《海底總動員》里,小丑魚尼莫的爸爸馬林對它十分呵護(hù),當(dāng)它走丟后,馬林曾穿越整個海洋去找它。但現(xiàn)實(shí)中的小丑魚,和電影里不同,它們雖然有護(hù)卵行為,卻不會把小尼莫們撫養(yǎng)長大。一旦孵化,小尼莫們就會到大洋里過著浮游生活,長成米粒大小后,便開始獨(dú)自尋找合適的珊瑚礁定居了。 熱鬧的珊瑚礁 汪洋大海中,適合小尼莫定居的珊瑚礁只占千分之二。那么,它該如何找到珊瑚礁呢?聽一聽,也許就會有線索了。健康的珊瑚礁是個很熱鬧的地方,不僅顏色五彩斑斕,聲音也很多樣。 澳大利亞的珊瑚海。圖片:WWF 健康珊瑚礁的聲音:采集自大堡礁的埃利奧特夫人島。音頻:Natural History Museum 珊瑚礁的背景音,聽上去有點(diǎn)像小時候吃跳跳糖時,舌頭上蹦蹦跳跳的聲音。比起這聲音的喧騰程度,發(fā)出這聲音的生物——槍蝦就顯得很小只了。 槍蝦,約拇指大小。圖片:WHOI 蝦如其名,與眾不同的大螯就是它的手槍,槍蝦會以超高速閉合“手槍”,擠出的水柱沖擊周圍水體產(chǎn)生氣泡,氣泡瞬間爆裂,發(fā)出“槍聲”,同時伴隨沖擊波,一下?lián)魰炈鼈兊墨C物。此外,槍蝦還會用這些聲音來交流。所以,當(dāng)珊瑚礁里的很多只槍蝦都在捕食、交談,“噼里啪啦”就成了珊瑚礁的背景聲。 另外的聲音來自于珊瑚礁魚類,當(dāng)它們一起大合唱時,你仿佛置身于百鳥爭鳴的盛況。 三種魚的唱詩班:來自雙棘原黃姑魚牛蛙般的叫聲,來自鯻(là)科成員的的嗡嗡聲,以及蝙蝠魚發(fā)出的較為柔和的“ba-ba-ba”聲。音頻:Jamie N. McWilliam et al. / Bioacoustics (2018) 這時的它們很可能在大快朵頤,或是交配產(chǎn)卵。每當(dāng)夜幕降臨,深層的浮游生物垂直遷移到海洋表面,以它們?yōu)槭车聂~類也開啟了夜間吃貨模式,捕食的聲音不絕于耳。而在產(chǎn)卵時節(jié),來自雀鯛科,鱈科,鮨科,石首魚科的好幾個物種都喜歡聚集在海流合適的產(chǎn)卵地,用聲音來激發(fā)大家的交配熱情。 除了這些,還有鸚嘴魚啃食珊瑚骨骼的聲音,海膽搜刮礁石上的海藻聲音,“吧唧吧唧”簡直旁若無人……反正這些珊瑚礁居民可謂一刻不消停,總會制造些聲響出來。 這些“嘈雜”的聲音,恰好是小尼莫回家的線索。 消失的珊瑚礁聲音 但對于小尼莫來說,珊瑚礁的線索似乎越來越模糊了。 最主要的原因是珊瑚礁的聲音越來越小了。當(dāng)珊瑚礁發(fā)生衰退,以此為棲息地的海洋生物也會遭受打擊。失去了“鬧騰”的居民們,珊瑚礁的聲音復(fù)雜度、多樣性、音量都會降低。 科學(xué)家分別在2012年和2016年前往澳大利亞蜥蜴島,采集珊瑚礁的聲音。他們發(fā)現(xiàn)2016年收集到的聲音遠(yuǎn)不如以前豐富多彩了。 衰退珊瑚礁的聲音:聲音均采集自澳大利亞蜥蜴島,前一段采自2012年,后一段采自2016年,感覺一下有什么改變?音頻:Tim Gordon 從2012年的喧鬧到2016年的無聲,蜥蜴島經(jīng)歷了什么?很可惜,它經(jīng)歷了該地區(qū)有記錄以來最嚴(yán)重的衰退:在2014年4月熱帶風(fēng)暴Ita中, 它喪失了40%的珊瑚礁;緊接著,又經(jīng)受了2015年5月的熱帶風(fēng)暴Nathan;2016年初,由于極端高溫天氣,超過60%的珊瑚發(fā)生了白化。 衰退的蜥蜴島VS健康的蜥蜴島。圖片:Phoebe Smith;Tim Gordon 蜥蜴島只是一個縮影,隨著全球變暖,海水溫度升高,在全球范圍內(nèi),已經(jīng)有54%的珊瑚礁發(fā)生中等或以上程度的衰退。 受損的魚類聽力 即便有的珊瑚礁還健康如前,喧鬧依舊,小尼莫的聽力也出現(xiàn)了問題。 幾乎所有的魚類都能聽到聲音。由于魚類身體的密度和周圍海水相當(dāng),它們無需收集聲音的外部結(jié)構(gòu)(不似在陸地上的我們,有外耳和中耳),一雙位于顱腔內(nèi)魚腦旁的內(nèi)耳就是它們的聽力器官。內(nèi)耳中有三對鈣質(zhì)的耳石,緊靠著感覺表皮,負(fù)責(zé)聽覺的產(chǎn)生。 左圖:魚類的內(nèi)耳位于顱腔內(nèi);右圖:除了三對和我們很相似的半規(guī)管外(淺藍(lán)色),還有三對耳石(黃色),靠近感覺表皮(紅色)。圖片:Popper, A. N. et al. / Journal of Fish Biology (2019) 問題是,這些鈣質(zhì)的耳石對酸溶液十分敏感。隨著人類燃燒化石燃料,越來越多的二氧化碳被排放,而其中的三分之一被海洋吸收并溶解。海水的pH因此下降,導(dǎo)致酸性溶液腐蝕尼莫的耳石。 對于尼莫們來說,“耳朵不靈敏了”可不僅僅意味著聽不清珊瑚礁的信號。隨之而來的,還有潛伏的危機(jī)。 三種吃幼魚的珊瑚礁魚類:擬雀鯛科的褐?jǐn)M雀鯛、合齒魚科的革狗母魚、隆頭魚科的新月錦魚。圖片:Reef Life Survey;Philippe Bourjon;Leonard Low 據(jù)統(tǒng)計,有 60%的珊瑚礁幼魚,會在定居下來的這段時間落入狩獵者的肚中。由于海洋酸化導(dǎo)致聽力受損的小尼莫,將更難分辨這些天敵的聲音,這會大大增加它被捕食的幾率。 海洋噪音干擾 除了二氧化碳,過多的海洋噪聲也會干擾小尼莫追蹤聲音的線索,甚至?xí)斐伤募に胤置诨靵y。和在空氣中相比,聲音在海水中傳播更快也更遠(yuǎn),因此,“噪音污染”問題在大海中會更嚴(yán)重。珊瑚礁大多毗鄰陸地,人類的海洋活動(比如近岸工程建設(shè)、船舶運(yùn)輸、漁業(yè)活動等)產(chǎn)生的噪音能在海水中傳播數(shù)千米,會嚴(yán)重干擾海洋生物的日常生活。 熱帶淺海珊瑚礁(藍(lán)色+號)與位于珊瑚礁4千米以內(nèi)的主要港口(紅色星號)的全球分布圖。圖片:Adam Smith / The World Association of Wtareborne Transport Infrastructure (2010) 為了觀察噪音會對小丑魚產(chǎn)生什么影響,科學(xué)家在小丑魚居住的??浇胖昧死?,播放摩托艇的聲音。結(jié)果發(fā)現(xiàn),受噪音干擾的小丑魚更喜歡躲在???/strong>,減少外出捕食,而且變得十分好斗,會攻擊住在同一個??矬w型更小的同伴。 進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn),它們的皮質(zhì)醇、睪酮、11-酮睪酮的水平都升高了。皮質(zhì)醇也叫“壓力激素”,開展該項(xiàng)研究的科學(xué)家Suzanne Mills猜測,“這意味著摩托艇的噪音會讓小丑魚倍感壓力,壓力之下,它們的應(yīng)激反應(yīng)也受到了影響,這時如果有捕食者,后果可能是致命的?!?/p> 如何改變現(xiàn)狀 其實(shí),珊瑚礁的聲音除了能為珊瑚礁幼魚提供尋找線索外,還能給人類的珊瑚礁監(jiān)測系統(tǒng)提供新的維度。比如,從中我們可以讀出這個珊瑚礁的生物多樣性如何?魚群喜歡聚集在哪個位置產(chǎn)卵?一些偏遠(yuǎn)珊瑚礁的狀態(tài)還好嗎?…… Stephen Simpson利用水聽器記錄魚群的聲音。圖片:BBC紀(jì)錄片The Secret Sounds of Fish 但科學(xué)家的工作就止步于監(jiān)測聲音了嗎?當(dāng)然不是,事實(shí)上, Stephen Simpson的團(tuán)隊正在探索能否將聲音素材轉(zhuǎn)變?yōu)閷?shí)用的工具,提出了“聲音富集”策略。 他們收集了近1噸死去的珊瑚骨骼,堆起了36個骨骼堆。其中有12個是實(shí)驗(yàn)組,會在夜晚(幼魚喜歡在夜晚回到珊瑚礁定居)用水下擴(kuò)音器播放健康珊瑚礁的聲音,剩下的24個則作為“寂靜的”對照組。 6周后,比起“寂靜的”對照組,充滿健康珊瑚礁聲音的實(shí)驗(yàn)組骨骼堆得到更多幼魚的青睞,不僅數(shù)量上翻倍,物種多樣性也增加一半,而且,各個營養(yǎng)級的魚類(吃藻的、吃浮游生物的、吃無脊椎動物的、吃魚的以及什么都吃的)都增加了。 Tim Gordon在珊瑚礁布放擴(kuò)音器。圖片:Harry Harding 失去的聲音,我們可以重新播放。那多出來的噪音可以消除嗎? 幸運(yùn)的是,噪音污染,是最容易逆轉(zhuǎn)的環(huán)境污染之一:空間上,可以讓船舶和工程遠(yuǎn)離重要的繁殖地、育哺場;時間上,可以避開幼魚們回歸珊瑚礁的季節(jié);而技術(shù)上,船舶可以使用噪音更少的新一代引擎,近岸工程建設(shè)則可以采用氣幕來降噪。 氣幕原理:以圖中的海上風(fēng)力發(fā)電工程為例,在打樁機(jī)周圍布一圈軟管,壓縮的空氣從管上的小孔釋出,圍繞噪音源形成一圈致密的氣泡“幕布”,隔斷聲波的傳播。圖片:Continental AG 從長遠(yuǎn)來看,在全球范圍內(nèi)減緩氣候變暖和海洋酸化對珊瑚礁的保護(hù)至關(guān)重要,但要解決這個問題,并非一朝一夕就能達(dá)到。我們只能從改善局部區(qū)域的環(huán)境做起,降低近岸工程的影響,減少水體污染,以及不可持續(xù)的漁業(yè)行為(過度捕魚、炸魚、電魚、毒魚等),讓珊瑚礁以更好的狀態(tài)應(yīng)對全球變化。 本文轉(zhuǎn)載自我是科學(xué)家iScientist,作者@藝敏。 |
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