白癜风的初期治疗 https://m-mip.39.net/news/mipso_4549564.html图片来源：MatthewSavoca
由美国史密森尼国立自然历史博物馆（Smithsonian’sNationalMuseumofNaturalHistory）海洋哺乳动物化石馆长NicholasPyenson合作参与的最新相关研究证据表明，人们低估了世界上最大的鲸的饭量。该研究发表在《自然》杂志上。研究表明，体型巨大的须鲸，如蓝鲸、长须鲸和座头鲸，平均每年吃掉的食物是科学家之前估计的三倍多。由于低估了这些鲸鱼的食量，科学家们之前可能也低估了这些海中巨兽对海洋健康和生产力的重要性。
鲸鱼吃比之前想象的要多，所以它们也会排出更多粪便，而鲸的排便是公海中重要的营养来源。通过大量吞食食物和排出粪便，鲸使得关键营养物质悬浮在海面附近，这些营养物质能为大量吸收碳的浮游植物提供能量，而浮游植物是构成海洋食物网的基础。没有了鲸鱼，这些营养物质容易沉入海底，这就限制了海洋某些区域的生产力，反之，也可能限制海洋生态系统吸收二氧化碳的能力，加剧全球变暖。
这一发现正好赶上了一个关键时刻，因为地球正面临着全球气候变化和生物多样性丧失等各种相互关联的危机。随着全球变暖，海洋吸收更多的热量，且酸性增加，这威胁到作为鲸鱼食物来源的生物们的生存。许多种类的须鲸再也没有从20世纪的工业捕鲸后恢复过来，现在的数量只占捕鲸前的一小部分。
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“我们的研究结果表明，如果将鲸鱼数量恢复到20世纪初捕鲸之前的水平，海洋生态系统丧失的许多功能将能够恢复，”Pyenson说，“好处可能需要几十年才能看到。但这是迄今为止关于大型鲸鱼对地球的巨大作用的最清晰解读。”
但令人惊讶的是，关于世界上最大的鲸鱼的一些基本的生物学问题仍然没有得到解答。海洋生态学家、美国斯坦福大学（StanfordUniversity）博士后MatthewSavoca发现自己面临着一个未解之谜:大型滤食性须鲸每天吃多少？MatthewSavoca是Pyenson的合作伙伴之一，也是这项研究的主要作者。
Savoca说，他过去的研究中得到的最好估计是根据少量有关物种的实际测量得出的。为了弄清楚这些体长30至英尺（1英尺约合30厘米）的鲸鱼到底吃多少，Savoca、Pyenson与一个研究团队合作，使用年至年期间收集的来自大西洋、太平洋和南大洋7个物种的头带有标签的鲸鱼的数据进行估算。
Savoca说，每个贴在在鲸鱼背上的标签就像一个微型智能手机，配有摄像头、麦克风、GPS和一个跟踪运动的加速度计。标签在3D空间中跟踪鲸鱼的运动，团队能据其找寻线索模式，以确定动物进食行为的频率。
数据集还包括来自7个物种、头鲸鱼的无人机照片，这些照片被用来测量它们各自的长度。然后，每头动物的长度就可以用来精确估计其体重，和它每吃一口所改变的水量。在这项近十年的数据收集工作的最后，团队成员搭乘配备回声探测器的小船，前往鲸鱼觅食的地点，利用回声探测器的声波测量磷虾群和其他猎物的大小和密度。这一步至关重要，是估计鲸鱼可能会吃掉多少食物的实证基础。
通过组合分析这三种证据，即鲸鱼进食的频率、进食时可能吃掉的食物量和可获得的食物量，研究人员可以估计出这些庞大哺乳动物每天、乃至每年吃掉的食物量，这是迄今为止最为准确的估计。
例如，北太平洋东部的研究发现，成年蓝鲸在其觅食季每天可消耗16吨磷虾,而北大西洋露脊鲸每天要吃掉大约5吨小型浮游动物，一头北极露脊鲸吃掉大约6吨小型浮游动物。
年的一项研究量化了这些数据在更大生态系统背景下的意义。研究得出，在美国加州现行生态系统中（即从加拿大英属哥伦比亚省一直延伸到墨西哥的区域），所有的鲸鱼每年需要大约万吨的鱼类、磷虾、浮游动物和乌贼。
为揭示鲸鱼是如何通过捕食更多的猎物，以提高它们回收关键营养物质的能力（否则这些营养物质可能会沉入海底），研究人员还计算了所有这些额外的鲸鱼食物中，以粪便形式再循环的铁含量。在海洋许多区域，溶解铁是一种限制性营养物质，也就是说即使水中存在大量的其他关键营养物质，如氮或磷，铁的缺失也会限制浮游植物的大量繁殖。由于鲸鱼吃得太多，它们摄入并排泄大量的铁。先前的研究发现，鲸鱼粪便中的铁含量大约是南极海水中的0万倍，而且由于鲸鱼呼吸空气，它们倾向于在靠近海面的地方排便，而近海面区域正是浮游植物需要养分来帮助光合作用的地方。研究人员通过对过去鲸鱼粪便中铁平均浓度的测量，计算出南大洋的鲸鱼每年能回收约1吨铁。
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20世纪工业捕鲸期间，有到万头鲸被屠杀。这些令人惊讶的发现让研究人员开始调查，数据能否告诉他们在工业捕鲸之前海洋生态系统的一些信息。根据捕鲸业记录里，对在南大洋南极洲的周围水域被捕杀动物的记录，研究人员利用现有对该地区曾经有多少鲸鱼生活的估计数据，并结合新结果，来估算这些动物可能吃了多少。
据分析，20世纪初，南大洋的小须鲸、座头鲸、长须鲸和蓝鲸每年消耗约4.3亿吨磷虾。这一总数相当于目前整个南大洋磷虾数量的两倍，也是全球所有人类野生捕捞渔业捕捞总量的两倍多。研究人员计算得出，鲸鱼作为养分回收者，在20世纪的捕鲸活动之前，产生了含有1.2万吨铁的巨大排泄物，是目前的鲸鱼在南大洋中铁回收量的10倍。
这些计算表明，当捕食磷虾的鲸鱼数量更多时，相应地一定有更多的磷虾供给鲸鱼食用。Savoca说，在许多最大型捕食者消失后，磷虾数量也会随之下降，这一效应被称为磷虾悖论（krillparadox）。而且，磷虾数量的减少在捕鲸活动特别密集的地区最为明显，比如南大洋和南美洲东南部大西洋之间的斯科舍海。
“这种减少看似毫无意义，直到考虑鲸鱼作为移动的磷虾加工厂，”Savoca说。“这些动物有波音那么大，它们在远离陆地的地方生活，在一个许多区域铁含量有限的系统中进食和排便。这些鲸鱼在广阔的南大洋繁衍生息，一旦它们消失，那些肥料就几乎没有回收利用的余地了。”
这篇研究论文认为，恢复鲸鱼的数量也许也可以恢复失去的海洋生产力，从而增加作为磷虾食物的浮游植物群落吸收二氧化碳的量。研究小组估计，20世纪初捕鲸前，鲸鱼种群提供的营养循环或能使南大洋的海洋生产力提高约11%，并减少至少2.15亿吨的碳，使其在海洋生态系统和生物重建过程中得到吸收和储存。碳排放减少的好处也有可能逐年累加。
“我们的研究结果表明，就规模而言，鲸鱼对全球生产力和碳去除的贡献可能与整个大陆的森林生态系统相当，”Pyenson说。“这一系统依然存在，帮助恢复鲸鱼数量有助于恢复失去的生态系统功能，并提供一个自然气候解决方案。”
Pyenson说，他、Savoca以及其他人正在思考，如果研究小组在估计上不那么保守，鲸鱼的影响可能会如何，以及另一个潜在的研究方向：将近期在海洋中数量减少的大型哺乳动物与在陆地上消失的大型哺乳动物进行比较，比如美洲野牛。尽管仍属于斯坦福大学，Savoca今年秋天仍将在史密森尼学会继续他的工作，从大量的须鲸标本中采集样本。
翻译：闭诗林
编辑：戚译引
引进来源：Smithsonian
本文来自：中国数字科技馆
