研究揭示隱藏在座頭鯨和南露脊鯨嘴里的秘密

來自濾食性鯨魚的鯨須--即像座頭鯨和南露脊這樣的無齒鯨依靠的鬃毛狀結(jié)構(gòu)來捕食--擁有它們捕食模式的化學(xué)記錄，這可以幫助研究人員了解鯨魚的運動和行為隨時間的變化。

研究人員現(xiàn)在已經(jīng)證明了鯨魚飲食習(xí)慣的變化是如何與不斷變化的氣候周期相對應(yīng)的，這些變化可以追溯到近60年前。這項發(fā)表在《海洋科學(xué)前沿》上的研究表明，利用鯨魚的鯨須將攝食模式與氣候條件聯(lián)系起來是可能的，這可以幫助我們了解這些大型水生哺乳動物在未來對氣候事件的反應(yīng)。

該研究的主要作者、新南威爾士大學(xué)科學(xué)系博士生Adelaide Dedden說：“令人難以置信的是，僅僅通過分析它們口中的須板，就解開了所有這些關(guān)于飲食和空間模式的信息。”

在這項研究中，研究人員將儲存在太平洋和印度洋的座頭鯨和露脊鯨的鯨須中的信息與環(huán)境數(shù)據(jù)進行了比較，以了解它們的行為是否反映了氣候條件隨時間的變化。

“我們發(fā)現(xiàn)，給我們帶來這些破壞性洪水的同樣條件--拉尼娜事件--對沿澳大利亞東海岸遷徙的座頭鯨也是不利的，”新南威爾士大學(xué)教授、海洋生態(tài)學(xué)家和該研究的資深作者Tracey Rogers說。

他們利用博物館檔案中的須鯨樣本、擱淺的鯨魚以及以前發(fā)表的其他研究數(shù)據(jù)，研究發(fā)現(xiàn)沿澳大利亞東海岸遷徙的座頭鯨在拉尼娜階段顯示出較差的覓食機會--這是一個大規(guī)模的氣候周期，推動了南大洋內(nèi)的食物供應(yīng)。

“須鯨是巨大的，需要大量的食物。這使它們?nèi)菀资艿江h(huán)境變化的影響，但這也因它們的生存策略而變得更加復(fù)雜，”Rogers教授說。“當(dāng)它們離開生產(chǎn)性飼養(yǎng)地去繁殖時，它們會在很長一段時間內(nèi)禁食。這就是它們極易受到海洋-大氣循環(huán)變化的影響的原因，因為它們可以驅(qū)動食物的供應(yīng)。”

像鯨魚這樣大小的動物在實驗室環(huán)境中并不完全容易分析。相反，研究人員可以查看較小的硬組織，這些組織對動物的活動有更詳細的記錄。

對于濾食性鯨魚來說，懸掛在它們上顎的細長角質(zhì)板被稱為鯨須，這使它們能夠一次攝取許多小型獵物--但它們也埋下了被稱為穩(wěn)定同位素的化學(xué)線索，提供了關(guān)于它們飲食習(xí)慣的線索。

“隨著鯨須的生長，來自它們食物的生化信號被截獲。就像書頁上的信息一樣，它們不會隨著時間的推移而改變，”Rogers教授說。“這些信號使我們能夠通過時間重建鯨魚的行為--它們吃了什么，以及它們當(dāng)時所在的大致區(qū)域。”

該研究發(fā)現(xiàn)，座頭鯨鯨須內(nèi)穩(wěn)定同位素的變化與氣候周期的變化相匹配--這意味著鯨魚的捕食模式隨著氣候驅(qū)動的資源供應(yīng)而變化。

Dedden說：“眾所周知，沿著鯨魚須板同化的同位素的振蕩模式反映了鯨魚生理上的變化，但我們也發(fā)現(xiàn)這種同位素的變化與當(dāng)時環(huán)境的變化之間存在聯(lián)系。”

座頭鯨冬季在溫暖的熱帶水域繁殖，然后在夏季回到南極洲南部水域覓食。在向熱帶地區(qū)遷移的過程中，它們遠離了可靠的食物來源，必須依靠身體的儲備和澳大利亞附近的機會性獵物來生存。

Dedden說：“作為濾食性動物，它們依賴于磷蝦的大聚集，因為它們的能量成本很高。”

南極磷蝦需要海冰來繁衍。在拉尼娜現(xiàn)象發(fā)生后，其他研究發(fā)現(xiàn)，這些鯨魚覓食的地方海冰濃度較低，這意味著可供鯨魚食用的磷蝦較少，以支撐它們度過遷徙的幾個月。

Dedden表示：“澳大利亞東海岸的座頭鯨在拉尼娜現(xiàn)象發(fā)生后顯示出攝食減少的跡象，這意味著它們有可能在夏季努力積累所需的能量儲備。”

以前的研究發(fā)現(xiàn)，在拉尼娜現(xiàn)象發(fā)生后，澳大利亞海岸的鯨魚擱淺事件增加，研究人員說，這可以歸因于進食成功率較低。

Rogers教授說：“我們的同事已經(jīng)證明了座頭鯨更瘦--這是它們經(jīng)歷了惡劣的進食條件的標志--并且在拉尼娜事件之后的幾年里有更高的擱淺機會。”

“隨著拉尼娜事件的強度和頻率的增加，不幸的是，這意味著這些鯨魚可能會繼續(xù)有更多的這種較差的進食前景，我們可能會在未來看到更多的擱淺事件。”

對未來的希望

雖然東海岸座頭鯨的水域并不明確，但研究發(fā)現(xiàn)，來自澳大利亞西海岸在印度洋覓食的座頭鯨在拉尼娜現(xiàn)象期間顯示出覓食成功率增加。在有希望的跡象中，研究人員還說他們在東海岸的同行正在發(fā)展在更溫和的水域的替代進食策略。

Dedden說：“東海岸的座頭鯨已經(jīng)顯示出在其遷徙路線上的其他已知富饒地區(qū)適應(yīng)不同的進食策略的跡象......這是未來研究可以關(guān)注的。”

研究人員希望利用這項研究的結(jié)果來開發(fā)模型，以幫助預(yù)測未來的鯨魚行為。

Rogers教授說：“我們已經(jīng)從過去的歷史趨勢中找出了模式，現(xiàn)在我們可以利用這些模型對未來進行預(yù)測，看看我們的鯨魚可能是什么樣子。”

“這項研究的信息對現(xiàn)在的管理者來說也很有用，可以提前知道那些年鯨魚可能更容易受到傷害，這樣他們就可以做好準備，如果需要的話，改變他們圍繞鯨魚纏繞和擱淺的管理策略。”

雖然座頭鯨不再被列為瀕危物種，但氣候變化仍然對該物種構(gòu)成重大的長期威脅。

Rogers教授表示，我們今天應(yīng)對氣候變化的行動將對現(xiàn)在和將來的鯨魚種群產(chǎn)生巨大的影響，就像它們對我們一樣。

Rogers說：“我們需要在我們?nèi)匀豢梢缘臅r候現(xiàn)在就采取行動。現(xiàn)在對氣候變化采取行動，不僅對鯨魚有利，而且對我們所有人都有利。”