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小浮游鱼在海洋生态系统中至关重要，但人们对其生理学了解有限。为探究其受人类诱导的快速环境变化（HIREC）影响，研究人员测定细鳞沙丁鱼（Harengula jaguana）的游泳和代谢能力，发现其代谢能力强，这对评估该物种应对 HIREC 挑战有重要意义。
在广袤无垠的海洋世界里，小浮游鱼（如沙丁鱼、凤尾鱼等）就像一群默默奉献的 “能量传递者”，它们是大型掠食性鱼类、鸟类和哺乳动物的食物来源，在海洋食物网中占据着关键位置，对维持生态系统的健康和生产力起着举足轻重的作用。然而，长期以来，人类对这些小家伙的生理学特征却知之甚少。随着全球环境的快速变化，人类活动引发的海洋环境改变日益加剧，比如海水温度不断上升、浮游生物的生物量和大小发生变化，这些都可能给小浮游鱼的生存带来巨大挑战。在这样的背景下，深入了解小浮游鱼的生理学特征，对于预测它们在环境变化中的命运，制定行之有效的保护策略至关重要。
为了揭开小浮游鱼生理学的神秘面纱，来自加拿大纽芬兰纪念大学（Memorial University of Newfoundland）海洋科学系和巴哈马伊柳塞拉角研究所（Cape Eleuthera Institute）的研究人员，以细鳞沙丁鱼（Harengula jaguana）为研究对象，展开了一项意义非凡的研究。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》上，为我们理解小浮游鱼的生理机制和应对气候变化的能力提供了宝贵的线索。
研究人员在这项研究中，主要运用了以下关键技术方法：首先，通过野外捕捞，在巴哈马伊柳塞拉岛附近海域捕获细鳞沙丁鱼，将其暂养在实验设施中。接着，使用特制的游泳隧道装置，测定细鳞沙丁鱼的临界游泳速度（Ucrit），同时在不同游泳速度下，运用呼吸测量技术测定其氧气消耗情况，以此来评估标准代谢率（SMR）、最大代谢率（MMR）等代谢指标。此外，还通过计算得出有氧范围（AS）、运输成本（COT）等重要参数。
研究结果
- 实验方法考量：研究发现细鳞沙丁鱼在实验操作中极难处理，它们对环境变化极为敏感，轻微操作就会导致大量鳞片脱落，且从麻醉中恢复困难。基于这些特点，研究人员对捕捞、暂养和实验操作方法进行了优化。比如，推荐使用围网捕捞，暂养时提供适度水流并遮光，还设计了特殊的装置方便捕捞实验鱼，减少对鱼的伤害。此外，由于这种鱼在低水流速度下也不 “休息”，难以测量常规 / 静止代谢率（RMR）和标准代谢率（SMR），建议在其暂养几周后在养殖缸中测量，或使用特定的圆柱形呼吸计12。
- 标准和常规代谢率：细鳞沙丁鱼的 SMR 和在最慢游泳速度（0.5BLs?1）下的氧气消耗（MO2）在 27°C 时分别为1122±133和1281±155mgO2 kg?1hr?1，约为其他类似鱼类在 18 - 21°C 时平均测量值的 2.5 倍。这一差异并非鱼的健康状况不佳所致，而是与它们在低水流速度下的活跃行为有关3。
- 游泳和代谢能力：细鳞沙丁鱼的Ucrit约为5.01±0.23BLs?1（范围4.48?5.80BLs?1），研究人员估计其真实平均Ucrit可能接近或超过6.0BLs?1。其 MMR、AS 和 FAS（MMR/SMR）的值分别为4569±350mgO2 kg?1hr?1、3446±290mgO2 kg?1hr?1和4.2±0.4。与其他鱼类相比，细鳞沙丁鱼的 MMR 至少比金枪鱼高 25%，AS 和 FAS 分别比金枪鱼高约 70% 和接近 2 倍，展现出极高的代谢能力456。
- 运输成本：细鳞沙丁鱼的运输成本（COT）在极低游泳速度时最高，在约3.0BLs?1时呈指数下降，之后保持相对稳定，其最适游泳速度（Uopt）估计为3.24±0.38BLs?1。COTmin的值与其他鱼类相比，经体重调整后相似，但绝对值比其他鱼类高 5 - 30 倍，这意味着它们以最适速度游泳时能量消耗巨大，可能不会长时间以该速度游泳，且可能仅在浮游生物浓度高时才进行滤食78。
研究结论与讨论
这项研究为我们揭示了细鳞沙丁鱼卓越的游泳和代谢能力，它堪称鱼类中的 “精英运动员”，其代谢能力远超金枪鱼等其他鱼类。这一发现挑战了传统观点，即认为处于较高营养级的鱼类具有最高的最大代谢率。研究结果表明，细鳞沙丁鱼独特的代谢表型使其在海洋生态系统中具有特殊的地位。
然而，随着气候变化，海洋环境不断恶化，浮游生物群落结构改变，这对细鳞沙丁鱼来说是巨大的挑战。一方面，它们游泳时的高能量消耗可能使其在食物资源减少时面临生存困境；另一方面，它们对温度变化也有一定的适应性，比如在温度升高时能表现出积极的适应反应，这可能有助于它们在一定程度上应对海洋变暖。但目前还不清楚这些适应性是否足以让它们在快速变化的海洋环境中持续生存和繁衍。
此外，研究还提出了一些有待进一步探索的问题，例如是什么生命历史和进化力量造就了细鳞沙丁鱼如此强大的有氧代谢能力？这种强大的代谢能力与它们在自然环境中的生存策略和生态角色之间存在怎样的关系？对这些问题的深入研究，将有助于我们更全面地了解细鳞沙丁鱼的生理生态特征，为保护这些重要的海洋生物资源和维护海洋生态系统的稳定提供有力的科学依据。
