利用技术解开自然界的谜团

利用技术解开自然界的谜团
本内容由人工智能自动翻译。

十年前,我们开始着手破解深海中的“犯罪现场”之谜,当时甚至不确定这些现场是否真的存在。所谓“罪案”是什么?阿拉斯加部分地区濒危的斯特勒海狮正在迅速消失。它们的数量 减少了 在三十年间下降了80%,然而几乎没人见过或采集过死亡海狮的样本。夏季上岸繁殖时接受研究的活海狮看起来很健康,幼崽也很健康。

我们想知道海狮何时、何地以及为何死亡。要解开这个谜团,我们需要那些无法亲眼见到的动物的信息:它们可能没有繁殖,也可能再也不会回到岸上。因此,我们 研发了 一种特殊的监测标签,它可以 向我们发送数据, 让我们了解那些无法直接观察到的海狮。

这种所谓的生命史发射器(Life History Transmitter,简称LHX)标签,是一种小型电子监测设备,在幼年海狮接受麻醉时通过手术植入其肠腔。别担心,我们已经确认,这 不会改变 动物的 行为 或存活情况。毕竟,我们不希望影响所需的数据!

标签会在宿主动物的一生中持续监测它。宿主死亡后,标签便从腐烂、肢解或被消化的尸体中脱离。它们很快浮上海面,并开始向轨道卫星发送此前存储的数据。无论这些海狮去了哪里,我们最终都会收到一封令人难过的电子邮件,确认一只研究对象已经死亡。由于标签数据经由卫星传回,我们称之为“来自太空的尸检”。

目前正在阿拉斯加威廉王子湾追踪的三只植入LHX装置的年轻斯特勒海狮雌性个体的位置。植入手术后放归的动物会使用外部发射器追踪,最长可达6个月。此后,外部标签通常会脱落。图片由作者提供

自2005年以来, 我们已在 阿拉斯加湾威廉王子湾地区的45只幼年海狮体内放置标签。迄今为止,其中17只已经死亡。实际上,这大致符合我们预期的死亡数量。幼年海狮 生活艰难, 大多数甚至活不到繁殖年龄。

有两种情况下,我们收到的数据不足以判断这些海狮的死因。其余15只海狮的标签则提供了完整数据集。结果显示,这15只动物都死在海上。令我们十分意外的是,它们似乎全都死于捕食者袭击。我们如何判断?

LHX标签会记录温度和光照水平,也能识别周围是组织、盐水还是空气。我们通过卫星收到的最初几个“犯罪现场”的数据都呈现出相同模式:标签迅速从98华氏度(37摄氏度)——像海狮这样的健康温血动物正常的核心体温——降至袭击发生时当地海面的温度。与此同时,标签感知到光线和空气,并开始发射信号。几乎只有一种情况会导致这样的结果:海狮被捕食者肢解,标签随之飞出。

我们只能推测可能的袭击者:虎鲸、大白鲨、鲑鲨,或许还有睡鲨,都曾被报告为海狮的捕食者。虎鲸被认为是最常见的捕食者,但这可能仅仅是因为虎鲸袭击发生在海面附近,比其他袭击更容易被观察到;其他袭击可能发生在深达500米的水下,这是已知斯特勒海狮潜水的最大深度。

然而,最近,我们的三次“来自太空的尸检” 揭示了一些令人费解的模式:标签仍然记录到温度迅速下降,却始终处于黑暗中,也没有感知到空气。更令人困惑的是,袭击后记录到的温度与海面温度并不相符,反而对应深水温度。直到五至十一天后,这些标签才感知到光线和空气以及海面温度。就在那时,它们开始发射信号。究竟发生了什么?

三只带标签海狮的犯罪现场数据。请注意,标签在寒冷黑暗中停留数日,随后才于5至11天后发射信号,如水平箭头所示。《Fish. Bull.》112:297–310(2014),图片由作者提供

我们认为,这些标签被一种体温较低的捕食者吞下,几天后随粪便排出或被反刍吐出。由此,虎鲸可以从这三起袭击的嫌疑名单中排除,因为虎鲸也是温血动物。甚至大白鲨和鲑鲨也能使体温远高于环境温度。这样一来,行动迟缓、移动缓慢、鲜为人知且真正冷血的太平洋睡鲨便成了我们的头号嫌疑对象。

这为什么重要?为促进斯特勒海狮种群恢复,阿拉斯加一些地区限制了捕鱼。这些规定基于一种假设——但缺乏确凿证据支持——即海狮正因食物短缺而受苦。人们捕获的鱼少了,留给海狮的鱼就多了。然而,睡鲨在许多渔业活动中会作为兼捕物种被捕杀。因此,限制捕鱼的一个意外后果,可能是海中的睡鲨变多。看似矛盾的是,这些旨在通过保留更多食物来帮助海狮的措施,可能反而让更多捕食者得以捕食它们,从而伤害海狮。

综合海狮“犯罪现场”的所有线索,我们有把握认为已经锁定了其中一名嫌疑者。这项调查并非为了将杀手绳之以法,但我们对这起“罪案”的新认识可能会影响未来的渔业管理决策。

本文由以下机构合作发表: The Conversation

作者:Markus Horning,俄勒冈州立大学野生动物生态学副教授

图片:一只海狮在帕洛米诺群岛附近游泳。路透社/Enrique Castro-Mendivil

分享:

授权与转载
世界经济论坛发布的文章,可依据《知识共享署名-非商业性使用-禁止演绎4.0国际公共许可协议》以及我方《使用条款》进行转载。 本文所表达的观点仅代表作者个人立场,并不代表世界经济论坛的观点。