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（來源：juebukeyi）

黑腹歧須鮠（Synodontis nigriventris），俗名倒游鯰魚，是一種來自非洲熱帶淡水河流的小型鯰魚。它只有3到7厘米長，身體光滑，沒有夸張的硬刺。白天，它喜歡躲在水草、樹枝下面休息；到了夜里才出來活動。水里缺氧時，它還能到水面“換氣”，屬于可以輔助空氣呼吸的魚類。

它所在的屬有部分生物能夠倒游。

Synodontis batensoda

大多數(shù)魚都是肚子朝下游，它卻常常肚子朝上，在水面附近慢慢巡航。

那它為什么非要倒著游？研究者提出3種假說，為了獲取水面食物，減少能量消耗，還有偽裝。

倒游鯰魚的食物大多集中在水面，比如浮游生物、昆蟲幼蟲和有機碎屑。倒過來之后，嘴巴正好貼近水面，張口就能刮食，比正著游再抬頭去啄要省力得多。實驗也發(fā)現(xiàn)，只要改變食物的位置，倒游的頻率就會跟著改變。這說明，食物分布是推動它倒游的重要原因。

除了吃，倒游還更省力。它的身體結(jié)構(gòu)和浮力分布有點“偏心”，天生就容易產(chǎn)生向上的翻轉(zhuǎn)趨勢。與其費勁把身體糾正過來，不如順勢倒著游，反而更穩(wěn)定。部分同屬物種靠大魚鰾提供浮力，另一些則在體內(nèi)儲存較多脂肪來調(diào)節(jié)浮力?？傊鼈兊母×χ行暮椭匦拇钆涞脛倓偤?，讓倒游成為一個穩(wěn)定姿態(tài)，而不是“翻車”。

在水面活動時，倒游還有水動力學(xué)優(yōu)勢。水面會產(chǎn)生額外阻力，但它倒游時身體前端更“尖”，水流更順，阻力比正游更低。在需要長時間貼著水面巡游、呼吸、覓食時，這種節(jié)能效果就很關(guān)鍵。

更有意思的是，它的大腦并不會強行把身體“糾正”回正位。雖然它的內(nèi)耳結(jié)構(gòu)和普通魚一樣，但神經(jīng)系統(tǒng)可以重新設(shè)定平衡基準(zhǔn)，讓倒著游也變成“正常狀態(tài)”。需要貼底活動時，它也能馬上轉(zhuǎn)回正游，非常靈活。

它的體色也和普通魚相反。一般魚是“背深腹淺”，從上往下看不容易被發(fā)現(xiàn)。倒游鯰魚卻是“腹深背淺”。當(dāng)它倒著游時，深色的腹部正好朝向下方昏暗的水體，淺色的背部貼近明亮的水面，這樣上下兩個方向的捕食者都不容易發(fā)現(xiàn)它。這種“反向保護(hù)色”，正是為倒游服務(wù)的。

所以，倒游鯰魚不是特立獨行，也不是行為異常。它只是把“怎么吃得更輕松、怎么躲得更安全、怎么游得更省力”這三件事做到了極致。倒著游，對它來說，才是最合理的姿勢。

題目：

非洲的黑腹歧須鮠（Synodontis nigriventris）的倒游行為非常獨特，研究人員想探究倒游是否有獨特的水動力學(xué)優(yōu)勢。研究者通過實驗測定了正游、倒游兩種姿勢下，魚體受到的水流阻力隨水深的變化，結(jié)果如圖1（A為正游組、B為倒游組，不同符號代表不同水流速度，實驗數(shù)據(jù)均具有統(tǒng)計學(xué)意義）。

(1) 由圖1可直接看出，無論正游還是倒游，魚體受到的水流阻力均隨水深的增加呈現(xiàn)______的趨勢。

(2) 結(jié)合圖1分析，倒游鯰魚倒游姿勢的低阻力優(yōu)勢并非在所有水深中都存在，判斷依據(jù)是______。

倒游鯰魚的近緣物種Synodontis batensoda是典型倒游魚類，研究者為探究食物位置對其倒游行為的影響設(shè)計實驗，結(jié)果如圖2（橫軸為實驗天數(shù)，縱軸為姿態(tài)占比，區(qū)分 “喂食時” 與 “非喂食時”，含 “僅表層食物”“僅底層食物” 兩組數(shù)據(jù)）。

(3) 圖2中 “僅表層食物” 組的實驗處理是______，目的是模擬該物種自然狀態(tài)下的表層攝食環(huán)境。

(4) 結(jié)合圖 2數(shù)據(jù)趨勢分析，當(dāng)食物僅分布在底層時，Synodontis batensoda的倒游占比隨實驗天數(shù)呈現(xiàn)______的變化，這說明其倒游行為可隨食物位置靈活調(diào)整。

(5)歧須鮠屬（Synodontis）的分布演化與非洲地質(zhì)事件密切相關(guān)，研究者通過祖先分布重建（圖3為基于RASP的貝葉斯二元MCMC分析結(jié)果，節(jié)點編號對應(yīng)不同演化分支，括號內(nèi)為替代重建結(jié)果）探究其歷史擴散路徑。

圖3中節(jié)點旁標(biāo)注的“NS”“C”“T”等字母代表非洲不同的魚類地理區(qū)，這些字母的核心作用是明確各演化分支的__________。

(6) 結(jié)合圖2的重建結(jié)果，歧須鮠屬的祖先種群先分布于尼羅-蘇丹區(qū)（NS），后擴散至剛果區(qū)（C），這一擴散過程的實現(xiàn)，依賴于兩地間存在__________。

答案

(1) 逐漸降低（且深水區(qū)域阻力趨于穩(wěn)定）

(2) 近水面淺水區(qū)，倒游組的阻力明顯低于正游組；在較深水區(qū)，兩種姿勢下魚體受到的阻力無明顯差異

(3) 僅提供漂浮食物（不提供底層食物）

(4) 逐漸降低（或從初始約 30% 降至 15 天的 5% 以下）

(5) 分布區(qū)域（或地理分布）

(6) 連通的水文通道（或未被地理屏障隔離，或可相互連通的河流/水域）

參考文獻(xiàn)

1.Blake R W, Chan K H S. Swimming in the upside down catfish Synodontis nigriventris: it matters which way is up[J]. Journal of Experimental Biology, 2007, 210(17): 2979-2989.

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參考圖片

https://www.inaturalist.org/observations/184943887

https://www.inaturalist.org/observations/254412028