2024-10-21 19:08 來源：本站編輯
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每年1月到5月，格陵蘭島西海岸的一個大海灣Qeqertarsuaq Tunua充滿了浮游生物。須鯨來這里享用大餐，2010年，兩只弓頭鯨進(jìn)入海灣大吃一頓。當(dāng)這兩個人距離彼此不到60英里時，他們在視覺上已經(jīng)超出了范圍，但可能仍能聽到對方的聲音。就在這時，不尋常的事情發(fā)生了:他們開始同步潛水。研究人員以前從未科學(xué)地記錄過這種行為，這一觀察結(jié)果為一個53年前的理論提供了潛在的證據(jù)。
須鯨通常被認(rèn)為是孤立的島嶼。然而，一些科學(xué)家認(rèn)為，它們以分散的群體旅行，在數(shù)百英里的范圍內(nèi)交流。傳奇生物學(xué)家羅杰·佩恩和海洋學(xué)家道格拉斯·韋伯在1971年首次提出了聲群理論的概念(或者應(yīng)該叫聲群理論?)
幾年前，佩恩幫助發(fā)現(xiàn)并記錄了座頭鯨的歌聲，他被這樣一個事實震驚了:許多齒鯨類動物，如虎鯨和海豚，都是高度社會化的，它們在緊密的家庭群體中一起活動。這些帶提供了遠(yuǎn)離捕食者的安全，并允許動物共同撫養(yǎng)他們的孩子。佩恩推測，較大的須鯨也可能成群旅行，但在更廣泛的地理范圍內(nèi)。也許這些龐然大物通過聲音發(fā)出信號來保持遠(yuǎn)距離的聯(lián)系。
Webb和Payne關(guān)于聲學(xué)群體理論的原始論文表明，長須鯨發(fā)出的聲音——低頻的聲音可以傳播很遠(yuǎn)的距離——理論上可以在海洋的某些區(qū)域傳播430英里。然而，紐約雪城大學(xué)(Syracuse University)研究動物聲學(xué)的行為生態(tài)學(xué)家蘇珊·帕克斯(Susan Parks)說，證明鯨魚正在發(fā)出叫聲比證明接受者是數(shù)百英里外的鯨魚類動物要容易得多。
50多年來，研究人員分享了令人信服的軼事，關(guān)于須鯨似乎在遠(yuǎn)距離協(xié)調(diào)行為，但這些故事仍然只是故事。一個研究弓頭鯨潛水行為的多學(xué)科研究小組偶然發(fā)現(xiàn)了聲學(xué)群體理論的證據(jù)。
乍一看，弓頭鯨的潛水行為看起來“相當(dāng)混亂和不可預(yù)測，”Evgeny Podolskiy說，他是日本北海道大學(xué)的環(huán)境科學(xué)家，也是這項新研究的主要作者。他說，鯨類動物會進(jìn)行長達(dá)數(shù)小時的潛水，只有在沒有明顯原因的情況下才會停下來。
波多爾斯基和他的團(tuán)隊想從這些明顯的隨機(jī)性中提取出一些規(guī)律。利用衛(wèi)星標(biāo)簽，他們收集了北極地區(qū)12頭露脊鯨144天內(nèi)的潛水深度和位置數(shù)據(jù)。然后，他們應(yīng)用了基于混沌理論的復(fù)雜算法——混沌理論是數(shù)學(xué)的一個分支，可以解開看似不穩(wěn)定系統(tǒng)背后的潛在機(jī)制。當(dāng)他們對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時，發(fā)現(xiàn)了一些規(guī)律。
首先，研究人員注意到鯨魚的潛水往往遵循一個24小時的周期，早上開始較淺，下午開始較深。這與一種被稱為深海垂直遷移(DVM)的現(xiàn)象相吻合——浮游生物和其他小型生物每天從海洋表面到深海再返回。他們還發(fā)現(xiàn)，鯨魚在春天進(jìn)行最深的潛水，這是北極地區(qū)DVM最極端的時候。
波多爾斯基說，看到大型海洋生物跟隨獵物并不奇怪，但讓他感到驚訝的是第二種模式。在Qeqertarsuaq tunwa的兩只鯨魚——它們之間的關(guān)系尚不清楚——只要彼此距離不到60英里，它們就會連續(xù)7天同步潛水。根據(jù)研究小組的計算，這大約是該地區(qū)鯨魚的最大聲音范圍。“這是非常非常奇特的水下行為，”波多爾斯基說。“這非常令人興奮?！?/p>
波多爾斯基補充說，這種同步可能只是一個巧合——海洋環(huán)境有利于鯨魚同時在不同的地方潛水。但是，考慮到連續(xù)幾天的持續(xù)行為，這種解釋在統(tǒng)計上似乎不太可能。“我們目前的看法是，這在某種程度上與溝通有關(guān)，”他說。
對于紐約康奈爾大學(xué)的生物聲學(xué)研究員克里斯托弗·克拉克來說，鯨魚可以成為遠(yuǎn)距離潛水伙伴的想法非常有意義，他在職業(yè)生涯早期曾與佩恩有過接觸?？死耸潜姸嗫茖W(xué)家之一，他們有許多關(guān)于鯨魚從很遠(yuǎn)的地方同步它們的行為的軼事。波多爾斯基說，令人感興趣的是，他可以證明兩只鯨魚是同步潛水的，但新的研究可能仍然無法證實兩只鯨魚是通過聲音交流的。
克拉克說，證明鯨魚的叫聲是針對其他鯨魚的是一項困難的壯舉，因為低頻聲波在冷水中傳播很慢。聲波可能需要一個多小時才能到達(dá)另一頭鯨魚，所以科學(xué)家很難觀察到這些生物交換叫聲。他說:“它在一個人類無法觀察到的規(guī)模上運作?！毖芯咳藛T不僅需要適當(dāng)?shù)脑O(shè)備來注意到這種交流，而且還需要復(fù)雜的分析來連接一頭鯨魚的信號和另一頭鯨魚的明顯反應(yīng)之間的點。
對帕克斯來說，波多爾斯基的研究之所以如此有趣，是因為它將數(shù)學(xué)與動物行為結(jié)合在了一起。在未來，她希望看到該團(tuán)隊除了使用衛(wèi)星標(biāo)簽外，還使用錄制的聲音數(shù)據(jù)進(jìn)行類似的研究。帕克斯說，這將有助于證明單個鯨魚的信號是否能通過北極的聲霧霾到達(dá)同伴那里。她說:“這將是令人驚嘆的下一步?！?/p>
目前，兩只弓頭鯨的行為記錄是佩恩和韋伯發(fā)現(xiàn)一些事情的最好線索。然而，這兩頭鯨魚在對彼此說些什么，仍然是個謎。在如此遠(yuǎn)的距離上傳遞的信息可能需要很簡單:它們可能會讓彼此了解當(dāng)?shù)氐母∮紊镱A(yù)報，或者協(xié)調(diào)避免人類活動。也許他們在玩鯨魚版的《馬可波羅》?；蛟S，它們和我們一樣，只是喜歡知道自己并不孤單。
編輯:Marina Wang
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