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海洋中最大的鱼,藏着“最大谜团”

田达玮 科学大院
2024-08-25


本篇文章正文共3079字

预计阅读时间约为10分钟


鲸鲨(Rhincodon typus),最大体长18.8米,虽不及20多米长的蓝鲸,但蓝鲸是哺乳类,鲸鲨是真正意义上的鱼类,是名副其实的“海洋中最大的鱼”。


这些巨大的鲨鱼有着温顺的性格,甚至能跟人类潜水员近距离互动,因此也被称作“温柔的巨人”。但这个温柔巨人的身上,藏着海洋中最大的谜团。


鲸鲨,图片来源:wikimedia


在人类对鲸鲨展开研究的200多年时间里,几乎没有人见过小鲸鲨。鲸鲨是如何繁殖的?又在哪里繁殖?小鲸鲨是怎样生活的?这一切都是个谜。


商业捕捞,意外破解鲸鲨秘密


鲸鲨巨大的体型和温顺的性格让它成为了商业捕捞的目标。直到上世纪末,东南亚地区都还有针对鲸鲨的商业捕捞行为。


毫无疑问,这些捕捞行为对鲸鲨的种群来说是巨大的威胁。但令人意外的是,一次商业捕捞,无意间揭开了鲸鲨身上的一个谜团,这个谜团跟鲸鲨的繁殖有关。


在这里我们有必要先说一说鲨鱼的繁殖方式。鲸鲨所在的鲨鱼家族,繁殖方式比较特殊。有一些种类的鲨鱼是下蛋的,比如,杰克逊港鲨鱼、猫鲨等等。


猫鲨的卵,图片来源:wikimedia


也有一些种类的鲨鱼会让卵在体内孵化,直接产下小鲨鱼,比如噬人鲨(俗称大白鲨)、双髻鲨等等,这种繁殖方式被称作卵胎生。相关阅读:史前海洋顶级捕食者在娘胎内吃弟弟妹妹?


那作为世界上最大的鱼类,鲸鲨到底是怎么繁殖后代的?这个问题,困扰了科学家很长一段时间。


在1953年,人们在墨西哥发现了一枚30厘米长的鲸鲨卵,里面包含一只没有发育完全的36厘米长的小鲸鲨[1]。


既然鲸鲨卵摆在眼前,人们自然而然地猜测,鲸鲨可能是通过产卵来繁殖后代的。但也有人反对,认为这个鲸鲨卵可能并没有发育完全,只是一个流产的胚胎。正常情况下,胚胎应该在雌性鲸鲨肚子里孵化,雌性鲸鲨应该是直接生下小鲨鱼才对。


但鉴于没有人看见过鲸鲨的繁殖过程,鲸鲨的繁殖方式依然是一个谜团。直到1995年,谜团被揭开了。


在1995年7月,台湾的渔民捕捉到了一条长10.6米,重16吨的鲸鲨。这只鲸鲨很特殊,它是一只怀着身孕的雌性鲸鲨。在这只鲸鲨的子宫里,人们发现了大约300个胚胎。大部分的胚胎都没有卵壳,已经是小鲸鲨的样子了。这些小鲸鲨长度在58-64厘米之间,在被发现的时候,甚至有15只小鲸鲨还活着[2]


处于不同发育阶段的小鲸鲨[2](图片来源:《PloS one》,2009)


更令人吃惊的是,在这只雌性鲸鲨体内的胚胎并不是处于同一阶段,有一些已经到了可以独立存活的状态,还有一些还被包在卵壳里。也就是说,鲸鲨能够将雄性鲸鲨的精子储存在体内,在不同的时间使用这些精子,让卵子受孕,这才出现了不同阶段的胚胎[2]。


在这一天,一只鲸鲨妈妈用自己的死亡告诉了人类,鲸鲨的繁殖方式是卵胎生。鲸鲨身上一个重大的谜团被解开了。


虽然人们知道了鲸鲨的繁殖方式是卵胎生,但这只是谜团的冰山一角。直到今天,依然没有人真的见过鲸鲨生小鲨鱼。也没有人确切知道,鲸鲨在哪里繁殖后代。人们只能从蛛丝马迹中推测真相。



如何在浩瀚的大海里

追踪一只神出鬼没的鲸鲨?

用恒星匹配算法


想找到鲸鲨的繁殖场,最简单的方法就是跟踪鲸鲨,但跟踪研究鲸鲨并不容易。鲸鲨和很多鲸鱼一样,会进行超长距离的迁徙。而且鲸鲨又是实打实的鱼类,它们不需要到水面上来换气,可以在水下待很长时间


人们为了追踪这些大家伙,想了两种办法。


一种办法是给鲸鲨装追踪器。因为鲸鲨性格温顺,人类潜水员是有机会近距离接触鲸鲨给它们带上追踪器的。这些追踪器能在贴近海洋表面的地方发送位置信号,让人们了解鲸鲨的动向。


鲸鲨,图片来源:wikimedia


另一种办法是,鲸鲨身上遍布白色斑点,这些斑点犹如星空一般,而每一只鲸鲨身上的图案都不同,所以人们可以利用哈勃望远镜里识别恒星的恒星匹配算法,来识别鲸鲨身上的图案。近20年来,这一系统帮助科学家记录了8800只不同的鲸鲨与人类的43000次相遇[3]。


在这些鲸鲨追踪系统的帮助下,人们就能够研究鲸鲨的迁徙行为了。



在长距离迁徙中寻找鲸鲨的繁殖场


在2011年至2013年,科学家观测了加拉帕格斯群岛中达尔文岛附近的鲸鲨聚集现象,似乎找到了一些跟鲸鲨繁殖有关的线索。


其实在过去几十年里,人们已经发现了很多鲸鲨聚集现象,但达尔文岛附近的这次观测比较特别。在达尔文岛附近的这次研究,科学家们发现了75只成年雌性鲸鲨,其中有74只都有怀孕的迹象,这是罕见的现象[4]。


有怀孕迹象的鲸鲨[4](图片来源: 《PLoS One》 ,2014)


但这些怀孕的鲸鲨大部分鲸鲨在这里停留了1-2天就离开了,并没有在这里产下小鲸鲨。科学家对其中一些鲸鲨进行了标记,跟踪研究了它们在离开达尔文岛之后的去向。


研究发现,这些鲸鲨离开加拉帕格斯岛之后,并不是集中去往某个地方,而是分头行动。很多鲸鲨在30天左右的时间里,迁徙到了距离加拉帕格斯岛1000多公里的地方。少数鲸鲨更是迁徙到了2000多公里远的地方[5]。


至于鲸鲨为什么会来到太平洋东边的达尔文岛,它们在这里做什么,仍然是一个谜团。幸运的是,在太平洋另一端的科学家似乎发现了潜在的鲸鲨繁殖场。


达尔文岛的“达尔文拱门”,图片来源:wikimedia


2009 年 3 月,科学家们在菲律宾索索贡省发现了一只身长仅 38 厘米的幼年鲸鲨。这是迄今为止在野外发现的最小的鲸鲨个体。科学家推测,这附近可能不仅仅是一个鲸鲨的索饵场,可能也是它们产下小鲸鲨的繁殖场。


2019年,世界自然基金会菲律宾分会的一些数据再次印证了这一推测。2019年上半年在索索贡省的栋索尔地区,一共发生了168次鲸鲨目击事件中。包括104只新的鲸鲨个体,其中还包括非常年幼的小鲸鲨[6]。


另外,在一项研究中,科学家发现了鲸鲨的超长距离迁徙。人们在巴拿马附近标记了一只名叫安妮的鲸鲨,发现这只鲸鲨在两年多的时间里,迁徙了超过2万公里,从巴拿马途经加拉帕格斯群岛附近海域,一路迁徙到了西太平洋的马里亚纳群岛附近[7]。


安妮迁徙路线[7](图片来源:《Marine Biodiversity Records》, 2018)


那位于加拉帕格斯群岛附近的鲸鲨是不是有可能也按照相同的路线,迁徙到西太平洋来产仔呢?


虽然没有真的目击鲸鲨的繁殖,但人们相信,在茫茫西太平洋的海面以下的某个地方,就是鲸鲨的繁殖场。


要“相爱”不要“相杀”的大鱼和人类


其实,除了鲸鲨繁殖,鲸鲨身上还有许许多多谜团。


比如,鲸鲨跟须鲸类似,是滤食海洋中的浮游生物为食。因此鲸鲨的大部分时间都在光线充足,浮游生物相对比较多的100米以内水层活动。但科学家发现,在20%的时间里,鲸鲨会下潜到100米以上,甚至500米以上的水层去,有些甚至会下潜到1000米以上的水深[8]。【相关阅读:如何测量海有多深?】


而这种偶尔会下潜到很深海水中的现象在其他鲨鱼身上也有发现。目前人们并不知道鲨鱼们为什么要这么做。有一种猜测是,鲸鲨在深水里寻找一些迁徙路线上的线索。但真正的原因为何,还需要人们继续探索。


鲸鲨活动水深[8](图片来源《 Journal of fish biology》, 2009)


好消息是,在20世纪末21世纪初,世界上大部分地方已经停止了对鲸鲨的商业捕捞,鲸鲨被捕捞杀害的风险已经大大降低。


很多原本捕杀鲸鲨的地方也意识到了,活着的鲸鲨远比死掉的鲸鲨有价值。它们每年能吸引成千上万的游客前来和鲸鲨互动。


但鲸鲨仍然面临着很多威胁,比如海上溢油事件,在亚洲一些地方,依然有人非法盗猎鲸鲨,以获得它们的“鱼翅”,另外,鲸鲨喜欢在海洋表面活动,可能会被来往船只撞伤甚至撞死。


鲸鲨,图片来源:wikimedia


而鲸鲨的成年时间非常长,鲸鲨大约在长到8米以上[9],才能进行繁殖。根据鲸鲨生长速度的推测,这大约需要25-30年的时间[10]。这意味着一旦鲸鲨的种群数量下降,恢复起来需要漫长的时间。这也让它们被列为了濒危物种。


结语


即便大如鲸鲨,人们对它们的了解依然很少。大海之中还藏着很多动物的秘密,有些生物甚至还没有被人类发现,就带着它们的秘密走向了灭绝。在很多人心目中,探索就意味着向外拓展,征服星空,而在仰望星空的同时,也别忘了倾听大海的奥秘。


参考文献:

[1] Joung S J, Chen C T, Clark E, et al. The whale shark, Rhincodon typus, is a livebearer: 300 embryos found in one ‘megamamma’supreme[J]. Environmental Biology of Fishes, 1996, 46: 219-223.

[2] Schmidt, J.V., Schmidt, C.L., Ozer, F., Ernst, R.E., Feldheim, K.A., Ashley, M.V., & Levine, M. (2009). "Low genetic differentiation across three major ocean populations of the whale shark, Rhincodon typus." PloS one, 4(4), e4988.

[3] https://www.nasa.gov/feature/goddard/star-mapping-algorithms-track-endangered-animals

[4] Acuña-Marrero D, Jiménez J, Smith F, et al. Whale shark (Rhincodon typus) seasonal presence, residence time and habitat use at Darwin Island, Galapagos Marine Reserve[J]. PLoS One, 2014, 9(12): e115946.

[5] Hearn A R, Green J, Román M H, et al. Adult female whale sharks make long-distance movements past Darwin Island (Galapagos, Ecuador) in the Eastern Tropical Pacific[J]. Marine biology, 2016, 163: 1-12.

[6] https://www.rappler.com/environment/238898-increase-sighting-whale-sharks-donsol-sorsogon/

[7] Guzman H M, Gomez C G, Hearn A, et al. Longest recorded trans-Pacific migration of a whale shark (Rhincodon typus)[J]. Marine Biodiversity Records, 2018, 11(1): 1-6.

[8] Brunnschweiler J M, Baensch H, Pierce S J, et al. Deep‐diving behaviour of a whale shark Rhincodon typus during long‐distance movement in the western Indian Ocean[J]. Journal of fish biology, 2009, 74(3): 706-714.

[9] Colman JG (1997) A review of the biology and ecology of the whale shark. Journal of Fish Biology 51: 1219–1234.

[10] Wintner SP (2000) Preliminary study of vertebral growth rings in the whale shark, Rhincodon typus, from the east coast of South Africa. Environmental Biology of Fishes 59: 441–451.


作者:田达玮




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