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声波揭示了深海动物的迁徙模式

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来源:美国地球物理联合会(American Geophysical Union)
摘要:许多动物生活在海洋中层带(ocean's mesopelagic zone),也就是水下200-1000米深度的区域,例如一些鱼、虾和乌贼等。这些生物的总重量约有100亿吨,是微小浮游生物与顶级猎食者(金枪鱼、水鸟与海洋哺乳动物)间食物链的重要一环。研究者们还表示,它们庞大的总质量也使其在全球大气-海底碳循环中扮演重要角色。最新的研究工作揭示了深水动物迁徙声波的传播规律。


上图表为海洋中层带动物的迁徙模式——它们夜间上至水面觅食,到黎明又潜回深水区。下图为动物在黄昏到黎明间迁徙的声波变化情况(用矩形标出)。由于许多动物会同时发出声波,所以很难分辨不同动物的迁徙声波。但我们可以监听到一些杂音,在图上显示为浅蓝色的模糊区域。这些杂音持续1-2个小时,它们比背景声波高出3-6分贝,并且其频率分布在300-900赫兹之间。


当深海中的鱼、虾、水母和乌贼等动物觅食时,它们会从深水区游至水面,而新研究在这些迁徙产生的声波中发现了一种独特的声波。结果表明,这种声波就像是深海动物的“开饭铃”一样,在海洋食物网与全球碳循环中十分重要,并能帮助科学家们更好地理解神秘的生态系统。


许多动物生活在海洋中层带(ocean's mesopelagic zone),也就是水下200-1000米深度的区域,例如一些鱼、虾和乌贼等。据加利福尼亚大学圣迭戈分校(the University of California, in San Diego)的生物学助理研究员Simone Baumann-Pickering说,这些生物的总重量约有100亿吨,是微小浮游生物与顶级猎食者(金枪鱼、水鸟与海洋哺乳动物)间食物链的重要一环。她还说,它们庞大的总质量也使其在全球大气-海底碳循环中扮演重要角色。最新的研究工作揭示了深水动物迁徙声波的传播规律。


海洋中层带是一个漆黑的世界,几乎没有光可以到达这个深度,因此食物也较匮乏。这些深海动物在黄昏时上游至营养丰富的水面觅食,利用黑夜避开掠食者。而当黎明来临,它们为了安全又潜回黑暗的中层带。


如今,Baumann-Pickering和她的同事们在这些每天来回的迁移声波中发现了一种特殊的声波。他们利用灵敏的声学仪器记录下动物在此行为模式中发出的低频声波。Baumann-Pickering表示,尽管他们还不能确定是何种动物在中层带制造出该种声波,但是数量众多的小硬骨鱼们(bony fish)是最有可能的来源。


她还说,这种特殊声波夹杂在各种声波之中,仅比背景噪音高出3-6分贝,因此人耳很难辨别,但它的发现为科学家们研究这些生物提供了新方法,并以全新的视角研究生态系统。


“这种声波很轻微,听上去像嗡嗡声。它可以持续1-2小时,持续时间的长短取决于哪一天观测,” Baumann-Pickering说道。此外,她将于2月22日在2016年海洋科学大会上(the 2016 Ocean Sciences Meeting)报告这项新研究成果,该会议由湖泊与海洋科学学会(Association for the Sciences of Limnology and Oceanography)、海洋学会(The Oceanography Society)与美国地球物理联合会(American Geophysical Union)联合主办。


众所周知,海豚、鲸鱼和其他海洋哺乳动物利用声波在水下交流,但是,我们很难听到这些生活在中层带的小型动物间的声波交流,因此科学家们还未能深入研究。


“这种声音可以作为中层带生物每天开始上游和下潜活动的信号。如果它们确实以此传播信息,那么深入研究该声波的传播者及其内容将会改变科学家们对生态系统间相互作用的认识。”Baumann-Pickering说,“对
这些生物的声学监测还能帮助科学家们研究气候变化对它们的影响,以及评价潜在商业捕捞项目的后果。”


Baumann-Pickering说,该项新研究还可能使科学家们发现那些以中层带生物为食的猎食者们。这种中层带生物发出的声波很可能仅在几百至几千米间(也许能达到超过半英里的距离)能被探测到,但对猎食者而言,这样的距离可能已经足够用来监听猎物移动了。


她还表示,新研究也证明了许多海洋动物通过接收和回应环境中的声波来交流。研究海洋动物的交流模式可以揭示神秘的海洋环境。


“我认为,在未来的10到20年间,大量海洋动物的研究结果都会表明它们确实能发出并接收声波。” Baumann-Pickering说。


翻译:胡砚泊

审校:颜磊

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