摘要:鲸类,这些海洋中的庞然大物,自古以来就吸引着人们的好奇心。它们悠游于深蓝,鸣声回荡于海底,无论是体型、智力,还是它们与海洋生态的深刻联系,都让人叹为观止。不过,尽管科学家花费了数十年心血,鲸类研究依然困难重重。世界上有大约90种鲸类,它们可以分为两大类:齿鲸和
本文来源于“海洋与湿地”(OceanWetlands):
文 | 王芊佳
本文约4600字,阅读约8分钟
鲸类,这些海洋中的庞然大物,自古以来就吸引着人们的好奇心。它们悠游于深蓝,鸣声回荡于海底,无论是体型、智力,还是它们与海洋生态的深刻联系,都让人叹为观止。不过,尽管科学家花费了数十年心血,鲸类研究依然困难重重。
世界上有大约90种鲸类,它们可以分为两大类:齿鲸和须鲸。齿鲸主要是那些用牙齿捕食的鲸类,像我们常见的虎鲸和抹香鲸都属于这一类。齿鲸包括一些大家熟知的鲸鱼种类,还有一些较小的海豚和江豚,像是生活在长江里的江豚。齿鲸的种类比较多,大约已知有60种左右,它们的体型有的大,有的小,生活在世界各地的海洋中。
另外一类是须鲸,它们不同于齿鲸,主要是用嘴里的“须板”来过滤海水中的小生物作为食物。须鲸的体型通常比较庞大,比如蓝鲸、座头鲸、小鰛鯨、 鯷鯨、长须鲸和灰鲸等都是著名的须鲸。尽管须鲸的种类比齿鲸少一些,大约已知只有15种,但它们在海洋中的地位和重要性不言而喻。
想象一下,我们想了解鲸鱼的生活习性,就好像想给它们做一份详细的“个人档案”。但鲸鱼生活在广阔的海洋里,很难一直跟着它们。而且,它们在水下发出各种各样的声音,这些声音就像它们在“聊天”,但我们听不懂。所以,我们要想办法收集这些声音,还要把它们翻译成我们能懂的“鲸语”。这就像是在大海捞针一样难!再加上鲸鱼的数量很多,它们的行为也复杂多样,要整理分析这些数据,就更像是在解一个超级复杂的谜语了。简单来说, 就是因为鲸鱼生活的地方太大了,它们的行为太复杂了,我们收集到的信息又太杂了,所以想要把这些信息整理清楚,并从中得出有用的结论,是一件非常困难的事情。上图是一头長須鯨。摄影:王敏幹(John MK Wong) ©绿会融媒·“海洋与湿地”
鲸鱼的世界可比我们想象的复杂得多。有的鲸鱼就像个“社交达人”,喜欢成群结队地在浅海区域活动,很容易被我们发现;比如,座头鲸就属于喜欢热闹的类型,它们经常成群结队地在海面上跃起、拍打尾巴,发出巨大的声响,很容易吸引人们的目光。
而有的鲸鱼却是个“深居简出”的“宅男”,它们更喜欢在深海的寂静世界里独自遨游,很少在有人类的地方被看到它们浮出水面,自然也就很难被我们了解了。就像抹香鲸则是个十足的“宅男”,它们大部分时间都潜入深海,寻找巨大的乌贼为食。由于抹香鲸在水面停留的时间极短,仅够呼吸,因此要目睹它们的踪迹需要极大的耐心和运气。加上它们活动范围深广,所以想一睹它们的真容并不容易。另外,像北极露脊鲸这样的鲸类,由于数量稀少且生活在寒冷的极地海域,更是难得一见。
那么,为什么如此庞大的生物,却始终像谜一样存在呢?
让我们一起来揭开这背后的原因。
其实,鲸类的研究难点,最直接的一个原因是,它们“行踪成谜”。这些动物的栖息地并非浅海滩涂,而是茫茫大海——包括深不可测的深海。
以喙鲸为例,这一类鲸类大多生活在数百米、甚至上千米的深海中,能够轻松潜水至两千米深,并在水下停留超过一个小时。深海环境的极端压力、黑暗和低温,使得直接观测和数据采集变得非常困难。这些鲸鱼们简直就是深海里的“隐形兽”,住在压力山大、伸手不见五指的“海底监狱”里,想研究它们,就跟大海斗智斗勇一样!
2024年11月30日,在香港特区的大澳水域出现了一条长约五~六米的鲸鱼搁浅,后来死亡了。据有专家初步判断,这条鲸鱼可能是全世界罕见的朗氏印太喙鲸。通过对这类鲸鱼尸体的解剖,可以详细研究其外部形态、内部器官结构以及骨骼特征,为建立该物种的形态学特征数据库提供宝贵资料。这种对于死亡鲸鱼的研究、并制成标本,是人类获得有关鲸豚生物学信息的重要来源。图片来源:网络
另外,天气的不确定性是鲸鱼研究中一个不可忽视的挑战。强风等恶劣天气条件会严重限制海上观测的时间和范围,从而影响对鲸鱼迁徙行为和分布规律的研究。
想象一下,在茫茫大海中寻找这些“深海潜水员”,可不是无异于大海捞针吗?即便它们浮上水面,也是短短几分钟的时间,很难给研究者留下足够观察的机会。例如,德氏中喙鲸(Mesoplodon hotaula)自1963年首次发现以来,仅有极少数的目击记录,而其中许多还是搁浅的个体。
一项研究首次通过整合DNA测序、声学数据分析和照片记录,成功确认了德氏中喙鲸(Mesoplodon hotaula)的物种“身份”,填补了这一深海鲸类的研究空白。该研究由来自中国科学院深海科学与工程研究所的研究团队开展,揭示了该物种独特的声学和形态特征,并指出其分布范围可能比以往认为的更广泛,特别是在南海这一潜在关键栖息地。相关成果于2024年12月发表在国际期刊iScience上。图源:Li et al., 2024
这种深潜行为,不仅使人类对它们的观察难度倍增,还对科技提出了严苛要求。研究者必须依靠声学监测设备记录鲸类的鸣声,或者利用远程水下摄影机捕捉它们的身影。但是声学监测也不是万能的。就比如说,德氏中喙鲸和银杏齿中喙鲸(Mesoplodon ginkgodens)的声波频率非常的相似,往往难以区分。此外,由于设备的部署和维护成本高昂,许多偏远海域根本无法开展长期监测工作。这就意味着,我们对这些深海鲸类的了解,常常仅限于一些零星的数据点。
二是,鲸类的“外貌迷惑”也让科学家头痛不已。许多鲸类物种之间的外形极为相似——尤其是喙鲸类,它们的皮肤颜色、体型和表面划痕几乎一模一样。以德氏中喙鲸为例,它的外形与银杏齿中喙鲸几乎难以区分,只有仔细观察嘴部形状和牙齿位置,才能发现些许不同。更麻烦的是,德氏中喙鲸的皮肤会在阳光照射下迅速变暗,这让目击记录变得更加难以判断。在一些搁浅事件中,鲸类的尸体常常已经腐烂,这更让物种辨别变得复杂无比。
一对母子鰛鲸。©摄影:王敏幹(John MK Wong) | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)
即便外形难以区分,科学家希望通过基因技术找到突破口。
不过,鲸类基因采样并非易事。活体采样需要使用特制的标枪,从鲸鱼身上提取少量皮肤和脂肪组织。这不仅需要高超的操作技术,还必须尽量减少对鲸类的干扰。近年来,虽然已经有研究者成功利用基因技术重新确认德氏中喙鲸为独立物种,但这类技术的应用范围仍然有限。毕竟,并非所有科研团队都能负担得起高昂的基因检测费用。
此外,鲸类的“活动范围广”也为研究带来了巨大的挑战。不同于生活在固定区域的动物,鲸类可以轻松穿越大洋,甚至从赤道游到极地。这样的行为特性,让它们的生态研究变得异常复杂了。
朗氏中喙鲸示意图。作者:Jörg Mazur(CC BY-SA 4.0)
例如,朗氏中喙鲸(Indopacetus pacificus)的目击记录,分布在从印度洋到太平洋的广阔区域。这种广泛的分布模式,意味着,仅靠单一国家的科研力量,是难以取得全面数据的。跨国合作虽然是解决方案之一,但涉及的协调工作和资源分配,也增加了研究的难度。加上,朗氏中喙鲸也是一种行为较为隐秘的物种,关于它的具体生活习性和繁殖模式还没有很多公开的研究。由于其罕见性,朗氏中喙鲸是“数据缺乏”的物种,也就是说,科学界尚未充分掌握有关它的种群数量和分布情况。这使得保护这种鲸鱼面临一定挑战。
喙鲸是一类体型较小的鲸,因其独特的长吻部而得名“喙鲸”。这种鲸鱼的吻部呈尖锐形状,像鸟喙一样,通常生活在深海区域,远离岸边。喙鲸通常以乌贼和小型鱼类为食。全球目前已知的喙鲸种类大约有20多种,其中比较知名的包括长喙喙鲸、短喙喙鲸和朗氏印太喙鲸等。由于它们生活在较深的海域,并且不常出现在近海水域,喙鲸的生活习性和种群数量仍有很多未知之处。图源:《Guide to MARINE MAMMALS OF THE WORLD》, by National Audubon Society
朗氏中喙鲸(学名:Indopacetus pacificus),也称为朗氏印太喙鲸。它们通常生活在热带和亚热带海域,主要分布在印度洋和太平洋的深海区域。由于这种鲸鱼比较少见,关于它的研究和观察资料也相对有限。朗氏中喙鲸的外形特征包括尖锐的吻部和较长的身体,体型适中。它的头部呈现出明显的喙状结构,背部呈灰色或暗灰色,腹部较浅。与其他喙鲸一样,朗氏中喙鲸主要以乌贼和小型鱼类为食。这种鲸鱼通常生活在深海,少有靠近海岸的记录,因此很难进行深入的观察。上图是一群朗氏中喙鲸在畅游。图源:NOAA
还有一点要提提——鲸豚研究人才的稀缺。这主要是因为,这个领域的研究既需要深厚的专业知识,又需要大量的资金投入。研究鲸豚,不仅要懂生物学、海洋学等学科知识,还要掌握复杂的野外调查和数据分析技术。此外,鲸豚生活在广阔的海洋中,研究它们需要耗费大量的时间和金钱,而且研究周期长,见效慢。更麻烦的是,相对于陆地动物,人们对海洋生物的关注度相对较低,社会对鲸豚研究的投入不足,这些都导致了从事鲸豚研究的人才数量有限。
要解决这个问题,笔者认为,战略性的学科知识建设就很重要了。因为远洋考察所需的船只和设备成本高昂,使得对鲸鱼进行长期、细致的研究变得困难重重。所以,对于鲸豚研究的学科建设的重视、长期的科研投入是很重要的保障。
另外,海洋生物学家王敏幹教授(Prof.John MK Wong)也指出:现在许多鲸鱼研究都是作为海洋学研究的附属项目进行的。例如,中国的“雪龙号”极地考察船和“大洋号”深海探测船主要研究水体的物理参数,并没有专门进行鲸鱼研究。他建议,为了更全面地了解海洋生态系统,这些船只应该邀请鲸豚专家一同出海,对鲸鱼进行深入研究。
考虑到前往离岸研究鲸鱼的船只费用高昂也是一个阻碍因素,因此,王敏幹还建议,一些鲸鱼研究人员可以与观鲸运营商合作。或者担任观鲸船的导游或解说员。“90年代末,我在香港担任观赏白海豚的讲解员时,做的就是这些事情。我亲眼目睹了它们在海中自由自在的身影,感受到了这些生命的奇妙。”他回忆道。
大西洋中央的亚速尔群岛(Azores Islands)的一头抹香鲸。根据资料,抹香鲸可以在水底闭气超过一小时。©摄影:王敏幹 | 绿会融媒·“海洋与湿地”
人类活动对于鲸类产生了巨大的影响。就比如说,开放式螺旋桨对海洋生物构成严重威胁,许多海豚、海龟和鲸鱼因船只螺旋桨受伤或死亡。上图中是一只被螺旋桨几乎“切割”的中华白海豚。这张图片是大概1995年在大屿山岛南拍摄的。另外,有一些海上交通事故发生之后,鲸鱼就沉入了深深的海底,世人很难知晓它们经历的悲剧。摄影:Lindsay Porter | 供图:王敏幹(图文无关)
尽管困难重重,科学家依然从未停止努力,因为鲸类的研究意义重大。这些深潜的巨兽不仅是海洋生态系统的重要一环,还在碳循环和营养物质输送中扮演着关键角色。如,鲸类在深海摄取食物后,通过呼吸和排泄将营养物质带到海面,间接促进了海洋浮游植物的生长。研究它们的生活习性,不仅有助于保护这些濒危物种,还能帮助我们更好地理解海洋生态的运作机制。
随着科技的不断进步和国际合作的加深,科学家们有望逐步攻克鲸类研究中的重重难关。就像“黑夜给了我黑色的眼睛,我却用它寻找光明”,未来,借助无人潜水器和卫星跟踪、以及各种日益先进的技术,深海鲸类的生活习性或许能被一一揭示。而基因测序技术的成本降低,也将让更多的鲸类物种“现身说法”,帮助我们更好地进行物种鉴定、分类。是的,研究之路充满曲折,但每一次的发现,都是人类对大自然认识的逐渐积累的“一小步”。
鲸类,这些海洋中的“隐士”,虽然行踪神秘,难以捉摸,但它们却是我们了解和保护地球生态的“关键生物”。在它们背后,藏着无数未解的故事,正等着我们去一一揭开。
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文 | 王芊佳
编辑 | 绿茵
排版 | 绿叶
【引用本文】
王芊佳.鲸类研究,为啥难?.海洋与湿地.2024-12-7
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【参考资料】
Li et al., 2024, iScience 27, 111465
December 20, 2024 ª 2024 The Authors. Published by Elsevier Inc.
https://doi.org/10.1016/j.isci.2024.111465
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鲸豚
世界上大约有80多种鲸类,其中包括了40多种海豚。海豚是鲸类大家族中的成员。上图是在“观鲸”活动中常见的鲸豚物种。(图源:IWC)
©摄影:王敏幹(John MK Wong) | 绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)
来源:中国绿发会