鲸鱼为何要洄游?

鲸鱼与洲喵

如图所示,由于硅藻堆积在皮肤上,南极洲的虎鲸看起来常常是黄色的,这证明在冷水中,它们的皮肤不会脱落。图像由John Durban(NOAA渔场)和Holly Fearnbach (SR3)拍摄,他们在100英尺的高空使用了遥控无人机。(图片来源:John Durban/NOAA Fisheries and Holly Fearnbach/SR3)

鲸鱼大约是地球上迁徙距离最长的动物,它们会游动数月之久,穿越数千英里的距离,到达热带地区进行繁殖。但是,它们为什么要去热带呢?仅仅是为了寻找食物,或者繁殖后代吗?

在《海洋哺乳动物科学》(Marine Mammal Science)的一篇研究中,科学家提出在极地水域觅食的鲸鱼,洄游到低纬度地区是为了保持皮肤健康。

文章的第一作者Robert Pitman说:“我想人们对鲸鱼蜕皮的关注太少了,实际上,这是一项重要的生理需求,可以通过向较暖水域中洄游得到满足。”Pitman是美国俄勒冈州立大学海洋哺乳动物研究所的海洋生态学家,以前在位于加利福尼亚州拉霍亚的NOAA(美国国家海洋和大气管理局,National Oceanic and Atmospheric Administration)西南渔业科学中心工作。

一个多世纪以前,捕鲸人发现,在高纬度地区觅食的大多数鲸鱼会洄游到热带地区产仔。对这一现象背后的原因,科学家一直未能达成一致。凭借庞大的体型,鲸鱼一定有能力在寒冷的极地水域中成功繁殖。而且,由于热带地区捕食机会减少,在长达数月之久的洄游旅途中,大多数鲸鱼会处于绝食状态。

那么,鲸鱼为何要回来找麻烦?

温暖水域加速蜕皮

鸟类和哺乳动物的皮肤、毛发或羽毛都会定期脱落,我们称之为换羽或蜕皮。Pitman和文章的其他作者认为,在南极洲的寒冷水域中觅食的鲸鱼为了保存体内热量,会减少表皮下血液的流动。这样会导致皮肤细胞的更新换代减慢,正常的皮肤脱落停止。

当洄游到更温暖的水域后,鲸鱼体内的热量不会散失,它们就激活了皮肤的新陈代谢和脱落。作者们提出,这才是鲸鱼洄游的真正原因。

本研究的两名主要作者在2011年首次提出,蜕皮的需求驱动了南极洲某些虎鲸洄游。而根据新的数据,他们延伸了自己过去的观点,即所有南极洲的虎鲸甚至可能所有的鲸类都会由于相同的原因向热带地区洄游。

论文的共同作者来自不同研究机构,包括美国NOAA的渔业部门、海洋生物反应部门、康复部门、研究部门,以及意大利国家环境保护与研究研究所。

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在南极半岛附近,一只被标记的虎鲸花了39天,向北洄游到了较温暖的水域,随后又返回到了原来的水域。颜色反映了海水表面的温度,橙色和红色代表最高温度。 (图片来源:NOAA渔业部门/ Marine Mammal Science

历时8年,科学家在虎鲸身上做了62个卫星标记。他们发现,在南极洲寒冷水域中觅食的全部4种虎鲸往返一次大概要游经11000千米(接近7000英里)。洄游过程通常非常迅速且不停歇,并且基本上是向北或向南直线迁移。一头鲸鱼曾在5.5个月内完成了两次这样的洄游。研究人员还在南极洲拍到了新生的虎鲸幼崽,这表明鲸鱼不需要回游到较温暖的水域产仔。

他们认为,那些洄游到热带地区蜕皮的年长些的鲸鱼,可能已经开始在较温暖的水域中产仔。论文中写到:“(它们)不是为了产仔而洄游到热带或亚热带地区,而是为了保护皮肤才游到了温暖的水域中,随后可能才发现那里适合生产。”幼崽在虎鲸数量很低的温水环境中能够更快地成长,毕竟虎鲸是它们的主要天敌。

与人类很像,鲸鱼和海豚的表皮一般会不断地脱落。科学家观察到,在寒冷的南极洲水域中,鲸鱼的表面常常会覆盖一层微小的硅藻形成黄色薄膜,这使得它们看起来像褪了色一样。这表明,它们没有进行正常蜕皮以自我清洁。

过去,捕鲸者将白色腹部覆盖有厚重硅藻的蓝鲸称作“硫磺腹”(sulfur-bottoms)。他们还认为,没有硅藻覆盖的鲸鱼一般都是刚从热带地区返回的。当鲸鱼蜕皮时,它们也会摆脱掉那些硅藻。

蜕皮使鲸鱼摆脱有害的细菌

最近的研究发现,南极洲虎鲸皮肤上高密度的硅藻可能堆积潜在的有害细菌。

“基本上,物产丰富的南极洲水域能够提供丰富的食物,以至于体形相对较小、温血的虎鲸已经演化出了非凡的迁徙能力。这使它既能利用这些资源,又能保持皮肤的健康。”这一研究的共同作者John Durban说道。Durban以前曾在美国俄勒冈州立大学海洋哺乳动物研究所工作,现在是SEA有限公司的一名高级研究员。

在另一个例子中,北冰洋的白鲸因在夏季聚集在河湾而闻名。那里的水比它们的正常的栖息地更浅、更温暖、含盐量也更少。起初科学家认为,白鲸聚集在那里是为了产仔,更高的温度增加了幼崽的存活率。

事实证明,白鲸在河湾聚集并不是为了产仔或摄食,而是为了蜕皮。在一项早期的研究中,一名因纽特猎人指出过,“白鲸去河里是为了取暖。像海豹那样,它们也会蜕皮,而且在温暖的水域中蜕皮。”

白鲸每年才会蜕一次皮,相比其他会不断蜕皮的鲸类,白鲸这么长的周期是独一无二的。但是,如果鲸鱼洄游到热带地区是为了蜕皮,那么,每年一度的蜕皮“可能适用于所有高纬度地区的鲸类”,作者写道。

在生物量方面,鲸鱼完成了地球上最大的年度(生物量)迁移。科学家说,它们跨越数千英里运送了数百万吨的动物,这对局部生态系统产生了显著的影响。科学家计划评估全年高纬度与低纬度地区,迁移与非迁移鲸鱼的皮肤生长状态,以进一步检验本研究的假设。

翻译:高宝祯

审校:张琪

引进来源:美国国家海洋和大气管理局渔业部西海岸区(NOAA Fisheries West Coast Region)

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