只要闻到企鹅粪便的味道,磷虾就会采取疯狂的规避行动
在实验室实验中,闻到企鹅粪便气味的南极磷虾很快就会离开。来源:uux.cn/Gerald Corsi/iStock/Getty Images Plus
(神秘的地球uux.cn)据Frontiers:想象一下,通过南大洋中被跟踪的磷虾复眼看世界。突然间,一只企鹅看起来像一只贪婪的巨人,像鱼雷一样流线型,以极快的速度追逐并吃掉了数千只磷虾。
现在,研究人员已经证明,这些不会飞的鸟类粪便的水传播气味足以使磷虾表现出逃跑行为。
缅因州毕格罗海洋科学实验室的博士后研究员、发表在《海洋科学前沿》上的一项新研究的通讯作者妮可·赫莱西博士说:“在这里,我们首次表明,少量的企鹅粪便会导致南极磷虾的摄食和游泳行为发生突然变化。”。
作为众多物种的食物和大量的碳螯合物,磷虾是南极的关键物种。据估计,目前南大洋约有700万亿只成年南极磷虾,但由于气候变化、海冰减少和海洋酸化,它们的数量正在进一步向南移动。
水里有东西
像磷虾这样的浮游动物对食物、配偶和污染的化学线索很敏感,并相应地调整了它们的行为,Hellessey及其同事想知道磷虾是否也会对捕食者的气味做出反应。作者重点研究了阿德利企鹅,这是最南端繁殖的企鹅物种,因为它们99.6%的饮食由南极磷虾组成。一只成年阿德利企鹅每天吃1.6公斤南极磷虾,全世界阿德利企鹅每年消耗的南极磷虾约为150万吨。
2022年底,南极布兰斯菲尔德海峡的研究船“劳伦斯·M·古尔德”和“纳撒尼尔·B·帕尔默”上的研究人员拖网捕捞南极磷虾,将其带到帕尔默站的研究水族馆。捕获物在以藻类泥浆为食的储罐中得以存活。鸟类专家此前曾从帕尔默站附近的南极半岛托格森岛的一个殖民地收集了78克阿德利鸟粪(Hellessey说:“闻起来像腐烂的贝类。处理起来不舒服。”)。
为了测试磷虾对鸟粪的反应,科学家们在1.5°C的海水水槽中每五分钟放置六到八只磷虾。光线被调暗,以模仿40米深度的典型强度,这是南大洋中产量最高的层。水以每秒3厘米或5.9厘米的速度流过水槽。这股水流由三种海水中的一种供给:含有藻类、阿德利粪或两者兼而有之。总的来说,他们对流速和水成分的每种组合进行了四次测试。
他们用两台自动摄像机记录了每项试验中四只磷虾的行为,并处理了这些视频,以计算每只磷虾在整个试验过程中的3D位置及其游泳速度和方向。
结果表明,磷虾通常直接向上游游动,这种行为被称为流变性。但一旦遇到粪便,它们的行为就会发生巨大变化:它们的游泳速度变化更大,而游泳速度则快1.2到1.5倍。他们的转弯次数也增加了三倍,平均角度是1.4倍。
在第二组实验中,研究人员发现,当将企鹅粪便加入水中时,磷虾摄取藻类作为食物的比例降低了64%,从每只磷虾每小时12.7微克碳(或其体重的13%)降至每只磷虾4.6微克碳。这些结果表明,由于磷虾经常改变方向,在鸟粪存在的情况下,磷虾的觅食效率较低。
作者得出结论,这种“曲折”是一种回避或逃避反应。
Hellessey说:“这种逃离附近企鹅的行为将大大增加磷虾的生存几率。如果它们的邻居能够检测到相同的线索并相互传达危险,那么这些几率在群体中会呈指数级增长。”。
闻起来像磷虾精
但是磷虾对粪便中的哪些化学物质有反应呢?这仍有待阐明。
Hellessey说:“我们假设南极磷虾正在避开企鹅鸟粪中磨碎的磷虾和鱼类的气味。因此,我们预计磷虾会表现出类似的游泳行为,并抑制在南极海豹、鲸鱼和其他类型的磷虾捕食者周围进食。”。
“我们还不知道磷虾感知这些化学信号的能力以及它们对这些信号的逃逸行为在开阔水域、全球变暖或海洋酸化条件下稀释时可能会如何变化。磷虾行为的任何变化都可能对未来的南大洋产生重大影响,因为南极磷虾是这个生态系统中的关键物种。”