海洋中层带中,西北大西洋三大顶级捕食者的猎物之谜 |海洋与湿地

B站影视 电影资讯 2025-04-05 14:07 1

摘要:海洋中有着诸多未被人们完全认知的区域,其中海平面下200米至1000米的海洋中层带,也被称作中层浮游区或暮光区,尤为引人注目。它位于阳光能够照射到的表层水域和终年黑暗的深海区域之间,蕴含着丰富的生物多样性与生物量,其重要性正逐渐被科学家们揭示。

本文来源于“海洋与湿地”(OceanWetlands):

一条黄鳍金枪鱼(Yellowfin tuna)的模型。摄影:Linda摄于上海海洋大学。©绿会融媒·“海洋与湿地”(OceanWetlands)

海洋中有着诸多未被人们完全认知的区域,其中海平面下200米至1000米的海洋中层带,也被称作中层浮游区或暮光区,尤为引人注目。它位于阳光能够照射到的表层水域和终年黑暗的深海区域之间,蕴含着丰富的生物多样性与生物量,其重要性正逐渐被科学家们揭示。


近期,一项发表于《ICES Journal of Marine Science》期刊的研究聚焦于西北大西洋中层带,深入探究了该区域的“猎物”对于三种顶级捕食性鱼类——大眼金枪鱼(Thunnus obesus)、剑鱼(Xiphias gladius)和黄鳍金枪鱼(Thunnus albacares)的重要性,为我们揭开了这一神秘海域生态关系的冰山一角。

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研究背景


海洋中层带非常独特,处于透光的海洋光合作用带与黑暗的半深海带之间,这里没有表层的阳光直射,却有着丰富的生物资源。据估计,全球约有100亿吨的鱼类栖息于此,此外,海洋中层带还拥有海洋中一半的浮游动物生物量。


这些生物为了适应深海环境,演化出了诸多奇特的形态和行为特征,例如昼夜垂直迁移,它们在夜间上浮至表层水域觅食,白天则回到中层带躲避视觉型捕食者。这种行为不仅关乎它们自身的生存策略,还对全球生物碳泵有着不可忽视的作用,因为它们将表层的有机碳运输至深海,对调节全球气候有着潜在影响。


图源:绿会融媒 (图文无关)


然而,尽管海洋中层带拥有如此丰富的生物资源,目前对于这一区域的认知仍相对有限,尤其是关于其食物网如何支持那些具有重要商业价值且高度洄游的顶级捕食者,更是存在知识空白。


随着对海洋中层带研究的深入,研究人员逐渐意识到,这一区域可能蕴含着一种尚未被充分开发的渔业资源。但与此同时,大规模开发中层带渔业资源可能会对整个海洋生态系统产生深远影响,因此,了解顶级捕食者与中层带猎物之间的关系,对于制定可持续的渔业管理策略至关重要。

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研究方法与样本采集

为了探究西北大西洋中层带猎物对顶级捕食者的重要性,研究人员采用了化合物特异性稳定同位素分析方法。这种方法能够追踪碳在海洋生态系统中的流动路径,通过分析特定氨基酸的稳定碳同位素值,来确定不同食物来源对捕食者碳源的贡献比例。

研究的样本采集涵盖了多种鱼类。研究人员从美国马萨诸塞州到新泽西州附近的水域,采集了大眼金枪鱼、黄鳍金枪鱼和剑鱼的组织样本,这些样本涵盖了不同季节(夏季和秋季)捕获的个体,包括肝脏和肌肉组织样本。此外,为了作为参考,研究人员还收集了来自温带中层带的鱼类样本,以及来自热带中层带和表层带的鱼类样本,这些样本用于代表不同区域的食物网特征。通过对比分析捕食者样本与参考样本的稳定同位素特征,研究人员能够更准确地评估中层带碳源对顶级捕食者的贡献。

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研究发现

中层带碳源的显著贡献

研究结果显示,温带中层带相关的碳源对三种顶级捕食者都有着显著的贡献。在大眼金枪鱼肝脏样本中,中层带碳源的平均贡献比例高达62%,黄鳍金枪鱼为46%,剑鱼则为28%。这表明,这些顶级捕食者在其生长和能量获取过程中,很大程度上依赖于中层带的生物资源。此外,研究人员还发现,捕食者的碳源会随着季节变化而发生改变。当它们在温带和热带水域之间洄游时,其肝脏和肌肉组织中的碳同位素特征也会相应地反映出这种变化。例如,从夏季到秋季,剑鱼肝脏中温带中层带碳源的平均贡献比例增加了30%,而黄鳍金枪鱼肝脏中这一比例也增加了18%。相比之下,大眼金枪鱼肝脏中的碳源组成在季节间的变动相对较小,这可能与它们相对稳定的生理特征和行为习性有关。

不同捕食者的饮食偏好

研究发现,尽管三种顶级捕食者都以中层带猎物为食,但它们在饮食偏好和行为上存在差异。剑鱼的昼夜垂直迁移行为与中层带生物的迁移模式大致同步,它们在夜间停留在表层混合层,黎明时则下潜至500米以上的深度。这种行为使得剑鱼能够在夜间捕食上浮至表层的中层带生物,同时在白天躲避表层的捕食者。


大眼金枪鱼则通常会在白天进行一系列短暂的、周期性的下潜,到达约400米深的中层带。而黄鳍金枪鱼也会进行短时间的中层带下潜,但下潜深度相对较浅,约200至300米,且下潜频率低于大眼金枪鱼。


这些不同的垂直运动策略,导致三种捕食者在不同时间和深度与中层带猎物的接触程度存在差异,进而影响了它们对中层带碳源的依赖程度。


对生态系统和渔业管理的启示

这项研究不仅丰富了对西北大西洋海洋生态系统内部能量流动和物质循环的认识,还为渔业资源的可持续管理提供了重要参考。随着全球对海洋资源需求的不断增加,尤其是对鱼粉和鱼油等海洋生物制品的需求日益增长,开发中层带渔业资源的呼声越来越高。

然而,这项研究提醒我们,中层带生物在海洋生态系统中扮演着关键角色,它们不仅是顶级捕食者的重要食物来源,还参与着全球碳循环等生态过程。如果大规模开发中层带渔业资源,可能会对顶级捕食者的生存和繁衍产生负面影响,进而破坏整个海洋生态系统的平衡。


过度捕捞中层带鱼类可能导致顶级捕食者食物短缺,迫使其改变饮食习性或迁徙路线,这不仅会影响它们自身的生长和繁殖,还可能引发一系列连锁反应,进而影响海洋生物多样性和生态系统稳定性。因此,在考虑开发中层带渔业资源时,必须充分权衡其生态效益和经济效益,制定科学合理的管理策略,确保保护海洋生态系统的健康和可持续性。


研究人员表示,目前对于海洋中层带生物的生理特征、生态习性和种群动态等方面的研究还不够深入,这限制了对中层带生态系统整体功能和稳定性的全面理解。未来的研究将借助深海探测设备、基因测序技术等,深入研究中层带生物的多样性、适应机制和生态作用。


此外,还需进一步加强对于顶级捕食者的行为生态学研究。通过长期跟踪和监测这些鱼类的洄游路线、捕食行为和生理状态,可以更准确地了解它们对中层带猎物的依赖程度以及环境变化对其生存的影响。与此同时,将研究成果更好地融入到海洋生态系统模型和渔业管理模型中,也是未来研究的重要方向。

本文仅代表资讯,供读者参考,不代表平台观点。编译 | Sara审核 | YJ排版 | 绿叶

【参考资料】

Willis, C., Gardner, K. G., Arostegui, M. C., Braun, C. D., Golet, W., Houghton, L., ... & Thorrold, S. R. (2025). Evaluating the importance of mesopelagic prey to three top teleost predators in the northwest Atlantic Ocean.ICES Journal of Marine Science, 82(3), fsaf028.

https://news.mit.edu/2025/deep-dive-dinners-are-norm-for-tuna-swordfish-0401

https://www.goodnewspost.co.uk/deep-dive-dinners-are-the-norm-for-tuna-and-swordfish-oceanographers-find/

【海洋与湿地·小百科】你知道吗?2025年联合国海洋大会将于2025年6月9日至13日在法国尼斯举行,由法国和哥斯达黎加共同主办。此次大会的主题是“加速行动,动员各方力量保护和可持续利用海洋”,旨在推动实现联合国可持续发展目标14,即保护和可持续利用海洋资源。会议将汇集各国政府、国际组织、科研机构、非政府组织及私营部门等利益攸关方,共同探讨海洋生物多样性保护、可持续渔业、海洋污染治理、蓝色经济等关键议题。中国生物多样性保护与绿色发展基金会“海洋与湿地”(OceanWetlands)将组建代表团派代表团赴法国参会。©摄影:王敏幹(John MK Wong)

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来源:中国绿发会

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