鰻魚寶寶是否利用磁場地圖搭乘墨西哥灣暖流?

一項有爭議的研究揭示了科學界破解自然界最棘手謎題的難度 

像這些歐洲鰻魚寶寶 (Anguilla anguilla) 可能利用磁場地圖進行導航。最近的一項研究使用幼鰻來模擬遷徙,因為很難捕捉到鰻魚寶寶。

越來越多的證據表明,歐洲鰻魚和其他利用地球磁場引導遷徙的動物一樣。但所使用的研究方法引起了爭議。上週發表在 當代生物學 上的一項研究表明,鰻魚會生成周圍環境的“磁場地圖”,使它們能夠根據磁場強度讀取自己的位置,並利用此地圖找到墨西哥灣暖流,搭乘免費順風車前往歐洲。“我們正朝著[磁感應]成為海洋動物實現長距離遷徙的預設假設方向發展,”該研究的合著者、美國國家海洋和大氣管理局佛羅里達州生物學家內森·普特曼說。“曾經被視為海龜和鮭魚的異常現象,現在正成為必須擊敗的假設。”然而,一些科學家對該研究的方法提出了異議。

鰻魚一生會遷徙兩次:一次是四英寸長的幼蟲從馬尾藻海遷徙到歐洲和北非的沿海水域和河流;另一次是在成熟十年或更久後,它們返回馬尾藻海產卵和死亡。自 20 世紀 70 年代以來,研究人員就懷疑鰻魚可以感知磁場,並且一項 2013 年的研究提出,這些動物使用“磁羅盤”來利用北極定向。這項新研究表明,鰻魚對自己的位置和方向有更全面的掌握。

為了驗證他們的假設,研究人員將鰻魚放置在一個圓形的淡水水箱中,水箱周圍像輻條一樣排列著 12 個小隔間,整個裝置都被一個磁線圈包圍。他們模擬了鰻魚從馬尾藻海到歐洲的幼蟲遷徙路線上的四個不同位置的磁場感覺。鰻魚透過滑過障礙物進入中央水箱周圍的一個隔間來選擇游泳方向。研究人員統計了它們的選擇,並將資料應用於海洋環流的計算機模型。根據鰻魚在馬尾藻海中會去的方向,研究人員得出結論,大多數鰻魚似乎都朝著從它們遷徙路線上的各個點出發的墨西哥灣暖流方向游去。


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一些鰻魚研究人員批評了這項研究,因為作者沒有使用鰻魚幼蟲,而是使用了在英國河口捕獲的幼鰻,這些幼鰻已經完成了它們前往歐洲的遷徙。“你可以把它比作對蝴蝶進行實驗,並期望它們像毛毛蟲一樣行動,”挪威海洋研究所的科學家卡羅琳·杜裡夫說,她沒有參與這項工作,但共同撰寫了 2013 年的研究,該研究使用了在它們開始返回馬尾藻海的遷徙時捕獲的成年鰻魚。

然而,其他科學家指出,由於很難捕捉到鰻魚幼蟲,因此對它們進行此類測試是不切實際的。丹麥奧胡斯大學的生物學家邁克爾·漢森沒有參與這項研究,他也認為鰻魚的年齡是最大的潛在誤差來源,但他表示結果在生物學上是合理的,這使他相信這不是一個主要問題。“對鰻魚幼蟲進行這樣的研究幾乎是不可能的,”他說,僅僅因為微小、透明的鰻魚很難在開闊的海洋中大量收集。“我認為除了他們那樣做之外,用其他任何方式做這件事都是不現實的。”

紐約州立大學環境科學與林業學院的環境與森林生物學教授卡琳·林堡也沒有參與這項工作,她對此表示贊同。作者“利用了這樣一個事實:[對於]鰻魚,當它們進入並殖民一個河口時,你會發現它們集中在那裡,”她說。“如果你要試圖在馬尾藻海中篩選鰻魚幼蟲,你會在那裡一直待到永遠。找到你要找的東西的機率非常低。我不明白他們怎麼能用其他方式做到這一點。”

普特曼為他的研究辯護也有類似的原因。“我們選擇鰻魚的那個生命階段是因為那是我們能夠得到的:剛剛從海洋棲息地移動到河口的鰻魚,”他說。他和他的同事說,他們向鰻魚提出了一個問題:“'如果你們感覺被移回北大西洋,你們會覺得應該去哪裡?'我們很幸運,它們仍然保留了一些遷徙行為的殘餘。”

杜裡夫還指出,在淡水中模擬海洋遷徙會產生更多潛在的誤差。普特曼認為,將淡水中捕獲的鰻魚轉移到海水中會為原本旨在進行磁場位移測試的研究增加另一個變數。“只有磁場地圖條件的變化才足以引起鰻魚的定向反應,”他說。

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