科学家在挪威观察到鳕鱼吞食数百万条毛鳞鱼

毛鳞鱼的危险： 挪威近海案例研究

麻省理工学院（MIT）和挪威海洋学家最近在挪威海岸附近的一片海域发现了这一现象，当时正值毛鳞鱼产卵的高峰期。

每年二月，数以亿计的毛鳞鱼从北极冰原边缘向南迁徙到挪威海岸产卵。 挪威的海岸线也是毛鳞鱼的主要捕食者大西洋鳕鱼的中转站。 当鳕鱼向南迁徙时，它们以产卵的毛鳞鱼为食，不过科学家们直到现在才对这一过程进行大规模测量。

捕获破纪录的捕食事件

麻省理工学院的研究小组在Nature CommunicationsBiology上报告了他们的发现，他们捕捉到了个体洄游鳕鱼和产卵毛鳞鱼之间在巨大空间范围内的相互作用。 他们利用基于声波的大范围成像技术，观察到随机的毛鳞鱼开始聚集在一起，形成一个横跨数十公里的巨大鱼群。 随着毛鳞鱼群形成一种生态"热点"，研究小组观察到鳕鱼个体开始聚集在一起，形成自己的巨大鱼群。 蜂拥而至的鳕鱼超过了毛鳞鱼，很快就吃掉了一千多万条鱼，估计超过了聚集起来的猎物的一半。

研究人员利用大范围声学绘图技术追踪了毛鳞鱼、左鳍鱼和鳕鱼的数量。 在有记录以来最大规模的捕食事件中，研究人员观察到毛鳞鱼在挪威海岸附近上岸，一群鳕鱼追上了它们，在几个小时内吃掉了一千多万条鱼。 图片来源：Nicholas Makris 等人

这次戏剧性的遭遇战只持续了几个小时，无论从参与的个体数量还是从事件发生的区域来看，都是有记录以来规模最大的一次捕食事件。

大规模观察和影响

这一次事件不太可能削弱整个毛鳞鱼种群；被捕食的浅滩只占该地区产卵毛鳞鱼的 0.1%。 然而，随着气候变化导致北极冰盖退缩，毛鳞鱼将不得不游到更远的地方产卵，这使得鱼种面临更大压力，更容易受到自然捕食事件的影响，比如研究小组观察到的这次事件。 由于毛鳞鱼维系着包括鳕鱼在内的许多鱼类物种，以接近单条鱼的分辨率和跨越数万平方公里的大尺度持续监测它们的行为，将有助于维护鱼类物种和整个海洋的健康。

麻省理工学院机械与海洋工程学教授尼古拉斯-马克里斯（Nicholas Makris）说："在我们的工作中，我们看到自然灾难性的捕食事件可以在数小时内改变当地捕食者与猎物之间的平衡。这对于有许多空间分布的人口中心或生态热点的健康种群来说不是问题。 但随着气候和人为压力导致这些热点的数量减少，我们目睹的那种对关键物种的自然'灾难性'捕食事件可能会对该物种以及依赖它们的许多物种造成严重后果。"

Makris 的论文合著者是麻省理工学院的 Shourav Pednekar 和 Ankita Jain，以及挪威海洋研究所的 Olav Rune Godø。

海洋研究的技术优势

在新研究中，Makris 和他的同事重新分析了 2014 年 2 月在挪威海岸附近的巴伦支海巡航期间收集的数据。 在那次巡航中，研究小组部署了海洋声波导轨遥感（OAWRS）系统--这是一种声波成像技术，利用连接在船底的垂直声波阵列，向海洋深处和四面八方发送声波。 这些声波在经过任何障碍物或鱼类时都会反弹，因此可以传播很远的距离。

同一艘船或第二艘船拖着声波接收器阵列，从几十公里外不断接收散射和反射的海浪。 然后，科学家们可以分析收集到的波形，绘制大面积海洋的即时地图。

2014年研究人员在挪威考察时拍摄的照片。 图片来源：Nicholas Makris 等人

此前，研究小组重建了鱼类个体及其运动的地图，但无法区分不同物种。 在新的研究中，研究人员采用了一种新的"多光谱"技术，根据鱼鳔的声共振特征来区分鱼种。

"鱼类的鳔会像铃铛一样产生共振，"Makris 解释说。"鳕鱼的鳔很大，共鸣很低，就像大本钟的钟声，而毛鳞鱼的鳔很小，共鸣就像钢琴的最高音。"

通过重新分析 OAWRS 数据，寻找毛鳞鱼与鳕鱼的特定频率，研究人员能够对鱼群进行成像，确定其物种含量，并绘制出每个物种在巨大区域内的移动图。

声学海洋测绘的进展

研究人员将多光谱技术应用于2014年2月27日收集的OAWRS数据，当时正值毛鳞鱼产卵高峰期。 在清晨时分，他们的新绘图显示，毛鳞鱼基本上保持自我，以随机个体的形式沿着挪威海岸线松散地集群移动。 当太阳升起并照亮表层水域时，毛鳞鱼开始下潜到较暗的深处，可能是沿着海底寻找产卵的地方。

研究小组观察到，随着毛鳞鱼的下沉，它们开始从个体行为转变为群体行为，最终形成了一个由大约 2 300 万条鱼组成的巨大鱼群，它们在一个长达十多公里的波浪中协调移动。

Makris说："我们发现，毛鳞鱼有一个临界密度，这个临界密度来自一个物理理论，我们现在已经在野外观察到了。如果它们彼此靠得足够近，它们就能以它们能感知到的周围其他鱼类的平均速度和方向为基础，然后形成一个巨大而连贯的鱼群。"

在他们的注视下，滩涂上的鱼开始作为一个整体移动，这种连贯的行为在其他物种中也曾被观察到，但直到现在才在毛鳞鱼中观察到。 人们认为，这种连贯的洄游可以帮助鱼类在远距离上节省能量，因为它们基本上是在利用群体的集体运动。

然而，在这个例子中，毛鳞鱼群一形成，就吸引了越来越多的鳕鱼，它们很快形成了自己的鱼群，根据研究小组的声学绘图，大约有 250 万条鱼。 在短短几个小时内，鳕鱼在数十公里的范围内吃掉了 1050 万条毛鳞鱼，然后两个鱼群都解散了，鱼群四散而去。 马克里斯怀疑，这种大规模、协调的捕食行为在海洋中经常发生，但这是科学家第一次能够记录下这样的事件。

Makris说："这是第一次看到捕食者与被捕食者之间大规模的互动，这是一场连贯的生存之战。这是在一个巨大的范围内发生的，我们看到一波波毛鳞鱼放大，就像体育场周围的波浪一样，它们聚集在一起形成防御。 捕食者也是如此，它们聚集在一起进行连贯的攻击。"

研究小组希望将来部署 OAWRS 系统，以监测其他鱼类物种之间的大规模动态变化。

"事实一再证明，当一个种群濒临崩溃时，就会出现最后一个鱼群。 当最后一大群密集的鱼群消失时，种群就会崩溃，"Makris 说。"所以，你必须在它们消失之前了解那里有什么，因为压力对它们不利"。

编译自/ScitechDaily