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珊瑚礁变得安静之后,小丑鱼就找不着家了 [复制链接]

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《海底总动员》里,小丑鱼尼莫的爸爸马林对它十分呵护,当它走丢后,马林曾穿越整个海洋去找它。但现实中的小丑鱼,和电影里不同,它们虽然有护卵行为,却不会把小尼莫们抚养长大。一旦孵化,小尼莫们就会到大洋里过着浮游生活,长成米粒大小后,便开始独自寻找合适的珊瑚礁定居了。

热闹的珊瑚礁

汪洋大海中,适合小尼莫定居的珊瑚礁只占千分之二。那么,它该如何找到珊瑚礁呢?听一听,也许就会有线索了。健康的珊瑚礁是个很热闹的地方,不仅颜色五彩斑斓,声音也很多样。

澳大利亚的珊瑚海。图片:WWF

健康珊瑚礁的声音:采集自大堡礁的埃利奥特夫人岛。音频:NaturalHistoryMuseum

珊瑚礁的背景音,听上去有点像小时候吃跳跳糖时,舌头上蹦蹦跳跳的声音。比起这声音的喧腾程度,发出这声音的生物——枪虾就显得很小只了。

枪虾,约拇指大小。图片:WHOI

虾如其名,与众不同的大螯就是它的手枪,枪虾会以超高速闭合“手枪”,挤出的水柱冲击周围水体产生气泡,气泡瞬间爆裂,发出“枪声”,同时伴随冲击波,一下击晕它们的猎物。此外,枪虾还会用这些声音来交流。所以,当珊瑚礁里的很多只枪虾都在捕食、交谈,“噼里啪啦”就成了珊瑚礁的背景声。

另外的声音来自于珊瑚礁鱼类,当它们一起大合唱时,你仿佛置身于百鸟争鸣的盛况。

三种鱼的唱诗班:来自双棘原*姑鱼牛蛙般的叫声,来自鯻(là)科成员的的嗡嗡声,以及蝙蝠鱼发出的较为柔和的“ba-ba-ba”声。音频:JamieN.McWilliametal./Bioacoustics()

这时的它们很可能在大快朵颐,或是交配产卵。每当夜幕降临,深层的浮游生物垂直迁移到海洋表面,以它们为食的鱼类也开启了夜间吃货模式,捕食的声音不绝于耳。而在产卵时节,来自雀鲷科,鳕科,鮨科,石首鱼科的好几个物种都喜欢聚集在海流合适的产卵地,用声音来激发大家的交配热情。

除了这些,还有鹦嘴鱼啃食珊瑚骨骼的声音,海胆搜刮礁石上的海藻声音,“吧唧吧唧”简直旁若无人……反正这些珊瑚礁居民可谓一刻不消停,总会制造些声响出来。

这些“嘈杂”的声音,恰好是小尼莫回家的线索。

消失的珊瑚礁声音

但对于小尼莫来说,珊瑚礁的线索似乎越来越模糊了。

最主要的原因是珊瑚礁的声音越来越小了。当珊瑚礁发生衰退,以此为栖息地的海洋生物也会遭受打击。失去了“闹腾”的居民们,珊瑚礁的声音复杂度、多样性、音量都会降低。

科学家分别在年和年前往澳大利亚蜥蜴岛,采集珊瑚礁的声音。他们发现年收集到的声音远不如以前丰富多彩了。

衰退珊瑚礁的声音:声音均采集自澳大利亚蜥蜴岛,前一段采自年,后一段采自年,感觉一下有什么改变?音频:TimGordon

从年的喧闹到年的无声,蜥蜴岛经历了什么?很可惜,它经历了该地区有记录以来最严重的衰退:在年4月热带风暴Ita中,它丧失了40%的珊瑚礁;紧接着,又经受了年5月的热带风暴Nathan;年初,由于极端高温天气,超过60%的珊瑚发生了白化。

衰退的蜥蜴岛VS健康的蜥蜴岛。图片:PhoebeSmith;TimGordon

蜥蜴岛只是一个缩影,随着全球变暖,海水温度升高,在全球范围内,已经有54%的珊瑚礁发生中等或以上程度的衰退。

受损的鱼类听力

即便有的珊瑚礁还健康如前,喧闹依旧,小尼莫的听力也出现了问题。

几乎所有的鱼类都能听到声音。由于鱼类身体的密度和周围海水相当,它们无需收集声音的外部结构(不似在陆地上的我们,有外耳和中耳),一双位于颅腔内鱼脑旁的内耳就是它们的听力器官。内耳中有三对钙质的耳石,紧靠着感觉表皮,负责听觉的产生。

左图:鱼类的内耳位于颅腔内;右图:除了三对和我们很相似的半规管外(浅蓝色),还有三对耳石(*色),靠近感觉表皮(红色)。图片:Popper,A.N.etal./JournalofFishBiology()

问题是,这些钙质的耳石对酸溶液十分敏感。随着人类燃烧化石燃料,越来越多的二氧化碳被排放,而其中的三分之一被海洋吸收并溶解。海水的pH因此下降,导致酸性溶液腐蚀尼莫的耳石。

对于尼莫们来说,“耳朵不灵敏了”可不仅仅意味着听不清珊瑚礁的信号。随之而来的,还有潜伏的危机。

三种吃幼鱼的珊瑚礁鱼类:拟雀鲷科的褐拟雀鲷、合齿鱼科的革狗母鱼、隆头鱼科的新月锦鱼。图片:ReefLifeSurvey;PhilippeBourjon;LeonardLow

据统计,有60%的珊瑚礁幼鱼,会在定居下来的这段时间落入狩猎者的肚中。由于海洋酸化导致听力受损的小尼莫,将更难分辨这些天敌的声音,这会大大增加它被捕食的几率。

海洋噪音干扰

除了二氧化碳,过多的海洋噪声也会干扰小尼莫追踪声音的线索,甚至会造成它的激素分泌混乱。和在空气中相比,声音在海水中传播更快也更远,因此,“噪音污染”问题在大海中会更严重。珊瑚礁大多毗邻陆地,人类的海洋活动(比如近岸工程建设、船舶运输、渔业活动等)产生的噪音能在海水中传播数千米,会严重干扰海洋生物的日常生活。

热带浅海珊瑚礁(蓝色+号)与位于珊瑚礁4千米以内的主要港口(红色星号)的全球分布图。图片:AdamSmith/TheWorldAssociationofWtareborneTransportInfrastructure()

为了观察噪音会对小丑鱼产生什么影响,科学家在小丑鱼居住的海葵附近放置了喇叭,播放摩托艇的声音。结果发现,受噪音干扰的小丑鱼更喜欢躲在海葵里,减少外出捕食,而且变得十分好斗,会攻击住在同一个海葵里体型更小的同伴。

进一步研究发现,它们的皮质醇、睾酮、11-酮睾酮的水平都升高了。皮质醇也叫“压力激素”,开展该项研究的科学家SuzanneMills猜测,“这意味着摩托艇的噪音会让小丑鱼倍感压力,压力之下,它们的应激反应也受到了影响,这时如果有捕食者,后果可能是致命的。”

如何改变现状

其实,珊瑚礁的声音除了能为珊瑚礁幼鱼提供寻找线索外,还能给人类的珊瑚礁监测系统提供新的维度。比如,从中我们可以读出这个珊瑚礁的生物多样性如何?鱼群喜欢聚集在哪个位置产卵?一些偏远珊瑚礁的状态还好吗?……

StephenSimpson利用水听器记录鱼群的声音。图片:BBC纪录片TheSecretSoundsofFish

但科学家的工作就止步于监测声音了吗?当然不是,事实上,StephenSimpson的团队正在探索能否将声音素材转变为实用的工具,提出了“声音富集”策略。

他们收集了近1吨死去的珊瑚骨骼,堆起了36个骨骼堆。其中有12个是实验组,会在夜晚(幼鱼喜欢在夜晚回到珊瑚礁定居)用水下扩音器播放健康珊瑚礁的声音,剩下的24个则作为“寂静的”对照组。

6周后,比起“寂静的”对照组,充满健康珊瑚礁声音的实验组骨骼堆得到更多幼鱼的青睐,不仅数量上翻倍,物种多样性也增加一半,而且,各个营养级的鱼类(吃藻的、吃浮游生物的、吃无脊椎动物的、吃鱼的以及什么都吃的)都增加了。

TimGordon在珊瑚礁布放扩音器。图片:HarryHarding

失去的声音,我们可以重新播放。那多出来的噪音可以消除吗?

幸运的是,噪音污染,是最容易逆转的环境污染之一:空间上,可以让船舶和工程远离重要的繁殖地、育哺场;时间上,可以避开幼鱼们回归珊瑚礁的季节;而技术上,船舶可以使用噪音更少的新一代引擎,近岸工程建设则可以采用气幕来降噪。

气幕原理:以图中的海上风力发电工程为例,在打桩机周围布一圈软管,压缩的空气从管上的小孔释出,围绕噪音源形成一圈致密的气泡“幕布”,隔断声波的传播。图片:ContinentalAG

从长远来看,在全球范围内减缓气候变暖和海洋酸化对珊瑚礁的保护至关重要,但要解决这个问题,并非一朝一夕就能达到。我们只能从改善局部区域的环境做起,降低近岸工程的影响,减少水体污染,以及不可持续的渔业行为(过度捕鱼、炸鱼、电鱼、*鱼等),让珊瑚礁以更好的状态应对全球变化。

本文转载自我是科学家iScientist,作者

艺敏。

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