鲸鱼

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TUhjnbcbe - 2023/5/21 20:17:00

鲸鱼是巨大的哺乳动物,体重在20到吨之间。蓝鲸是目前地球上已知的最大的动物,身长超过30米,单是它的舌头就有大象那么重。

但是它们是怎么变得这么大的,是什么让小鲸鱼和大鲸鱼区别开来的,它们能不能变得更大呢?地球上还能进化出恐龙那么大的动物么?长期以来,这些问题一直令科学家们着迷,但其答案却一直难以捉摸。

现在,一个来自美国和欧洲的大型研究团队在新技术的帮助下取得了一些进展,他们确定了不同体型的物种在捕捉猎物时消耗了多少能量,以及哪种进食方式能带来最大的回报。这也让动物学家发现了生态圈中存在的生态极限,它能够限制动物的体型。

能量是所有生命的关键因素,有生命便必然会消耗能量,我们想知道在不同体型的动物在觅食中能量获得和能量消耗的比较。能量获取与能量消耗的比例揭示了鲸鱼的觅食效率,这为我们解释为什么不同的鲸鱼体型大,而不是更大提供了线索。

在《科学》杂志上发表的一篇论文中,研究小组揭示了特殊的进食机制使鲸鱼能够以独特的方式利用猎物资源,但它们的巨大体型受到猎物数量和觅食效率的限制。特别的是,长须鲸进化出的滤食性策略驱使它们成为地球上有史以来最大体型的动物。

研究团队分析了从格陵兰岛到南极洲的11个不同物种的成百上千的鲸鱼、鼠海豚和海豚进行的数千次觅食潜水和次喂食活动。以此来测量这些动物觅食消耗的能量。

动物身上安装了各种各样的传感器,使它们能够测量动物的进食速度,而长须鲸和齿鲸的胃中物体的声学信息提供了有关猎物质量的数据,从而计算能量摄入。

这些信息与它们的跨物种体型数据整合在一起,提供了一幅从最小到最大的鲸鱼能量变化的综合图。

有牙齿的这一群物种利用回声定位来觅食,一次只能捕食一个猎物,并消耗更多的能量,潜入水中寻找大型猎物,比如巨型乌贼,然后浮出水面呼吸空气。这种方法对抹香鲸很有效,抹香鲸是最大的有牙齿的食肉动物,它们已经进化出强大的生物触须,可以在黑暗的深海中找到大乌贼。它们的能量过剩不像其他鲸鱼那么大,但它们显然在自己的能量生态位上做得很好。

然而,根据研究小组的计算,抹香鲸的活动已经达到了生物学极限。另一方面,滤食性动物可以以更高的速度、更高的效率消耗更多的食物。蓝鲸,座头鲸,鳍鲸,小须鲸和其他滤食性鲸吞下大量含有小猎物的水,然后用一排排被称为鲸须的梳状柔性板把水过滤出来。这打破了通常将捕食者的大小与它们的猎物等同起来的模式,海洋中最大的捕食者反而以最小的猎物为食。

虽然能量消耗并没有限制它们的体型,但磷虾和类似的觅食资源是季节性的,因此可能会限制这些须鲸巨人变得更大。鲸鱼的生存状况并不乐观,如果你是一只蓝鲸,而你唯一的猎物是磷虾,而某些东西导致磷虾数量下降,那么你就进入了进化的死胡同,因为你将无法吃到足够的食物来维持自己的生存。

关于猎物资源的季节性和动态还有很多需要了解的,而蓝鲸的体型可能面临其它的限制,比如它们的心率,研究发现蓝鲸的心率似乎接近最大能力,它们的心脏在用最大的力量去跳动,这大大消耗了蓝鲸的能量。

尽管如此,为不同体型的鲸鱼定义一个能源利基,有助于了解鲸鱼需要多少猎物才能生存下来,从而为它们的保护和管理提供信息,特别是对那些被渔场圈起来的的猎物和鲸鱼。

鲸鱼保护对整个海洋生态系统具有重要意义。除了一口吃掉数量惊人的猎物外,它们在食物加工过程中产生的废物还为海洋施肥,从而提高了它们和其它海洋动物赖以生存的猎物的初级产量。即使在死后,它们巨大的身体也为海洋生态系统的各个营养层次的成员提供了食物,从捕食它们的虎鲸到高度灵活的食腐动物,再到吞噬它们尸体的微生物群落。

由此我们知道生态极限限制了鲸鱼的体型,鲸鱼无法无限大。但在鲸鱼体型的研究中我们更能懂得鲸鱼的重要性,鲸鱼对于整个海洋生态圈具有不可或缺的作用。同时鲸鱼也是十分美丽的,即便鲸鱼的体型很大,但它们仍然被自然定律限制,这展现了自然之美。

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