在巴布亞紐幾內亞的金貝島附近,一塊微小的珊瑚礁點亮了蔚藍的海水。儘管面積很小,僅有0.3平方公里(0.11平方英里),但這片珊瑚礁卻孕育著豐富的橙色小丑魚和流浪蝴蝶魚種群。這兩種魚在外觀和繁殖策略上都截然不同。小丑魚喜歡將卵產在父母守護的裸露岩石上,而蝴蝶魚則直接將卵子和精子釋放到水中,隨波逐流。然而,這兩種魚的幼魚最終都會進入公海,在那裡它們從幼蟲成長為幼魚。這些幼魚最終在哪裡度過成年生活一直是一個科學謎團,但透過標記每種魚的幼蟲,研究人員發現了它們在這個世界角落的行為方式。他們的研究表明,大多數魚類都會回到它們出生的地方——這讓人寄希望於那些沒有返回的幼魚可能有助於海洋保護區重新populate周圍未受保護的區域。
海洋生物學家、澳大利亞昆士蘭州詹姆斯庫克大學的格倫·阿爾馬尼和他的同事於2004年12月在珊瑚礁上捕獲了這兩種魚的成年雌魚,然後給它們注射了一種稀有的同位素,即通常有毒的鹼金屬鋇(137Ba)。阿爾馬尼解釋說:“這種同位素從雌魚傳遞到她正在發育的卵子,然後融入幼蟲的骨骼中。由於這種同位素在自然界中非常稀有,因此它在幼蟲中的存在提供了一個非常有效的標記。”
每條同位素標記魚的幼蟲都正常發育。(之前的實驗表明,137Ba對魚類以及任何可能捕獲並食用它們的人類都是無害的。)小丑魚的魚苗在大海中度過了大約11天,而蝴蝶魚的魚苗則度過了一個多月。然後在2005年2月,研究人員返回珊瑚礁,採集了15條幼年小丑魚和77條幼年蝴蝶魚。透過檢查魚類耳骨中的137Ba,研究人員可以確定它們的母親是否也是金貝礁的居民。
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在採集的小丑魚中,有9條攜帶了鋇同位素,蝴蝶魚中有8條。換句話說,根據Science雜誌上的論文,60%的小丑魚和蝴蝶魚(在縮放以反映其更大數量後)被證明是來自金貝礁的母親的後代。阿爾馬尼說:“由於我們研究的珊瑚礁相對較小,因此我們能夠對最近完成幼蟲階段的任何幼魚進行廣泛搜尋。我們認為,在試驗結束時捕獲的幼魚數量足以讓我們對回家比例的估計有高度的信心。”
這一發現表明,大多數魚類確實會返回家園,但也有相當一部分會遷移到其他珊瑚礁。阿爾馬尼指出:“離我們工作的島嶼最近的珊瑚礁有10公里([6.2英里])遠,這意味著這些幼魚在幼蟲階段至少遊了這麼遠才到達該島嶼。因此,雖然島嶼珊瑚礁產生的一些幼蟲顯然回到了同一個珊瑚礁,但其他幼蟲可能遊得更遠,進入了不同的種群。”
澳大利亞海洋科學研究所的研究科學家埃裡克·沃蘭斯基說,自我播種和連通性的想法使這項研究變得有趣。這也為受保護的珊瑚礁可能能夠恢復其周圍未受保護的同類提供了希望——這對保護和漁業來說都是好訊息。阿爾馬尼說:“我們的研究表明,海洋保護區內的種群既可以透過它們產生的一些幼蟲的返回來維持自身,也可以產生超出保護區邊界並進入其他種群的幼蟲。[這]可能有助於重建和維持這些非海洋保護區種群。”