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孵化的海龟得到兄弟姐妹的帮助

探索小海龟孵化后的奇妙旅程,以及团队合作如何在巢穴逃生中节省能量。

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破壳而出只是小海龟艰苦早期的第一步。海龟挣脱蛋壳后发现自己被埋在地下。它必须凭直觉判断哪个方向是上方,然后从压实的沙子中挖出来。一旦它冲到沙滩表面,就会疯狂地冲向大海。它的兄弟姐妹们都在周围,用它们的小鳍尽可能快地扑向水面。在海里,它们会继续疯狂地游泳,试图逃离那些容易受到鸟类和其他捕食者攻击的浅水区。一只刚孵化的小海龟不能在这场马拉松的中途停下来吃“能量棒”。它从地下到海洋的旅程所需的所有能量都必须来自它的储备——它在生长过程中从蛋中获取的能量。因此,海龟尽可能高效地到达海洋至关重要。现在,通过一系列非常巧妙的实验,科学家们测量了海龟孵化时消耗了多少能量。他们发现,巢穴中孵化出的幼龟越多,情况就越好。马来西亚登嘉楼大学的 Mohd Uzair Rusli 解释说,我们对海龟孵化的理解来自 1959 年通过玻璃窗进行的观察。那些科学家得出结论,幼龟会协同合作逃生。但没有人能够量化团队合作对小海龟的帮助程度。Rusli 和他在马来西亚以及澳大利亚昆士兰大学的同事们想回答这个问题。据认为,只有极小一部分小海龟能存活到成年,所以研究人员在找到有效的实验装置之前,经历了多次失败的尝试,这也许是恰当的。研究人员首先从昆士兰收集了一窝绿海龟蛋。在实验室里,他们将蛋重新埋在透明塑料圆筒内的沙子中,这样他们就能观察幼龟如何挖出来。但第一批蛋似乎被塞得太紧了。海龟从未出现。当研究人员增加空间并使用已经开始“破壳”(开始出现裂缝)的蛋时,他们看到了幼龟的出现。但即使他们小心翼翼地将蛋正放,一些幼龟还是侧着挖,而不是直接向上挖向沙子表面。这些海龟被卡在圆筒壁上。科学家们得出结论,实验室的光线迷惑了幼龟。(在自然界中,海龟通常在夜间从巢穴中出来,并跟随光线寻找海洋。)因此,他们不情愿地放弃了透明容器,改用不透明容器,但顶部是透明的。现在,当然,他们无法看到幼龟何时开始挖掘。他们通过在圆筒中最顶部的蛋上铺上一条薄薄的锡箔条,然后再堆上沙子来解决了这个问题。通过将锡箔条连接到电池和其他仪器上,他们可以看到当一只海龟突破锡箔条并中断电路时。在最后的实验中,研究人员从马来西亚的海滩挖出更多绿海龟蛋。他们将蛋埋在他们的实验舱中,沙子深 40 厘米。这些蛋被分成 11 组,每组大小从 10 个到 60 个蛋不等。研究人员等待海龟破壳而出并破坏锡箔条的信号,然后计时这组兄弟姐妹到达沙子表面所需的时间。与此同时,通过控制进入舱室的气流并分析排出的空气,研究人员可以看到小海龟使用了多少氧气。这让他们能够计算出幼龟消耗了多少能量。挖出来并不是一件快速的事情。有些海龟窝花了将近八天才到达表面。最快的群体在大约三天半内就出来了。但是,巢穴中的海龟越多,它们逃生的速度就越快,每只海龟在挖掘过程中消耗的能量也越少。Rusli 说,他们曾预计,通过共同挖掘,较大群体中的海龟在逃离巢穴时会消耗更少的能量。这就是科学家在经典实验中预测的。但 Rusli 没有想到能量节省会如此显著。最大群体中的幼龟只消耗了大约 10% 的能量储备用于挖掘。在最小的群体中,海龟不得不消耗大约三分之二的能量。虽然知道小海龟互相帮助是件好事,但 Rusli 说这项研究的意义远不止于此。“这项研究对全球海龟保护至关重要,”他说。当人们为了保护目的而挖掘海龟巢穴并移动它们时(例如,如果附近发生漏油事件),他们可能会将一个大巢穴分成两个较小的巢穴。但是划分巢穴可能会通过迫使幼龟消耗更多能量来挖掘而伤害它们。“简而言之,”Rusli 说,“把所有的蛋都放在一个篮子里!”

图片:顶部由Jeroen Looyé提供;底部由土地管理局提供(均通过 Flickr)

Rusli, M.,Booth, D.,& Joseph, J. (2016)。同步活动降低了海龟孵化幼龟巢穴逃生的能量成本。《实验生物学杂志》,219 (10),1505-1513 DOI:10.1242/jeb.134742

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