尾摆频率和步长的比较分析揭示了区域性内温鱼类如何快速巡游

巡航速度是影响持续游泳动物猎物搜索效率和迁徙范围的关键因素。金枪鱼和鼠鲨科鲨鱼（如大白鲨）趋同演化出了适于高速巡航的特征，其中包括能够将慢收缩、有氧型红肌（RM）的温度维持在高于环境水温的水平，这一现象称为红肌内温性（RM endothermy）。尽管它们以较高的巡航速度而著称，但支撑其高游速的运动学特征仍不明确。游泳速度等于尾摆频率（TBF；Hz）与步长（SL，即每次尾摆所前进的绝对距离；m）的乘积。预期红肌内温性可通过增强肌肉收缩性能来提高TBF。此外，在具有红肌内温性的鱼类中，金枪鱼和鼠鲨科鲨鱼由于尾鳍形态和尾摆振幅的差异，可能表现出不同的运动学特征。在本研究中，我们汇编了20种鱼类的运动学参数，其中包括5种红肌内温性物种，这些参数均通过动物附载传感器在野外测得。比较分析表明，在相同体重和水温条件下，红肌内温性鱼类的巡航速度和TBF均为外温性鱼类的1.9倍，而SL则保持相近。在红肌内温性鱼类内部，金枪鱼的TBF为同等体型鼠鲨科鲨鱼的2.3倍，而鼠鲨科鲨鱼的SL则为同等体型金枪鱼的1.7倍。这些结果表明，红肌内温性通常与较高的TBF相关，但金枪鱼与鼠鲨科鲨鱼之间仍存在显著的运动学差异。这种分化可能部分归因于鼠鲨科鲨鱼更大的尾鳍面积和尾摆振幅，也可能反映了硬骨鱼类与软骨鱼类骨骼类型的差异，而这类差异可能会影响身体刚度和游泳运动学。

巡航速度是影响持续游泳动物猎物搜索效率和迁移范围的关键因素。金枪鱼和鼠鲨科鲨鱼（如大白鲨）趋同演化出了适于高速巡航的特征，其中包括能够使慢缩型、有氧的红肌（RM）维持高于环境水温的能力，这一现象被称为红肌内温性（RM endothermy）。尽管它们以较高的巡航速度而闻名，但支撑其较高速度的运动学特征仍不明确。游泳速度是尾摆频率（TBF；Hz）与步幅（SL，即每次尾摆所前进的绝对距离；m）的乘积。红肌内温性预期会通过增强肌肉收缩性能来提高尾摆频率。此外，在具有红肌内温性的鱼类中，金枪鱼和鼠鲨科鲨鱼由于尾鳍形态和尾摆振幅的差异，可能表现出不同的运动学特征。在本研究中，我们汇总了20种鱼类的运动学参数，其中包括5种具有红肌内温性的物种，这些参数均通过动物携带式传感器在野外测得。比较分析表明，在相同体重和水温条件下，具有红肌内温性的鱼类表现出比外温性鱼类高1.9倍的巡航速度和尾摆频率，而步幅则保持相似。在具有红肌内温性的鱼类内部，金枪鱼的尾摆频率比体型相近的鼠鲨科鲨鱼高2.3倍，而鼠鲨科鲨鱼的步幅则比体型相近的金枪鱼长1.7倍。这些结果表明，红肌内温性通常与较高的尾摆频率相关，但金枪鱼与鼠鲨科鲨鱼之间仍存在显著的运动学差异。这种分化可能部分归因于鼠鲨科鲨鱼更大的尾鳍面积和更大的尾摆振幅。它也可能反映了硬骨鱼类与软骨鱼类截然不同的骨骼类型，而这种差异可能会影响身体刚度和游泳运动学。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.08.14.744074v1?rss=1

🏷️ 鱼类运动学 红肌内温性 巡航游泳 尾摆频率 金枪鱼 鼠鲨科