编译/何智一
灰鲸,未来应对气候变化的胜利者?
编译/何智一
灰鲸的种群数量很低,并且某些种类会经常在未受人类侵扰的不同海域间迁移,这些都给人留下了灰鲸拥有固定的迁移和捕食行为的印象。但是从历史角度来看,这种观点可不一定一直是正确的。
如果过去的灰鲸种群同今天的鲸类一样迁徙和觅食,当它们的主要食物消失时,该如何捱过冰河期?根据加州伯克利学院和史密斯森学院的古生物学者的新研究,在过去的几百万年,灰鲸经历了全球冷暖交替的多次循环,它们似乎猎取了比今天更为广泛的食物。研究者分析了加利福尼亚灰鲸对过去12万年间的气候变化的反应,发现在人类到达之前,沿太平洋海岸灰鲸的数量是今天(约2.2万头)的2~4倍。进化生物学家、加州伯克利学院的综合生物学教授大卫·林德伯格说:“几乎可以确定,过去的灰鲸数量十分可观。”
林德伯格教授认为,过去灰鲸可能会有更大的种群数量,是因为灰鲸食用了更为多样的食物来源,这些食物今天的灰鲸才刚刚开始食用。他曾一度认为,灰鲸只吸食海底沉积物中的蠕虫和片脚类动物。其实,一些灰鲸也食用鲱鱼和磷虾,就像它们的近亲须鲸一样,比如座头鲸和蓝鲸;一些灰鲸甚至不再迁徙,而是常年地聚集在加拿大的温哥华岛周围,捕食鲱鱼和磷虾。
新的种群数量与2007年的统计一致:在人类捕杀前,加利福尼亚灰鲸种群数量约在7.6万到12万头之间。这个数据的统计是基于对灰鲸遗传多样性的分析。这个数量,与一些生态学者认为的种群数量在1.5万到2万之间的主张相冲突,但太平洋海岸(特别是沿着自加利佛尼亚半岛至白令海的长达11000千米的鲸迁徙路线)可以为我们提供数据支持,无论现在或是过去。该数据的研究者说:“我们的数据显示,如果这个较高的数量估计是正确的,那么灰鲸就可以十分安全地渡过冰河期,从而避免出现瓶颈;如果灰鲸的数量处于较低的水平,它们只能勉强渡过冰河期,大概只有几百或几千的数量存活,那将会在灰鲸的DNA中留下瓶颈证据。”所谓瓶颈是指:种群数量减少;近亲繁殖普遍存在;物种的多样性减少;适应环境变化能力下降。
按照当今深海生物的生长繁殖速度、食物密度和灰鲸消耗的能量大小来计算,北太平洋可以容纳高达17万头灰鲸。如果灰鲸同样食用非深海生物体像磷虾,种群数量甚至会更高。
不过,从晚更新世冰河期设法存活至今的灰鲸,却很难逃离现代人的猖獗捕杀。虽然国际捕鲸委员会在1947年开始禁止捕杀灰鲸,但是遭受19世纪末到20世纪初无节制捕杀后的西方灰鲸的数量一直没有恢复过来,至今仍处于濒临灭绝的边缘。作为西方灰鲸唯一栖息地的俄罗斯库页岛东北海岸,如今已被石油公司占领,而石油公司的勘探和开采行为严重影响了西方灰鲸的正常生活,导致这种30吨重的珍稀海洋哺乳动物正逐渐走向灭亡。
加利福尼亚灰鲸的生存历史可以追溯到大约15万到20万年前。作为现存灰鲸中最神秘的种类之一,早在人类进入文明社会之前,它们就开始每年从阿拉斯加以北的楚科奇海和白令海向南部班加海域迁徙,航程长达2万多千米。灰鲸在夏季捕食磷虾和片脚类动物,储存一层厚厚的鲸脂,用作能量储备和保暖层,为远征做好准备。
大部分幼鲸出生于南迁途中,母鲸妊娠期为13个月。幼鲸一天要吃70千克脂肪奶。处于哺育期的母鲸通常要损失三分之一的体重。灰鲸能否像虎鲸那样利用回声定位来判断方向目前还不清楚,但大部分科学家认为,在灰鲸的基因中印有一张“水下地理图”,使得它们能在漫长的迁徙途中始终不迷失方向。
过去的12万年期间,地球从温暖时期过渡到了冰河时期,最终形成了今天的变暖气候。在冰河期,海水冻结在陆地冰川中,海平面下降了大约120米。而作为如今灰鲸的夏季主要觅食区,白令海这片由大陆架构成的浅区在冰河期消失了接近60%。灰鲸的觅食范围不能深于75米,而在冰河期,白令海的近海水域已经远远深于75米。林德伯格说:“如果灰鲸最开始是在白令海上觅食的话,我们很难弄清它们是如何避免种群崩溃的。”两名研究者通过计算海平面下降造成的食物损失数量,并将其与灰鲸存活所需的食物估计量结合,计算出了全球变冷对灰鲸种群的影响和那些为了使灰鲸生存而必须存在的种群。
他们推断,应该有替代的觅食方式可以在温暖时期充分供养大约7万头灰鲸,这样冰河期的种群数量就不会下降到5000~10000头。种群数量的减少会造成灰鲸DNA中的一个明显的遗传瓶颈,但至今还没有发现类似信号。研究者还没有能力去足够深入地观察灰鲸的基因组,检查是否有这种类型的遗传瓶颈。但在人类把这种哺乳动物作为捕捞的目标之前,所做的遗传分析显示没有找到任何瓶颈。
由于捕鲸业的发展,加利福尼亚灰鲸的数量急剧下降
历史上灰鲸的数量显示了它们对生态系统的顽强适应能力
最古老的灰鲸化石可以追溯到250万年前,从那时灰鲸出现开始,地球已经经历了超过40个主要的趋冷趋暖周期,每一个周期都显著影响了世界的植物群和动物群。林德伯格指出,5万到1万年前,在最后的冰川春寒期,多数大型陆地哺乳动物由于气候变化和人类破坏的综合作用消失了。但在海洋领域,同样的时期内几乎没有物种灭绝,而且还有少数新物种诞生。
林德伯格说:“我认为灰鲸会成为应对巨大气候变化中的胜利者之一。”灰鲸的进化可塑性超出所有人的想象,这有助于灰鲸在科学家预期的未来几个世纪内由海平面上升引起的气候变化下存活。几年前,当研究者就过去的灰鲸种群数量展开争论的时候,林德伯格就开始了这项研究。他认为,了解过去的300万年间(更新世)灰鲸如何适应气候变化,有助于更深入了解它们将如何适应今天的气候变化。
在夏季,白令海是最有活力的海洋生态系统之一。即使灰鲸可以更好地适应未来日益趋升的气温和海平面,生活在白令海的鸟类和其他海洋哺乳动物也未必能同样适应。林德伯格说:“如果此环境在冰川达到最大值时消失,我们确实需要重新思考,对其他所有生存在白令海的生物体的生态历史,我们到底知道多少?”他力促其他的科学家将重心集中在物种的生态历史上,以便充分理解它们和变化的环境之间的复杂的相互作用。林德伯格表示:我们确实在缺乏大量数据的情况下采取了很多保护措施,但利用已知的生态学特点,整合古生物学和地质学的相关数据,可以帮助我们应对即将发生的海洋生态系统的生物变化。
小贴士加利福尼亚灰鲸被称作“东方种群”,灰鲸还有个种群叫“西方种群”,生活在亚洲沿岸。
小资料2010年,一头灰鲸在离它在太平洋的栖息地数千里远的地中海被发现,让海洋生物学家吃惊不已。这头身长约10米的庞然大物第一次被发现是在以色列中部的荷兹利亚,至于它是如何到达这里的,科学家也不得而知。以色列海洋哺乳动物研究和保护中心的主席哈那·舍伊宁博士说:“这真是不可思议,说这是最重要的一次鲸的目击事件都不为过。”美国国家海洋哺乳动物实验室的菲利普·克拉珀姆猜测:一群灰鲸从加利福尼亚巴哈返回阿拉斯加的途中,正好遇到冰层解冻,西北通道打开,然后这头灰鲸就顺着路游到了大西洋。研究者考虑使用卫星追踪这头灰鲸,观察它的下一步动向。
灰鲸似乎将觅食地点由海底向更大范围扩展,这个行为表明,它们的确具有适应环境的能力