圖片來源：Matthew Savoca
由美國史密森尼國立自然歷史博物館（Smithsonian’s National Museum of Natural History）海洋哺乳動物化石館長Nicholas Pyenson合作參與的最新相關研究證據表明，人們低估了世界上最大的鯨的飯量。該研究發表在《自然》雜誌上。研究表明，體型巨大的鬚鯨，如藍鯨、長鬚鯨和座頭鯨，平均每年吃掉的食物是科學家之前估計的三倍多。由於低估了這些鯨魚的食量，科學家們之前可能也低估了這些海中巨獸對海洋健康和生產力的重要性。
鯨魚吃的比之前想象的要多，所以它們也會排出更多糞便，而鯨的排便是公海中重要的營養來源。透過大量吞食食物和排出糞便，鯨使得關鍵營養物質懸浮在海面附近，這些營養物質能為大量吸收碳的浮游植物提供能量，而浮游植物是構成海洋食物網的基礎。沒有了鯨魚，這些營養物質容易沉入海底，這就限制了海洋某些區域的生產力，反之，也可能限制海洋生態系統吸收二氧化碳的能力，加劇全球變暖。
這一發現正好趕上了一個關鍵時刻，因為地球正面臨著全球氣候變化和生物多樣性喪失等各種相互關聯的危機。隨著全球變暖，海洋吸收更多的熱量，且酸性增加，這威脅到作為鯨魚食物來源的生物們的生存。許多種類的鬚鯨再也沒有從20世紀的工業捕鯨後恢復過來，現在的數量只佔捕鯨前的一小部分。
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“我們的研究結果表明，如果將鯨魚數量恢復到20世紀初捕鯨之前的水平，海洋生態系統喪失的許多功能將能夠恢復，”Pyenson說，“好處可能需要幾十年才能看到。但這是迄今為止關於大型鯨魚對地球的巨大作用的最清晰解讀。”
但令人驚訝的是，關於世界上最大的鯨魚的一些基本的生物學問題仍然沒有得到解答。海洋生態學家、美國斯坦福大學（Stanford University）博士後Matthew Savoca發現自己面臨著一個未解之謎: 大型濾食性鬚鯨每天吃多少？Matthew Savoca是Pyenson的合作伙伴之一，也是這項研究的主要作者。
Savoca說，他過去的研究中得到的最好估計是根據少量有關物種的實際測量得出的。為了弄清楚這些體長30至100英尺（1英尺約合30釐米）的鯨魚到底吃多少，Savoca、Pyenson與一個研究團隊合作，使用2010年至2019年期間收集的來自大西洋、太平洋和南大洋7個物種的321頭帶有標籤的鯨魚的資料進行估算。
Savoca說，每個貼在在鯨魚背上的標籤就像一個微型智慧手機，配有攝像頭、麥克風、GPS和一個跟蹤運動的加速度計。標籤在3D空間中跟蹤鯨魚的運動，團隊能據其找尋線索模式，以確定動物進食行為的頻率。
資料集還包括來自7個物種、105頭鯨魚的無人機照片，這些照片被用來測量它們各自的長度。然後，每頭動物的長度就可以用來精確估計其體重，和它每吃一口所改變的水量。在這項近十年的資料收集工作的最後，團隊成員搭乘配備迴聲探測器的小船，前往鯨魚覓食的地點，利用迴聲探測器的聲波測量磷蝦群和其他獵物的大小和密度。這一步至關重要，是估計鯨魚可能會吃掉多少食物的實證基礎。
透過組合分析這三種證據，即鯨魚進食的頻率、進食時可能吃掉的食物量和可獲得的食物量，研究人員可以估計出這些龐大哺乳動物每天、乃至每年吃掉的食物量，這是迄今為止最為準確的估計。
例如，北太平洋東部的研究發現，成年藍鯨在其覓食季每天可消耗16噸磷蝦, 而北大西洋露脊鯨每天要吃掉大約5噸小型浮游動物，一頭北極露脊鯨每天吃掉大約6噸小型浮游動物。
2008年的一項研究量化了這些資料在更大生態系統背景下的意義。研究得出，在美國加州現行生態系統中（即從加拿大英屬哥倫比亞省一直延伸到墨西哥的區域），所有的鯨魚每年需要大約200萬噸的魚類、磷蝦、浮游動物和烏賊。
為揭示鯨魚是如何透過捕食更多的獵物，以提高它們回收關鍵營養物質的能力（否則這些營養物質可能會沉入海底），研究人員還計算了所有這些額外的鯨魚食物中，以糞便形式再迴圈的鐵含量。在海洋許多區域，溶解鐵是一種限制性營養物質，也就是說即使水中存在大量的其他關鍵營養物質，如氮或磷，鐵的缺失也會限制浮游植物的大量繁殖。由於鯨魚吃得太多，它們攝入並排洩大量的鐵。先前的研究發現，鯨魚糞便中的鐵含量大約是南極海水中的1000萬倍，而且由於鯨魚呼吸空氣，它們傾向於在靠近海面的地方排便，而近海面區域正是浮游植物需要養分來幫助光合作用的地方。研究人員透過對過去鯨魚糞便中鐵平均濃度的測量，計算出南大洋的鯨魚每年能回收約1200噸鐵。
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20世紀工業捕鯨期間，有200到300萬頭鯨被屠殺。這些令人驚訝的發現讓研究人員開始調查，資料能否告訴他們在工業捕鯨之前海洋生態系統的一些資訊。根據捕鯨業記錄裡，對在南大洋南極洲的周圍水域被捕殺動物的記錄，研究人員利用現有對該地區曾經有多少鯨魚生活的估計資料，並結合新結果，來估算這些動物可能吃了多少。
據分析，20世紀初，南大洋的小鬚鯨、座頭鯨、長鬚鯨和藍鯨每年消耗約4.3億噸磷蝦。這一總數相當於目前整個南大洋磷蝦數量的兩倍，也是全球所有人類野生捕撈漁業捕撈總量的兩倍多。研究人員計算得出，鯨魚作為養分回收者，在20世紀的捕鯨活動之前，產生了含有1.2萬噸鐵的巨大排洩物，是目前的鯨魚在南大洋中鐵回收量的10倍。
這些計算表明，當捕食磷蝦的鯨魚數量更多時，相應地一定有更多的磷蝦供給鯨魚食用。Savoca說，在許多最大型捕食者消失後，磷蝦數量也會隨之下降，這一效應被稱為磷蝦悖論（krill paradox）。而且，磷蝦數量的減少在捕鯨活動特別密集的地區最為明顯，比如南大洋和南美洲東南部大西洋之間的斯科舍海。
“這種減少看似毫無意義，直到考慮鯨魚作為移動的磷蝦加工廠，” Savoca說。“這些動物有波音737那麼大，它們在遠離陸地的地方生活，在一個許多區域鐵含量有限的系統中進食和排便。這些鯨魚在廣闊的南大洋繁衍生息，一旦它們消失，那些肥料就幾乎沒有回收利用的餘地了。”
這篇研究論文認為，恢復鯨魚的數量也許也可以恢復失去的海洋生產力，從而增加作為磷蝦食物的浮游植物群落吸收二氧化碳的量。研究小組估計，20世紀初捕鯨前，鯨魚種群提供的營養迴圈或能使南大洋的海洋生產力提高約11%，並減少至少2.15億噸的碳，使其在海洋生態系統和生物重建過程中得到吸收和儲存。碳排放減少的好處也有可能逐年累加。
“我們的研究結果表明，就規模而言，鯨魚對全球生產力和碳去除的貢獻可能與整個大陸的森林生態系統相當，”Pyenson說。“這一系統依然存在，幫助恢復鯨魚數量有助於恢復失去的生態系統功能，並提供一個自然氣候解決方案。”
Pyenson 說，他、Savoca以及其他人正在思考，如果研究小組在估計上不那麼保守，鯨魚的影響可能會如何，以及另一個潛在的研究方向：將近期在海洋中數量減少的大型哺乳動物與在陸地上消失的大型哺乳動物進行比較，比如美洲野牛。儘管仍屬於斯坦福大學，Savoca今年秋天仍將在史密森尼學會繼續他的工作，從大量的鬚鯨標本中採集樣本。
翻譯：閉詩林
編輯：戚譯引
引進來源：Smithsonian
本文來自：中國數字科技館
