摘要：一项由南十字星大学（Southern Cross University）科研人员领导的研究，记录了一只雄性座头鲸从南美洲迁徙至非洲，跨越超过13,000公里的距离，创下了该物种已知的最长迁徙记录。研究的亮点在于，通过Happywhale平台，科学家们利用鲸鱼尾
【导语】科学家们利用鲸鱼尾鳍独特的“尾鳍指纹”追踪这只鲸鱼，成功揭示了鲸鱼迁徙的新模式
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译者 | Tammy Xu（绿会国际部实习生）
一项由南十字星大学（Southern Cross University）科研人员领导的研究，记录了一只雄性座头鲸从南美洲迁徙至非洲，跨越超过13,000公里的距离，创下了该物种已知的最长迁徙记录。研究的亮点在于，通过Happywhale平台，科学家们利用鲸鱼尾鳍独特的“尾鳍指纹”追踪这只鲸鱼，成功揭示了鲸鱼迁徙的新模式。这项研究不仅展示了公民科学与现代技术的结合，还为了解鲸鱼行为提供了宝贵的新视角，研究成果已发表于《皇家学会开放科学》期刊（Royal Society Open Science）。
摘要
座头鲸是所有哺乳动物中已知最长的迁徙之一。虽然它们的迁徙路线通常在纬度之间，但繁殖种群是纵向分离的，并表现出对其觅食地的高度忠实度。虽然有迹象表明某些繁殖种群相互重叠，但目前关于南半球座头鲸迁徙路线的信息限制了我们对这种交换程度的理解。这里展示了在两个不同海洋盆地的成年雄性座头鲸在越冬地上目击中记录最长的大圆距离，涉及东太平洋（G种群）和印度洋西南部（种群C）的两个繁殖种群。这两个鱼群的长度至少为120°，大圆距离为13046公里。这种极端距离运动展示了行为可塑性，这可能在适应全球环境变化的战略中发挥重要作用，也许是对各种压力的进化反应，强调了整合广泛海洋哺乳动物全球数据集的重要性。
引言
迁徙行为可以在不同的分类群中观察到，在动物的寿命中起着至关重要的作用。觅食和繁殖地可能是基本分离的。通常，这与很高的场地忠实度（high site fidelity）和稳定的迁移路线相对应。连通性和隔离是塑造种群结构演变的因素之一。座头鲸（Megaptera novaeangliae）是所有哺乳动物中已知最长的季节性迁徙之一。这种全球分布的物种通常每年在低纬度繁殖地和高纬度觅食地之间迁徙。移民目的地已被证明是一致的，多年来时间非常相似。虽然众所周知，它们在觅食和繁殖地之间的纬度迁徙路线在单个方向上超过8000公里，但纵向迁徙被定义为该物种的非典型
据国际捕鲸委员会（International Whaling Commission）称，南半球（A-G）已知有七种座头鲸的繁殖种群。东非包括种群C，由东非海岸沿线的亚种群C1组成，其南部范围包括南非、莫桑比克和坦桑尼亚南部海岸C1(S)，其北部范围包括坦桑尼亚中部和北部以及肯尼亚C1(N)的海岸；C2沿莫桑比克中部海峡群岛，C3沿马达加斯加海脊和马斯卡林周围的C4（岛屿留尼旺、毛里求斯和罗德里格斯；（5）；图2）。据报道，在南大西洋和印度洋（C1）的西部（A）和东部（B1，B2）育种群之间的混合基因流动，繁殖种群之间的海洋间交换。遗传和光识别研究表明，C2和C3次区域之间存在相当程度的连通性。相反，C2和C3种群都显示出与C1交换的概率很低。然而，卫星标记研究18揭示了C3和C1北部之间的季节性运动。众所周知，这些繁殖种群在南极洲觅食，在低纬度地区很少有补充觅食事件记录在册。
最近的研究表明，偏离了已知的迁徙目的地以及海洋间纵向运动模式[11,13,14,20]。例如，1996年在厄瓜多尔近海的繁殖地拍摄了一只雌性座头鲸，后来于1998年在巴西近海非相邻的繁殖地被拍照识别，代表种群G和A离散了，两地之间距离大约为12000公里，间隔超过40°经度。在巴西（1999年）和马达加斯加（2001年）看到了不同的雌性，它们相距至少9800公里。同样，一项综合研究报告称，2002年至2021年间，巴西Abrolhos 银行和南非开普敦的繁殖地之间的6个个体匹配。2000年在马达加斯加一只亚成年（subadult）雄性座头鲸首次被拍下来，后来于2002年在加蓬单独看到。座头鲸目击事件是在马里亚纳群岛和墨西哥之间最长的大圆距离（11261公里）之一，间隔一年，已被记录在案，显示纵向距离为108.6°。雌性座头鲸在觅食区和繁殖区之间旅行了迄今为止已知最长的迁徙记录，目击之间的最大纵向距离为143°。这些罕见的重新定位为座头鲸的跨洋运动提供了一定的见解。
照片ID（Photo-ID）和遗传研究促进了对繁殖种群内部和种群之间的运动模式及其迁徙路线的理解。因此，目前的研究采用了Happywhale平台（https://happywhale.com/）来评估桑给巴尔和其他地区之间对座头鲸的潜在重新目击。这项研究展示了迄今为止在南太平洋东部和印度洋西南部的两个繁殖地看到成年雄性座头鲸之间记录的最远的大圆距离，并强调了跨界研究努力和公民科学对了解座头鲸跨洋移动的潜在驱动因素和种群影响的重要性。
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自2010年（哥伦比亚Macuáticos基金会）和2017年以来（哥伦比亚Madre Agua），在哥伦比亚进行了专门的船只调查，自2020年，在桑给巴尔（坦桑尼亚鲸目动物计划倡议Tanzania Cetaceans Program initiative）进行了船只调查。桑给巴尔的整个繁殖季节（7月至9月）和哥伦比亚的7月至10月都进行了调查。在所有位置收集了位置、声学行为、组类型、组大小、空间分布和照片识别图像。Fluke图像被上传到Happywhale.com，这是一个基于网络的鲸目动物照片ID平台。截至2024年3月，该平台包含超过335,000次单独识别的座头鲸，包括在坦桑尼亚发现的103只鲸和哥伦比亚的1168只鲸的照片数据。来自桑给巴尔和哥伦比亚的Fluke图像最初通过自动图像识别与Happywhale的全球数据集进行匹配，然后由训练有素的Happywhale数据经理们确认或拒绝。按照Happywhale数据管理方法，对未找到确认匹配的Fluke图像进行图像质量筛查，并作为具有ID的新个体添加到参考数据集中。
匹配的地理位置是在QGIS软件中绘制的（V. 3.36.0）。鲍迪奇Bowditch中描述的方法用于识别两个目击物之间的最短距离-大圆距离-考虑到地球的球形表面。潜在的迁徙路线，包括最近的南乔治亚和南设得兰附近的觅食区，并相应地计算了两个距离-哥伦比亚觅食区和坦桑尼亚觅食区。南乔治亚和南设得兰地区被选为计算距离的潜在觅食站，因为它是已知的G .牲畜的觅食地。
结果
2013年7月10日，在哥伦比亚太平洋北部的特里布加湾首次拍摄了一只座头鲸，根据行为和尺寸估计，它似乎是一只成年鲸（图1 a）。这个成年鲸是包括七只座头鲸在内的竞争群体的一部分，并与一群宽吻海豚（Tursiops truncatus）有关。同一只鲸五年后（2017年8月13日）在距离2013年目击地点约78公里的巴伊亚索拉诺被重新看到（图1b）。这只鲸鱼再次属于一个由八个个体组成的竞争群体，其中包括一对母鲸和幼年鲸。这些目击事件被记录在Happywhale中（Https://happywhale.com/individual/13284）。最近一次目击事件发生在2022年8月22日（图1c）位于印度洋西南部桑给巴尔海峡的富巴（Fumba）附近。这只鲸再次属于五只鲸的竞争小组。这次遭遇的Happywhale记录显示在https://happywhale.com/individual/13284;enc=356519这头鲸的群体竞争行为，以及2013年在哥伦比亚拍摄的生殖器裂口附近缺少半球状叶的照片表明，这是一头雄性座头鲸。
（a）座头鲸（Megaptera novaeangliae），2013年7月10日在哥伦比亚太平洋北部的特里布加湾观察到。由哥伦比亚Macuáticos基金会的N.Botero-Acosta拍摄。（b）座头鲸（Megaptera novaeangliae），2017年8月13日在哥伦比亚太平洋北部的巴伊亚索拉诺（Bahía Solano）观察到，由Madre Agua Colombia的E.D.Mesa拍摄的（c）2022年8月22日，在富巴附近的桑给巴尔海峡观察到座头鲸（Megaptera novaeangliae）。由E.Kalashnikova拍摄。
该个体的确切迁徙路线尚不清楚，在到达桑给巴尔繁殖地之前，哥伦比亚的繁殖地和西南极半岛（WAP）的觅食地之间可能包括多次纬度迁徙，以及从种群G到种群A和B种群的合理移动，使用与这些种群相关的觅食地。2013年的哥伦比亚和2022年的桑给巴尔相隔13046公里的大圆距离和120°的经度。这是有记录以来最长的在两个繁殖地发现有照片的成年雄性座头鲸的大圆距离，这是座头鲸在太平洋和印度洋之间交替繁殖地的第一次记录（图2）。
雄性座头鲸在繁殖地G和C之间的目击位置。正方形代表南半球座头鲸繁殖种群（BS）G、A、B和C的主要觅食地，后者分为C1南部（C1S）和C1北部（C1N）范围、C2、C3和C4。半圆代表它们各自的核心繁殖地。
讨论
座头鲸通常对特定繁殖地表现出很强的忠实度，但有显著的例外。众所周知，繁殖地发生了变化，但这些变化的全部程度尚不清楚。众所周知，哺乳动物的分散往往是性别偏见的。早期的研究表明，雄性往往在雄性主导的一夫多妻制交配系统驱动的繁殖地之间旅行更多，这是座头鲸的特征。与此同时，最近的研究记录了雌性在不同的繁殖地之间进行大量移动，尽管它们被证明对特定繁殖区具有很高的场地忠实度。
因此，很明显，对原始繁殖地的忠诚不一定与性别有关。这里描述的长途旅行符合Greenwood定义的雄性偏向分散方案。有趣的是，同一作者认为这种倾向在幼年动物中更典型。无法准确确定这头鲸鱼的繁殖区域变化是何时发生的，但可以说，该个体在2013年首次出现时和2017年8月后在东太平洋和西印度洋之间移动期间，似乎是一个性成熟的雄性。当这位雄性座头鲸于2022年在桑给巴尔被看到时，假设性成熟至少为6岁，他至少15岁。这里展示的长距离运动似乎是非典型的，并提出了一个问题，即其驱动因素是什么，这可能包括但不限于交配策略。
这种不寻常的新栖息地探索背后的其他原因可能是全球气候变化和环境条件和事件的改变。南大洋的比目鱼分布每年波动，影响座头鲸在觅食地的分布，这反过来又可能导致过冬目的地的改变，确保能源预算优化。另一方面，座头鲸数量增长也可能是这些繁殖地转移的驱动力，由于两个地区更大、更成熟的雄性竞争，动物可能需要探索新的繁殖和/或觅食区。由于目前关于座头鲸行为生态学的数据有限，只能推测这些繁殖栖息地转变的确切原因或驱动因素。
记录独特的跨界海洋间匹配为座头鲸的季节间和空间运动范围提供了进一步的证据，展示了迁徙路线和种群动态以及栖息地使用的复杂性。由于桑给巴尔代表了C1的北部范围和C3 的可能范围扩张之间的潜在重叠区域，目前尚不清楚本报告中的个人是跟随C1还是C3迁徙流，因此坦桑尼亚水域在座头鲸迁徙方面发挥了什么作用。随后的区域匹配（E Kalashnikova 2023，未公布的数据），最近揭示了在坦桑尼亚水域和更广泛的西印度洋（WIO）发现的鲸鱼之间的匹配，以及南乔治亚岛到马普托的匹配https://happywhale.com/individual/32364;enc=374725 （A Kennedy 2018，未发表的数据），将东非繁殖地与觅食地联系起来，进一步支持了坦桑尼亚可能在区域和全球连通性中发挥重要作用的假设。季节性地接待来自世界卫生组织区域内外的代表，促进对恢复至关重要的基因流动
为了更深入地了解在海洋范围甚至全球范围内移动的物种的迁徙生态，需要跨界研究工作和持续的长期协作监测。了解这些繁殖区变化发生的频率将有助于评估种群水平影响的规模。进一步研究区域和全球的遗传结构和照片ID，将有助于更好地解释和理解这一现象。
感兴趣的读者可以参看全文：
https://doi.org/10.1098/rsos.241361
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编译 | Tammy Xu
编辑 | Linda Wong
排版 | 绿叶
【参考资料】
1.Interbreeding area movement of an adult humpback whale between the east Pacific Ocean and southwest Indian Ocean
https://doi.org/10.1098/rsos.241361
2.Ekaterina Kalashnikova, Natalia Botero-Acosta, Esteban Duque Mesa, Mar Palanca Gascón, Patrick Lyne, Ted Cheeseman, Alex Vogel, Amy Kennedy and Aylin Akkaya
©摄影：王敏幹（John MK Wong） | 绿会融媒·“海洋与湿地”（OceanWetlands）
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来源：中国绿发会
