任何曾在湖里游过泳的人都知道水能迅速地从你身上带走热量，鱼的处境更糟；水不仅包围着它的身体，而且当它呼吸时还经过它的鳃循环。30000种硬骨鱼中的绝大多数都是冷血的，它们的体温随水温一起波动，但是金枪鱼、旗鱼和数十种其他鱼并未屈服于冷水，对动物生理学家芭芭拉 · 布洛克（Barbara Block）来说，这些鱼身体的某些部位是怎样和为什么变暖曾是一个无法抗拒的进化之谜。最近芝加哥大学的布洛克和她的小组提供了说明是什么力量驱使着向温血的或体内温暖的动物进化并洞悉了这种特性在其他动物中是怎样进化的证据。

多年来，科研人员一直在争论动物首次成为温血的原因的两个假说：为保持身体温暖以使其能在温度不同的栖息地保持活力的一种手段（“生态龛扩张”说）或为维持积极的生存方式所需要的高新陈代谢的副产物（“需氧量”说）。布洛克和她的学生对生态龛扩张是（进化）驱动力的观点给以强烈支持。通过分子生物学手段探索进化史，发现3种不同的温血鱼是各自独立地进化出这种特征的。在每种情况下，这种特征的进化都是当其鱼类祖先的分布扩张进入更冷水域时完成的。

其他进化生物学家正在接受这个结论。Drexel大学的温血动物专家詹姆斯 · 施珀蒂拉（James Spotila）说：“以前我们对温血鱼的观察是‘蜻蜓点水’，现在我们对它们的热调节功能有了一种全新的深入了解，但是部分科研人员对布洛克的工作是否适用于其他热血动物的进化表现出谨慎的态度。华盛顿大学的进化生理学家雷蒙德 · 休伊（Raymond Huey）说：“她的论据是否能适用于鸟类和哺乳动物还得等着瞧。可能它们不一样。在陆上和水中环境之间仅传热的不同就是个问题。”

生物学家知道金枪鱼是温血的已有150年，但直到80年代以前科学家还不知道其他一些大型鱼类，包括旗鱼（如剑鱼和枪鱼）和蝴蝶鲭身体的某些部位也保持着温暖。这3种谱系的鱼都以自己的方式取暖。旗鱼只有脑子和眼睛是热的，通过以血流经一束特别的眼肌做到这一点——正如布洛克说明的，这是“肌肉构成的炉子”。布洛克及同事已发现蝴蝶鲭有一种基于不同眼肌的相似的加热器。相反的是，金枪鱼肌肉发出的热量在血液流经鳃部被散失之前，能被一种特殊的血管系统捕获以温暖它的大脑；它身体的其他部位也有类似的换热器。

这些机理的不同对布洛克和其他科学工作者提示：鱼类中温血现象的起源也许不止一次。虽然所有的3种温血鱼类都属于同一亚目——鲭亚目；但绝大多数靖亚目鱼是冷血的。没人知道这些温血鱼之间有什么关系。如果温血鱼类与冷血鱼的（亲缘）关系比它们彼此之间更近，温血现象必定有过三次不同的过程。如果真是那样，研究者也许就能找出某些共同因素认准关键的选择力量。

为了追踪这些鱼类的进化史，布洛克及其小组通过对比温血鲭亚目鱼——共32种鱼的DNA序列，构成了种系发生。分子数据加强了那种所有3个温血的种类在进化期间彼此独立的看法。鱼类生态学的观察暗示出有共同的因素：生态龛扩张。每种温血鱼比它的冷血亲戚都经验过更宽的温度范围。例如，剑鱼从温暖的海面游入几百米深的寒冷海水追逐枪鸟鲗；蓝鳍金枪鱼迁栖于热带海洋和近极地海之间。

认为是生态龛扩张而非更高需氧量还有一个理由，就是临界选择因素。布洛克说，事实上在旗鱼和鲭中加热区仅限于大脑和眼睛，那与鱼的需氧量关系不大，但将对扩张其温度范围的物种提供清楚的优势：保护对温度变化敏感的大脑和视网膜，使鱼能保持认清和追逐猎物。

休伊说：如果布洛克只有一个事例说明温血动物产生于向冷水的运动，它可能已被驳倒。但她已表明这发生过3次，“它更像是一条自然规律。”

布洛克作的某些更广义的结论，有些研究者并未接受。她及同事认为三种鱼内部加热的不同形式——某些是局部，某些更全面——支持了十几年前阿尔弗雷德 · 克朗普顿（Alfred Crompton）及其同事在哈佛大学提出的一种可能性：动物可能是分阶段成为热血的。正如费内特（Finnerty）说的，“温血动物并不是非此即彼的东西。”其它研究者说：可能是这样，但鱼并不能证明这一点。欧文的加里福尼亚大学进化生理学家和需氧量理论的主要坚持者阿尔伯特 · 贝内特（Albert Bennett）说：“我不认为鱼能告诉我们任何有关热血现象在鸟和哺乳动物中的进化的东西。”

虽然，对布洛克而言，鱼类提供了追寻线索的最好场所，毕竟所有活的哺乳动物和鸟都是热血的。所以它们是不可能通过比较热血和冷血鸟类和哺乳动物的历史、解剖和生态来阐明热血现象的进化和驱动进化的选择的压力。如果你想知道动物为什么开始温暖血液，察看它比温血鱼更好。水里加热的“成本”特别高吗？布洛克说，毕竟“在水中很难得到温暖。”

[Science，1993年4月9日］