢与身体的比例是现存海龟中最大的。棱皮龟失去了表皮中的β-角蛋白,拥有了革质的外皮,获得了更小的阻力。棱皮龟的速度可以达到35.2公里/时,比大多数鱼类还要快,这个游泳速度也是龟类当中最快的。

  5、潜水能力最强

  龟类主要依靠肺部呼吸,还能利用泄殖腔和口腔黏膜辅助呼吸。水生龟类一般都生活在浅水区以方便换气,但棱皮龟却拥有极强的潜水能力。

  棱皮龟拥有柔韧的背甲和耐挤压的气管,并可以调节自身的代谢率,使自己的体温高于周围环境18℃以上。通过这些机制,棱皮龟可以潜到海平面以下1280米的深处,捕食那里的水母和头足类,还可以屏息至少70分钟。毫无疑问,棱皮龟的潜水能力是龟类以及爬行动物之中最强的。

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  看到这,可能很多人会疑惑了:棱皮龟不是爬行动物吗?为什么可以调节自身的体温?

  棱皮龟确实属于爬行动物,但它是极为特殊的“温血海龟”。

  以前的研究将脊椎动物按体温调节策略分为内温性和外温性。

  内温性对应恒温动物,又称温血动物,有哺乳动物和鸟类,即可以利用内部热源来维持体温,使之处于一个稳定的范围。

  外温性对应变温动物,又称冷血动物,有爬行动物、两栖动物和鱼类等。即依靠外部热源,如阳光和水温来维持和调节自身体温。比如鳄鱼、蛇、蜥蜴等爬行动物喜欢晒太阳;蛙、蝾螈等两栖动物多分布在热带和亚热带;而鱼类对水温变化非常敏感。

  但随着对生物研究的深入,发现了另一种体温调节策略,介于内温性和外温性之间,称为中温性,棱皮龟正是这种特殊的中温动物(Mesothermic)。

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  棱皮龟与史前巨龟对比

  棱皮龟是爬行动物,但它可以自我调节体温,这和其它爬行动物有很大的区别。成年棱皮龟可以在只有8℃的海水中保持25-26℃的体温,而在温暖的热带海域中,棱皮龟的体温仅比水温高1-3℃。要做到这一点,棱皮龟需要调节自身产生的热量,又要防止热量散失到周围的海水中。它可以使用三个方法保存体内的热量。

  第一个是最简单的方法,那就是巨大的体型。动物体型越大,相对体表面积(体表面积与体积之比)就会越小,体内热量从体表流失的速度就越慢。巨大的体型能使体内的热量较为稳定的保留在体内,这种方式称为巨温性(Gigantotherrny)。

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  棱皮龟作为最大龟类,巨大的体型可以较为长久的保持体内的热量,使之不易散失。这个机制加上第二个方法也可以用来解释为什么胖子比瘦子更怕热。

  第二个方法就是保温层。生活在高纬度的哺乳动物都拥有厚实的毛皮和脂肪,这就是保温层。棱皮龟也有自己的保温层,其皮肤下有一个纤维层,纤维层下面拥有丰厚的褐色脂肪组织,这是一种特化的产热组织,富含线粒体,能够进行高效的非颤栗产热活动,既相当于保温层,又相当于电热毯。但这种结构有个缺点就是无法维持头部和四肢的温度,而且血液从四肢流回身体时会降低身体的核心温度,因此棱皮龟还需要第三个方法。

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  那就是对流交换系统。棱皮龟体内的热量主要来自于肌肉运动,棱皮龟的胸肌强壮且独立,在5-38℃的海水中其胸肌的新陈代谢都能非常稳定的进行热量输出。棱皮龟的气管里有厚实的血管层,通过对流交换的方式使进入肺部的空气温度和体内相当,所以棱皮龟即使在寒冷水域也能呼吸到温暖的空气。

  棱皮龟的四肢根部的动脉束和静脉束能使热量相互传递,能将冷却的血液从四肢带来,与身体其它部分带来的温热血液进行交换,防止四肢冷却的血液降低核心体温。在温暖水域,棱皮龟也能通过这种方法将温热的血液输送到四肢来散热。

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  通过这三种方式,棱皮龟可以进入其它海龟无法到达的高纬海域和深水区域。但上述方式只对成年棱皮龟有效,因为未成年棱皮龟的体型太小无法保存足够的热量,保温层和对流交换系统也不足以维持体温,所以棱皮龟只能快速长大。棱皮龟刚孵化出来时与其它海龟大小无异,背甲平均长约51.3毫米,重约46克,但生长速度远快于其它海龟。

  已知绿海龟的生长率约为2.2,棱皮龟却高达13,而鳄鱼仅为1.9,这就是为什么棱皮龟能成为现存成年平均体重最大的爬行动物,因为它长得太快了。

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  月鱼

  棱皮龟不是仅有的中温动物,鼠鲨、金枪鱼、月鱼、针鼹等都拥有自我调节体温的能力。而且根据约翰·格雷迪的研究表明,恐龙也可能是中温动物。

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  约翰·格雷迪2014年在《科学》杂志上发表的论文《Evidence for mesothermy in dinosaurs》表示:恐龙的生长率介于4.8-16之间,领先于绝大多数爬行动物和鱼类,但比不上绝大部分的哺乳动物。恐龙的生长速度大致位于恒温动物与变温动物之间,属于中温动物。但该论文发表一年后,M. D. D’Emic提出反对意见,认为约翰·格雷迪论文里恐龙的生长率计算方式有误。所以恐龙究竟是恒温、变温还是中温动物还需要更多研究。

  全球来看,棱皮龟的数量过去的30年里下降了40%,而西太平洋的棱皮龟数量在过去一个世纪里就下降了80%。棱皮龟被《世界自然保护联盟》评定为易危物种,是《濒危野生动植物种国际贸易公约》Ⅰ级保护动物,美国在1970年就将其列为濒危物种,在我国则是国家二级保护动物。

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  宣传海报:“棱皮龟无法辨认水母和塑料袋”

  目前来看,海洋里漂浮的塑料垃圾、废弃渔具、人类的误捕以及对产卵地的破坏是棱皮龟面临的主要威胁,国际上正在为增加棱皮龟的种群数量而努力。根据最近几年的产卵成龟和产卵数量来看,棱皮龟数量下降的趋势正得到控制,预测在2030年左右种群数量会开始增加,但前提是国际上对棱皮龟的保护工作不能放松。

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  棱皮龟是一种非常神奇的爬行动物,拥有完善的中温系统,创造了数个生物奇迹,它身上还有无数的秘密等着人们去揭开。

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