科学家发现弓头鲸神秘的潜水周期和远距离同步现象
最近的一项研究揭示了弓头鲸行为的复杂模式，表明它们在春季会以 24 小时为周期深潜，与猎物的移动同步。科学家利用混沌理论发现了这一模式，还观察到两头鲸协调它们的远距离下潜，这表明这些北极巨鲸之间存在复杂的社会结构和可能的声学交流。
弓头鲸是世界上体型最大、寿命最长的哺乳动物之一。它们在北冰洋的海洋生态系统中发挥着至关重要的作用，但人们对它们的觅食和潜水行为却知之甚少。现在，来自日本、格陵兰岛和丹麦的科学家小组在即将发表在《物理评论研究》（Physical Review Research）杂志上的一篇论文中，发现了鲸鱼的行为模式，为了解它们如何觅食和社交提供了线索。
标记一头弓头鲸。图片来源：Mads Peter Heide-Jørgensen
北海道大学北极研究中心的 Evgeny A. Podolskiy 副教授、奥胡斯大学生态科学系的 Jonas Teilmann 教授和格陵兰自然资源研究所鸟类和哺乳动物系的 Mads Peter Heide-Jørgensen 教授研究了在西格陵兰迪斯科湾标记的 12 头弓头鲸 144 天的潜水记录。由于鲸鱼的潜水行为可以看作是一种混沌的、自我维持的振荡，这种振荡平衡了鲸鱼在深海对食物的需求和在海面对氧气的需求，因此研究人员采用了一种动力学系统混沌方法来揭示这种看似无序的集体行为的规律。
西格陵兰迪斯科湾 12 头被标记的弓头鲸的深度记录（数据相对于年初，不分年份）。资料来源：Evgeny A. Podolskiy、Jonas Teilmann、Mads Peter Heide-Jørgensen。物理评论研究》。2024 年 8 月 15 日
他们的分析发现，鲸鱼在春季的潜水周期为 24 小时，下午游得最深，以追踪猎物每天向海面的移动，这种现象被称为"昼夜垂直迁移"。
海德-约根森说："我们发现，觅食鲸在春季白天会潜得更深，这种潜水行为与它们垂直洄游的猎物明显同步。到目前为止，这种现象还没有在春季出现过，而在秋季则一直存在矛盾。"
当鲸鱼保持在 130 千米的最大声学通讯范围内时（黑线；绿色/红色阴影表示可能/不可能发生声学接触的位置），会出现主要的同步现象（以相位差量化）。资料来源：Evgeny A. Podolskiy、Jonas Teilmann、Mads Peter Heide-Jørgensen。物理评论研究》。2024 年 8 月 15 日
研究小组还惊奇地发现，有两头弓头鲸在相距约 100 公里的情况下也能同步潜水一周。这对鲸鱼--一只雌性，一只性别不明--有时相距五公里，有时相距数百公里，但它们会在长达一周的时间里密切配合下潜，尽管下潜深度不同。研究人员没有记录鲸鱼的声音来确定它们是否在互动，因为这在技术上仍是一项具有挑战性的任务。
(左起）Evgeny A. Podolskiy、Jonas Teilmann、Mads Peter Heide-Jørgensen。资料来源：Evgeny A. Podolskiy、Jonas Teilmann、Mads Peter Heide-Jørgensen
泰尔曼说："由于没有直接观察，比如对两头鲸的录音，我们无法确定这两头鲸是否在交换叫声。不过，观察到的水下行为可能是支持佩恩和韦伯早在 1971 年就提出的须鲸远距离信号的声群理论的第一个证据。"
"声学连接的鲸鱼看似单独下潜，实际上却在一起，这种可能性令人匪夷所思。我们的研究为研究这种混乱运动、无拘无束的海洋动物的社会性和行为确定了一个框架，我们鼓励研究界收集更多同步标签数据，以确认我们的解释是否恰当，"Podolskiy 总结道。
编译自/ScitechDaily
