摘要:当博士生梅利莎·弗斯泰格(Melissa Versteeg)再次核对测量数据时,不禁对异常的数值心生疑虑——这些鱼似乎正在变小。
地球是一个奇迹
物种|全球
研究人员认为,海洋热浪可能正在影响鱼类的生长模式 —— 而 “尼莫”(小丑鱼)只会变得更小。|国家地理图片集
当博士生梅利莎·弗斯泰格(Melissa Versteeg)再次核对测量数据时,不禁对异常的数值心生疑虑——这些鱼似乎正在变小。
“她反复测量了三次,”曾在英国纽卡斯尔大学(Newcastle University)与弗斯泰格共事的海洋生物学家特蕾莎·鲁格(Theresa Rueger)回忆道,“我们还安排多人同步测量,就是为了确保数据的准确性。”测量结果却证实了这一异常:在一场海洋热浪期间,橙色小丑鱼,学名三带双锯鱼(Amphiprion percula)的体长确实呈现缩短趋势。
这项发表于《科学进展》(Science Advances)的研究,首次记录到珊瑚礁鱼类因环境压力导致的个体体型缩小现象。
此前科学界观察到的鱼类体型缩小多发生在种群层面——可能因大型个体被捕捞或物种进化所致,但追踪测量同一条鱼并证实其体型变化的研究极为罕见,主因在于重复捕获和测量的操作难度极大。
研究团队推测,体型缩小或许能提升小丑鱼在热浪中的生存概率。
这是2023年金贝湾海洋热浪期间的一条 三带双锯鱼(Amphiprion percula)。这类小丑鱼在特定情况下能够控制自身的生长。|国家地理图片集
意外发现:海洋热浪中的长期追踪
这一突破性发现源于一次意外契机。“我们最初的研究目标并非海洋热浪,”论文合著者鲁格解释道。作为第一作者的弗斯泰格,原本致力于监测巴布亚新几内亚(Papua New Guinea)金贝湾(Kimbe Bay)野生小丑鱼(clownfish)繁殖对的环境适应情况。
当热浪来袭,海水温度较历史均值飙升4°C时,研究团队决定“对繁殖对展开全程追踪”。在2023年2月至8月的常规监测中,研究人员每间隔数日记录水温,并每月测量海葵鱼的体型数据。
训练有素的潜水员使用鱼缸网捕获小丑鱼,借助卡尺完成精准测量——单尾鱼的操作流程可在30秒内完成,“随后它们便会回到海葵中,几乎不会察觉异样。”鲁格描述道。
数据结果令人震撼:研究期间,71%的雌性主导个体与79%的繁殖雄性至少出现过一次体型缩小,部分个体甚至经历了多次收缩与补偿性生长。值得注意的是,41%的缩体鱼类伴随繁殖伴侣同步变小,这类个体的存活率显著更高。
体型调控之谜
为何水温升高会导致小丑鱼体型缩小?这一现象背后的机制仍需深入研究。
已知小丑鱼具备独特的生长调控能力:当群体中体型最大的雌性死亡时,优势雄性会转变为雌性,次级雄性则递补为繁殖伴侣;若等级序列中出现上位空缺,个体会通过加速生长争夺地位。
“一旦确立主导地位,上位个体就会抑制下位鱼的生长,”鲁格指出,“这种生长调控机制可避免群体冲突——从属个体若生长过快,会被驱逐出海葵(anemone)而面临生存危机。”减少能量消耗的生存策略,使它们能将资源优先分配于基础存活需求。
但主动缩体行为却是全新发现。一种可能性是,小丑鱼的体型与海葵宿主的大小存在协同适应:若热浪导致海葵生长受限,寄居鱼类可能通过缩小体型维持共生关系。
另一种解释则与氧气和食物获取效率相关:“体型较小的个体不仅能量需求更低,多数情况下的觅食效率也更高。”鲁格分析道。
体型缩小趋势
小丑鱼的研究为“变暖世界中的动物体型缩小现象”提供了新证据。此前已有研究表明,海洋鬣蜥(Marine iguanas)会在厄尔尼诺年份缩短体长,幼鲑鱼(juvenile salmon)的生长也受环境条件显著影响。
“体型变化可能是适应能力提升的标志,”未参与该研究的英国普利茅斯海洋实验室(Plymouth Marine Laboratory)生态学家伊丽莎白·塔尔博特(Elizabeth Talbot)指出,“但弊端同样存在——小型个体的繁殖力通常较低。”
美国加州大学圣克鲁兹分校(University of California, Santa Cruz)量化生态学家亚历克莎·弗雷德斯顿(Alexa Fredston)强调,全球范围内动物体型缩小的趋势已愈发明显:鸟类研究便是典型案例,部分学者认为其与气候变暖存在直接关联。
然而,解析这一现象仍面临方法论挑战:“现有数据多基于种群层面的统计(如年度渔获量或候鸟观测样本),而非个体随时间的连续追踪。”
弗雷德斯顿评价道,这项研究通过个体尺度的长期监测,“揭示了动物应对持续性海洋热浪的复杂适应图景”。对鲁格而言,这份研究成果兼具科学价值与隐忧:“我们初衷是探索鱼类生态,却意外记录下气候变化的影响印记。”
撰文:Melissa Hobson
编译:Arvin
校对:前期
版式设计:钱思琦
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来源:国家地理中文网一点号