水母的災難:小魚展示生態系統如何適應潛在的災難性變化

一種魚——鬍鬚鰕虎魚——已經採用了特殊的適應能力來支援一個因過度捕撈、低氧水域甚至氣候變化而面臨挑戰的生態系統


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水母正在世界海洋中重新崛起,這要歸功於過度捕撈、氣候變化,甚至“死亡地帶”的共同作用。 本格拉洋流就是一個典型的例子,它是南大西洋奈米比亞和南非海岸附近的上升流。沙丁魚在這裡繁衍生息,以富含浮游生物的繁殖為食,這些浮游生物由深海上升水域攜帶的營養物質滋養。反過來,沙丁魚又被從海鳥和海獅到像鯖魚這樣的掠食性魚類所消耗。

過度捕撈在 1970 年代結束了這一切,水母——就像從黃海到黑海的全球許多海洋生態系統中一樣——開始佔據主導地位。這似乎是一個生態死衚衕,因為很少有現代海洋生物能夠應對水母的刺痛防禦。但至少在本格拉,這個假設被證明是錯誤的,這要歸功於一種 13 釐米長的魚,即鬍鬚鰕虎魚(Sufflogobius bibarbatus)。

“使用穩定同位素分析,我們能夠確定魚類正在消耗什麼,令我們驚訝的是,鰕虎魚約三分之一的飲食來自水母,”賓夕法尼亞州立大學的漁業生物學家維多利亞·佈雷斯韋特說,她是研究該洋流的國際合作專案的一部分。“這首次表明,水母組織——曾經被認為是食物網中資源死衚衕——可以透過鰕虎魚回收回生態系統。”

這些鰕虎魚的絕招還不止於此,正如7 月 16 日出版的《科學》雜誌詳細介紹的那樣。它們不僅可以在晚上從海底升起覓食和消化時,躲藏在水母覆蓋著刺細胞的觸鬚中以躲避鯖魚,而且還可以在海底低氧或無氧的泥漿中存活數小時,這些泥漿中瀰漫著有毒的硫化氫氣體——這是一個缺乏任何其他脊椎動物物種的不適宜居住的地方。“這些魚似乎降低了呼吸頻率,但它們並沒有完全關閉一切,因為即使在缺氧條件下,如果被觸控,它們仍然表現出經典的逃逸反應。因此,它們保持警覺,”佈雷斯韋特說。“它們是如何做到這一點的,仍然未知。”

不僅如此,鰕虎魚的心臟不會因缺氧和暴露於有毒的硫化氫氣體而受損——這與其他當地魚類(如鱈魚)不同。“我們發現的是一種對缺氧和硫化氫具有驚人耐受力的魚,它白天在海底屏住呼吸——在那裡它吃掉大量富含碳的泥土,”西開普大學的生物學家馬克·吉本斯在南非貝爾維爾說,他也是該研究的另一位參與者。晚上,它遷移到較淺、富氧的水域,在那裡“它消化白天的食物並重新整理血液。”

這也是魚類躲藏在水母中的時候,這給了它捕食水母的絕佳機會,儘管目前尚不清楚鰕虎魚究竟何時吃水母(它們也可能是食腐動物)。也不清楚鰕虎魚最初何時進化出這些特殊性狀。“缺氧條件在該地區已經存在數百年,但大量水母是最近才出現的,因此它們對水母刺痛觸鬚的耐受性可能是一個較新的適應,它們將水母作為食物來源也是如此,”佈雷斯韋特說。

吉本斯補充說,數百萬年對低氧水域的適應,使鰕虎魚“能夠利用系統中的變化——缺氧和[硫化氫]的增加,以及水母。” 這可能有助於它們應對甚至在另一個重大挑戰下蓬勃發展:氣候變化,吉本斯說。“如果氣候變化導致風和上升流增加,正如一些人預測的那樣,那麼這意味著更多未使用的浮游植物生產,更多沉積和更大的缺氧”:這對於鬍鬚鰕虎魚來說是完美的條件。

無論如何,鰕虎魚的超能力對於該地區其餘食物網來說是個好訊息,該食物網已經能夠透過從主要以沙丁魚為食的飲食轉向以鰕虎魚為食的飲食來繼續生存。這也為現在水母占主導地位的其他改變的生態系統帶來了希望。“我懷疑,隨著時間的推移,這些其他系統確實可能會揭示出以水母為食的物種,”吉本斯說。“畢竟,大多數以水母為食的魚類都是廣食性動物,包括這個物種。”

而且,鰕虎魚可能還有一些其他的絕招:它們在其他水域的親戚會築巢和保衛巢穴。“為了生長和發育,卵需要氧氣,因此雄性和它們的巢穴不太可能在缺氧的泥漿中,”佈雷斯韋特指出。並且“幼蟲是如何發展出它們的生理和行為適應性的?它們是天生的還是需要魚類學習或暴露於缺氧條件才能發展出適當的適應性?”

無論如何,水母們要小心了

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