一头大型须鲸,觅食季一天能吞掉4到6吨磷虾,最高甚至突破10吨。按这个吃法,南极磷虾早该被吃干净了。可现实是,磷虾没灭绝,鲸鱼也没饿死。这中间到底发生了什么?
先搞清楚:磷虾不是虾
南极的磷虾(Euphausia spp.)其实不是正经的虾,属于软甲纲磷虾目,和虾所在的十足目只能算远亲,以南极磷虾(E. superba)为主。
这是一种非常有趣的浮游生物,喜欢聚堆,虾群能绵延十几公里。平时白天躲在深水躲避捕食者,到了晚上才会浮到海面进食。
南大洋的生态圈,就紧着磷虾这一只"核动力驴"薅。
一道洋流,把南大洋变成了"蜂腰"
南半球中高纬度(40°-60°S)几乎没有陆地,强劲的盛行西风吹动海水几乎畅通无阻。风吹海浪浪推风,海水越跑越快,渐渐变成一条自西向东的海上高速公路。
单一个德雷克海峡,总流量就有130-140Sv(1Sv=100万m³/s),是陆地所有河流总流量(约1.2Sv)加起来的100多倍。
这道洋流的隔绝,加上南大洋少陆地的特性,使南大洋的生态圈演化成典型的蜂腰型(wasp-waist)食物网。
正常来说,大鱼吃小鱼,小鱼吃虾米,虾米吃浮游生物。而南大洋海深水冷陆地少,又被洋流隔绝自成体系,海里的大环境基本哪哪都差不多。
结果就是:鱼吃磷虾,鸟吃磷虾,海豹、企鹅、须鲸等动物还是吃磷虾。也就齿鲸爱嘬鱿鱼追企鹅,这俩也主要吃磷虾。
其他能吃海藻的生物也不是没有,但桡足类太小,樽海鞘不好吃。也就像磷虾量大管饱大小还适口,属于关键种(keystone species)。
磷虾悖论:鲸少了,磷虾反而没爆发
有研究做过估算:捕鲸时代之前,南极须鲸总生物量约4308.7万吨,每年在南极消耗磷虾约1.8966亿吨。
须鲸离开南极迁徙时,又会把生物量损耗在南极以外大洋,历史须鲸损耗量约占41.7%。
所以上世纪就有学者预测:如果须鲸减少,磷虾数量就会发生爆炸式上升,利好其他海洋动物。
然而,上世纪人类的工业捕鲸活动差点把南半球的大型须鲸整成团灭。磷虾也没像预测的那样出现种群大爆发,其他以磷虾为食的捕食者也没有大规模扩张。
这就是著名的磷虾悖论(Krill Paradox)现象。
鲸鱼泵:一边吃,一边施肥
2010年对缅因湾的一个研究,也许能看出部分端倪。缅因湾地处美国东北部,每年都会有大量须鲸定期到此觅食。
研究人员发现一个很有意思的事:缅因湾冬季表层水降温下沉,海水发生垂直混合,底层营养物上翻,但冬季天气不利于藻类等浮游生物生长,所以硝酸盐等营养物含量较高,约8微摩尔每千克。
到了夏季,水体层化使底层营养盐翻不上来,而浮游植物大量爆发会快速消耗掉残存硝酸盐。
按传统逻辑,缅因湾在没有外来营养物质输入的情况下生产力会持续走低,鲸鱼来了搜刮一空后就会马上离开。而现实是:由于鲸鱼的到来,浮游植物变得更繁盛了。
原因在于鲸鱼平时喜欢在接近海面的透光层附近排便。这个习性可能和潜水反射有关——这是一套哺乳动物祖传的防溺水底层代码,潜入深水后会自动抑制肾脏和肠道的活动。很多人憋气潜水时发现尿不出来,就是受这套反射影响。
鲸鱼浮到海面呼吸时潜水反射解除,也就有了上厕所的感觉。总之,喜欢在亮堂的地上厕所。
鲸鱼的粪便呈蓬松絮状粪羽,密度低还多少裹挟点气泡,不会快速下沉,更容易漂浮扩散在表层。于是鲸鱼就成了大自然的搬运工:从深海获取食物,然后在透光层排泄生成肥料,肥料喂饱浮游生物,又进一步养活其他以浮游生物为生的动物。
这被称为鲸鱼泵(whale pump)效应。
一个诡异的闭环
南大洋可能也差不多。由于陆地稀少,海水中缺乏铁元素,会影响藻类合成叶绿素。而鲸吃磷虾回收铁元素,再排放到透光层,有利于藻类生长。
所以链条是这样的:
- 鲸鱼吃磷虾
- 粪便给浮游藻类施肥
- 藻类繁盛又给磷虾提供更多食物
- 更多食物使磷虾繁衍昌盛
- 磷虾昌盛又满足鲸鱼的大胃袋
一来二去,就形成了一个诡异的闭环。鲸鱼吃磷虾,磷虾靠鲸鱼的粪便活着——难怪有人调侃:照这么说,鲸鱼真的是被一把屎一把尿拉扯大的。
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