變暖的水域可能使鯊魚變成“右撇子”——並且更致命

新的發現揭示了海洋溫度升高如何促進鯊魚的思考能力,可能擾亂食物鏈

傑克遜港鯊魚的嘴部。

眾所周知,海洋溫度升高和酸化正在改變魚類的生長和繁殖方式——而現在研究表明,這些氣候變化的副作用也可能改變魚類的思考和行為方式。

最近的一項研究發現,如果氣候變化以目前的速度持續下去,傑克遜港鯊魚在預計到本世紀末將普遍存在的那種溫度下孵化時,會變成“右撇子”。一些科學家認為,這種轉變可能導致行為改變,從而打破海洋生態系統的平衡。

“撇子”是側向性的一種體現——即大腦一側傾向於接管特定任務。人們認為,這種責任分工有助於人類和許多其他動物騰出大腦空間來處理其他任務,至少部分是透過自動化某些可以提高生存效率的行為來實現的。例如,預設偏好於朝某個方向游泳有助於魚類形成魚群並找到食物。儘管全球變暖可能對大量鯊魚產生負面影響,但側向性提供的認知提升可能會使倖存者變成更敏銳、學習更快的捕食者。“側向性可能使鯊魚更有效地處理資訊,即使它們的大腦更小或發育不良,”悉尼麥考瑞大學的行為生態學家、主要作者卡塔琳娜·維拉·波卡說。


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維拉·波卡和同事在比當今澳大利亞東部棲息地平均最高溫度高 3 攝氏度的海水中孵化了傑克遜港鯊魚卵。這模擬了對本世紀末的預測上限,如果溫室氣體排放量繼續以目前的速度增長,屆時海洋預計將升高 1 到 3 攝氏度。在這些鯊魚孵化一個月後(只有約 60% 的鯊魚在胚胎階段存活下來),研究人員將倖存者放入 Y 型迷宮中並評估了它們的轉向偏好。大多數鯊魚傾向於向右轉。在對照組中,在當前自然環境的平均最高溫度下孵化的鯊魚沒有表現出偏好。維拉·波卡和同事在今年早些時候的《對稱》雜誌上報告了這些發現。

鯊魚胚胎可能需要長達 10 個月的時間才能發育,這使得它們容易受到高水溫和其他環境變化的影響——眾所周知,這些變化會擾亂身體生長。維拉·波卡指出,炎熱的條件會加速新陳代謝,導致胚胎過快消耗完卵黃儲備並過早孵化。為了在削減成本和維持功能之間取得平衡,一些組織和身體部位可能會受到損害以節省能量。“腦組織在代謝上是昂貴的,因此如果胚胎沒有足夠的時間正常發育,這將是第一個受到影響的,”她說。

為了應對這種高溫阻礙,倖存胚胎的大腦變得更加側向化——顯然是為了使某些行為自動化,以便從這些較小的大腦中擠出更多的認知能力。例如,這可能使鯊魚在捕獵時更好地觀察威脅或更多地瞭解周圍環境,或者在尋找配偶時掃描周圍環境以尋找競爭對手。

儘管認知優勢可能有助於倖存的鯊魚適應未來幾十年變暖的海洋,但由此產生的變化可能對鯊魚主導的海洋生態系統有害。這是因為鯊魚透過控制獵物數量來幫助維持海洋棲息地的平衡,確保海洋生物多樣性的繁榮。如果側向性改變了它們捕獲獵物和感知環境的方式,這些變化可能會向下蔓延到食物網中。對於面臨自身氣候變化問題(例如海洋酸化,這也影響其他魚類的撇子)的較小或競爭魚類來說,更聰明的鯊魚可能會使情況變得更糟。

瑞典哥德堡大學的生態生理學家萊昂·格林·埃克林說,這項研究是瞭解本世紀末溫度可能如何影響鯊魚認知的重要第一步,他沒有參與這項新工作。他指出,鯊魚“在氣候變化研究中代表性不足,儘管它們對生態系統健康至關重要”。但為了更好地瞭解側向性如何在不同情況下影響鯊魚的行為,他說他們需要在競爭場景中進行測試。“行為轉變可能是對環境變化的有益反應,”他補充說,“或者它可能僅僅是腦損傷。”

維拉·波卡認為,瞭解氣候變化如何塑造動物行為非常重要,因為它可以揭示它們可能適應快速變化環境的意想不到的方式。“關注側向性可以幫助我們瞭解大腦發育及其對行為的影響,”她說。“為了構建完整的圖景,我們需要調查氣候變化可能如何影響其他行為特徵,例如逃生反應和學習能力。”

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