史密森國家歷史博物館海洋哺乳動物化石館館長Nicholas Pyenson合著的一項新研究表明，世界上最大的鯨的食量被低估了。11月3日發(fā)表在《自然》雜志上的這項研究表明，藍鯨、須鯨、座頭鯨等巨型須鯨每年平均吃的食物比科學(xué)家們預(yù)計的多3倍。由于低估了這些鯨魚的食量，科學(xué)家們以前可能也低估了這些大型海洋動物對海洋健康和生產(chǎn)力的重要性。

鯨魚的食量很大，鯨魚的排泄物是公海營養(yǎng)物質(zhì)的重要來源。排出排泄物，鯨魚幫助重要營養(yǎng)物質(zhì)漂浮在水面附近。在那里可以促進吸收碳的浮游植物的繁殖。這些浮游植物構(gòu)成海洋食品網(wǎng)的基礎(chǔ)。如果沒有鯨魚，這些營養(yǎng)物質(zhì)很容易沉到海底，這可能會限制海洋部分地區(qū)的生產(chǎn)力，也可能限制海洋生態(tài)系統(tǒng)吸收全球變暖二氧化碳的能力。

這些發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)在地球面臨全球氣候變化和生物多樣性喪失等相互關(guān)聯(lián)的危機的關(guān)鍵時刻。隨著地球變暖，海洋吸收了更多的熱量，變得更加酸性，威脅到鯨魚所需食物來源的生存。許多種類的須鯨也沒有從20世紀(jì)的工業(yè)捕鯨中恢復(fù)過來，只剩下捕鯨前種群規(guī)模的一小部分。(阿爾伯特愛因斯坦，《北方探索》)。

Pyenson說：“如果我們將鯨群恢復(fù)到20世紀(jì)初捕鯨之前的水平，海洋生態(tài)系統(tǒng)將恢復(fù)失去的大量功能?！薄斑@一好處可能需要幾十年的時間，但這是迄今為止對我們星球上大鯨巨大作用的最明確的解釋。”

令人驚訝的是，當(dāng)涉及世界上最大的鯨魚時，一些基本的生物學(xué)問題仍然沒有得到解決。海洋生態(tài)學(xué)家和斯坦福大學(xué)博士后Matthew Savoca是Pyenson的合作者之一，也是這項研究的主要作者。他意識到巨大的過濾式須鯨每天吃多少，面臨著剩下的謎團之一。

Savoca說，他在過去的研究中遇到的最佳估計是根據(jù)相關(guān)物種的一些實際測量結(jié)果得出的推測。Savoca、Pyenson和一個科學(xué)家小組使用了2010年至2019年在大西洋、太平洋和南大洋收集的7種鯨魚的321個數(shù)據(jù)。

據(jù)Savoca稱，每個標(biāo)簽都像小型智能手機一樣被吸在鯨魚背上，如照相機、麥克風(fēng)、GPS和裝有跟蹤運動的加速度計。這個標(biāo)簽可以追蹤鯨魚在三維空間中的運動，使研究小組能夠找到從事喂鯨行為的頻率的線索。

這組數(shù)據(jù)還包括7種鯨魚105只無人機的照片，用于測量各自的長度。然后，使用每種動物的長度，可以準(zhǔn)確估計身體質(zhì)量和每頓飯過濾一次的量。最后，參與近十年數(shù)據(jù)收集工作的隊員們使用裝有回聲探測器的小船在鯨魚吃的地方進行了比賽。回聲探測器利用聲波探測和測量磷蝦和其他獵物物種的大小和密度。這個階段是研究小組估算鯨魚可以消費的食物量的重要經(jīng)驗基礎(chǔ)。

這三個證據(jù)——鯨的進食頻率、它們進食時可以消耗的食物數(shù)量、可以使用多少食物——研究人員可以最準(zhǔn)確地估計到目前為止對這些巨大的哺乳動物每天和每年的進食量。

例如，這項研究發(fā)現(xiàn)，成年北太平洋東部藍鯨在覓食季節(jié)每天可以消耗16噸磷蝦，北京大學(xué)西洋露脊鯨每天吃約5噸小浮游生物，活鯨每天吃約6噸小浮游生物。

為了在更大的生態(tài)系統(tǒng)中量化這些新估計的意義，2008年的一項研究表明，所有被稱為加州洋流生態(tài)系統(tǒng)的鯨魚每年需要大約200萬噸的魚、磷蝦、浮游生物和魷魚。新的結(jié)果表明，生活在加州洋流生態(tài)系統(tǒng)中的藍鯨、須鯨和座頭鯨每年需要200多萬噸食物。

為了證明鯨魚吃更多的食物如何增加回收重要營養(yǎng)物質(zhì)的能力，研究人員計算了所有這些額外鯨魚作為糞便再循環(huán)的鐵量。海洋很多地方溶解的鐵是有限的營養(yǎng)物質(zhì)。也就是說，水中可能有很多其他重要營養(yǎng)物質(zhì)，如氮和磷，但鐵缺乏會阻止?jié)撛诟∮沃参锏姆敝场?約翰f肯尼迪，美國電視劇，季節(jié)名言)鯨魚吃得太多，最終攝入和排出大量鐵。以前的研究表明，鯨魚排泄物中的鐵含量約為南極洲海水中鐵量的1000萬倍，鯨魚呼吸空氣，因此經(jīng)常在海平面附近排便。就是浮游植物需要營養(yǎng)來幫助光合作用的地方。過去在鯨魚糞便中測定鐵的平均濃度后，研究人員計算出南大洋的鯨魚每年都很大。

這些令人驚訝的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致研究人員調(diào)查他們的結(jié)果可能告訴他們在20世紀(jì)工業(yè)捕鯨屠殺200萬至300萬頭鯨魚之前的海洋生態(tài)系統(tǒng)。根據(jù)捕鯨業(yè)在南大洋南極洲周圍水域殺死動物的記錄，研究人員利用現(xiàn)有的對該地區(qū)曾經(jīng)生活的鯨魚數(shù)量的估計，結(jié)合他們的新結(jié)果，估計這些動物可能吃了多少。

根據(jù)分析，在20世紀(jì)初，南大洋的小須鯨、座頭鯨、長須鯨和藍鯨每年消耗大約4.3億噸磷蝦。這個總量是今天整個南大洋磷蝦數(shù)量的兩倍，是全球所有人類野生捕撈漁業(yè)總產(chǎn)量的兩倍多。就鯨魚作為營養(yǎng)物質(zhì)回收者的作用而言，研究人員計算出，在20世紀(jì)捕鯨活動造成損失之前，鯨魚種群產(chǎn)生了大量的排泄物，其中含有12000噸的鐵，是目前鯨魚在南大洋回收量的10倍。

這些計算表明，當(dāng)有更多的鯨魚在進食磷蝦時，一定有更多的磷蝦供它們食用。Savoca說，在失去這么多最大的捕食者之后，磷蝦數(shù)量的下降被研究人員稱為磷蝦悖論，磷蝦數(shù)量的下降在捕鯨活動特別激烈的地區(qū)最為明顯，例如南大洋和南美洲東南的大西洋之間的斯科特海。

“這種下降是沒有道理的，直到你考慮到鯨魚在充當(dāng)移動的磷蝦加工廠，”Savoca說?！斑@些是像波音737一樣大小的動物，在遠離陸地的地方進食和排便，而這個系統(tǒng)在許多地方是鐵限制的。這些鯨魚在開放的南大洋中播種生產(chǎn)力，一旦鯨魚離開，就很少有機會回收這種肥料?！?/p>

該論文認為，恢復(fù)鯨魚的數(shù)量也可以恢復(fù)失去的海洋生產(chǎn)力，并因此提高浮游植物吸收的二氧化碳量--這些浮游植物被磷蝦吃掉了。研究小組估計，20世紀(jì)初捕鯨前的數(shù)量所提供的營養(yǎng)循環(huán)服務(wù)可能會促使南大洋的海洋生產(chǎn)力大約增加11%，并減少至少2.15億噸的碳，在重建過程中被海洋生態(tài)系統(tǒng)和生物體吸收和儲存。這些減碳的好處也有可能會逐年累積。

“我們的結(jié)果表明，鯨魚對全球生產(chǎn)力和碳清除的貢獻，就規(guī)模而言，可能與整個大陸的森林生態(tài)系統(tǒng)相當(dāng)，”Pyenson說?！斑@個系統(tǒng)仍然存在，幫助鯨魚恢復(fù)可以恢復(fù)失去的生態(tài)系統(tǒng)功能，并提供一個自然氣候解決方案。”

Pyenson說，他、Savoca和其他人正在思考，如果研究小組對他們的估計不那么保守，那么鯨魚的影響可能是什么，以及一個潛在的研究方向，即比較相對較新的大型哺乳動物在海洋中的損失和在陸地上的損失，如美國野牛。盡管Savoca在斯坦福大學(xué)工作，但他今年秋天將繼續(xù)在史密森尼博物館工作，從其廣泛的須鯨收藏中收集樣本。