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鲸脂肖像

象海豹肥胖、吵闹、一点也不害羞,看起来不像神秘的生物。但它们身上却藏着许多惊喜。

作者:Carl Zimmer
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1968年,当Burney Le Boeuf开始研究象海豹时,他的操作非常原始。Le Boeuf正在加州海岸 Año Nuevo 岛的一个繁殖地上调查重达4000磅的雄性海豹,他必须找到一种方法给它们做标记,以便区分是哪只雄性海豹。起初,他尝试使用一个装满染料的灭火器,喷射在睡着的雄性海豹的侧腹。但这把它们弄醒了。然后他向它们投掷装有油漆的塑料三明治袋——太混乱了。接着他尝试用带杆的油漆滚筒,这样可以更好地控制标记的形状和位置。但他用完了足够的颜色来给每只海豹做独特的标记。最后,他决定使用装有过氧化氢和Lady Clairol Blue(一种染发剂)的挤压瓶。Le Boeuf说,如果天气晴朗,它会迅速漂白。而且你可以用它来画出漂亮的字母。

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如今,他的研究生仍然使用Lady Clairol Blue来标记象海豹,但Le Boeuf已经转向更先进的设备。随着技术的进步,Le Boeuf能够更清晰地了解象海豹这种奇特、常常令人费解的生活方式。

乍一看,象海豹似乎没什么可隐藏的。每年十二月下旬,成百上千的象海豹来到 Año Nuevo 进行为期三个月的繁殖季节,它们慵懒地躺在沙滩上,成千上万的游客都可以看见。Le Boeuf要想观察它们的行为,只需要开车从加州大学圣克鲁兹分校前往北边19英里处的1号公路即可。

然而,当Le Boeuf开始他的研究时,生物学家们几乎一无所知海豹陆地上的性生活,更少知道它们在海上的生活。Le Boeuf改变了这一切;事实上,他发现的事实引发了一系列研究论文,这些论文似乎同样适用于《Ripley's Believe It or Not!》和《Marine Mammal Science》。结果表明,象海豹的性生活在暴力、沮丧和激烈程度上几乎是无与伦比的。而它们海上航行的生活更是令人费解,由一系列任何动物都不应能承受的潜水组成。

Le Boeuf在 Año Nuevo 的第一个项目揭示了,对于雄性海豹来说,性行为是一种消耗体力的活动。一些被称为“阿尔法”的占主导地位的雄性控制着数百只雌性的群体。阿尔法通过颈部撞击比赛来战胜其他雄性,比赛将沙滩和海洋染红。在阿尔法雄性统治下, Año Nuevo 5%的雄性占据了85%的性行为是很常见的。

然而,禁欲也会让人筋疲力尽。性饥渴的雄性海豹围着群体苦苦守候,等待伏击试图出海的雌性。对于雌性来说,性行为带来了真正的危险。未被回应的雄性海豹的性欲可能非常强烈,以至于在骑上雌性时可能会不小心杀死它。为了避免这种威胁,雌性会试图在夜间偷偷溜到海里;如果被发现,它们倾向于配合。

Le Boeuf说,我们看到雌性海豹的死亡率至少为千分之一。但他说,这就像强奸——你听到的只是冰山一角。当雌性离开繁殖地时,沮丧的雄性甚至会骑上被抛下的雄性或雌性幼崽,并在过程中将它们压死。

Le Boeuf花费了许多年记录象海豹性行为的危险。然后他决定研究它们在不交配时在做什么。毕竟,海豹大部分时间都在水中度过。

在八十年代初,斯克里普斯海洋研究所的威德尔海豹专家Gerald Kooyman为Le Boeuf提供了一种方法来了解海豹在长达数月的旅程中都在做什么。Kooyman开发了一种小型、可回收的仪器,可以通过记录压力来测量深度。该仪器是一个罐体,在高压深水区域,罐盖会被挤压,记录下压缩程度。这个两磅重的装置可以粘在海豹的背上;然后,当海豹回到陆地蜕皮时,记录器会随着它们的毛发和表皮层一起脱落。

Le Boeuf说,依赖深度记录仪仍然有风险,因为这些设备可能会遭遇海豹自身的不幸。它们会被鲨鱼和虎鲸吃掉;它们会死于心脏病;有时它们只是迷路了,再也没有回来。雄性海豹一次会在海上待三到四个月。但雌性海豹在繁殖和蜕皮之间会在海上停留70天。所以Le Boeuf决定通过在雌性海豹而不是雄性海豹身上放置记录仪来提高成功率。他最初只用了两个;两个都回来了。

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即使现在,Le Boeuf仍然对第一次记录的潜水数据感到震惊。雌性海豹下潜了2650英尺,远深于任何其他海豹,接近当时已知的哺乳动物记录——由抹香鲸创下的3700英尺。更奇怪的是,海豹潜水不停歇。它们每小时下潜两到三次,每次只在水面停留两三分钟。Le Boeuf说,这些动物在持续潜水,这是闻所未闻的。它们高达94%的时间都待在水下。没有其他动物会这样潜水。

Le Boeuf和他的同事们此后已经为70多只雌性海豹戴上了记录仪,并证明了它们最初发现的模式对象海豹来说是正常的。Le Boeuf说,它们从一开始就打破了记录,而且还在不断打破。其中一只潜水4150英尺,打破了抹香鲸的记录。

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受这些诱人发现的启发,Le Boeuf决心通过追踪海豹从出生到死亡的整个生命周期来理解其潜水能力的各个方面。他说,这是第一次对海豹进行这样的研究。幼崽在浅水中学习游泳;通过研究它们的血液,Le Boeuf和他的同事们发现,它们在水中嬉戏时会经历剧烈的内部变化。例如,它们会产生高红细胞密度,以结合大量氧气,并建立庞大的血液供应。经过几个月的练习,幼崽会突然离开它们的繁殖地。Le Boeuf说,我们知道它们在持续潜水,而且潜水深度可达1000英尺,这非常惊人。到一只幼崽两岁时,它就能潜到与任何成年海豹一样深。

Le Boeuf还想知道这些潜水将海豹带到了哪里。他在深度记录仪上安装了光电管,以记录日出和日落的时间,这会因海豹的经纬度而异。为了进一步缩小定位范围,他和同事们可以将设备上的温度计记录的温度与已发布的が天气图进行比较。Le Boeuf说,我们可以精确到海豹位置的60英里范围内,这对于我们的工作来说已经足够了。

结果发现,一些雄性海豹会游到阿拉斯加湾那么远,利用它们隔热的脂肪来捕食这些寒冷、食物丰富的区域。Le Boeuf认为,它们可能会进行浅水潜水,以捕食该区域的海下高原(称为海山)上的鳐鱼和其他鱼类。他说,雌性海豹不会游到那么远,但有些会远在海上,几乎在夏威夷正北方。它们倾向于比雄性潜得更深、更久,可能是因为它们需要在更温和的水域觅食。

为了更清楚地了解海豹在这些旅程中实际在做什么,Le Boeuf的团队制造了一个配备螺旋桨的速度计来测量游泳速度。Le Boeuf说,我们认为这能告诉我们很多信息,因为根据游泳速度可以计算出海豹潜水的角度。

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该设备揭示了三种截然不同的潜水类型。一种用于快速迁徙,海豹进行渐进的远距离下潜,然后迅速上升。在另一种中,它们似乎在捕食:当它们到达海底时,它们会以锯齿状图案上下游动,就像追逐美味的鱼一样,或者沿直线游动,就像沿着海山顶部滑行一样。还有一种神秘的潜水,海豹会缓慢下沉,然后漂回水面。Le Boeuf说,这些潜水可能是了解海豹生理机能如何应对非凡要求的线索。

表面上看,象海豹根本就不应该能够这样潜水。鲸鱼和其他海豹会深潜,但当它们浮出水面时,它们必须休息一段时间,以排出体内积聚的乳酸并储存更多氧气。相比之下,象海豹在水面恢复的时间几乎为零。Le Boeuf说,我们可以计算出它们能够携带的氧气量,除非假设该动物将新陈代谢降低了高达60%,否则这个计算结果并不理想。一只处于僵尸状态的海豹如何追逐清醒的猎物?他说,目前还没有人知道。

在氧气不足的情况下,象海豹很可能会关闭大部分器官的血液供应。只有关键功能,例如心脏和大脑介导的功能才会继续。然而,在某个时候,海豹必须重新开启肾脏和肝脏,以清除血液中积聚的废物。而且迟早它们的胃和肠道也必须开始工作,以便动物能够消化它们的食物。Le Boeuf说,这种“家政服务”可能就是海豹在悠闲潜水时所做的事情。

然而,速度计无法解释另一个悖论。当大多数哺乳动物承受600英尺深的水压时,它们就会失去神经系统的控制。神经元的膜受到如此大的挤压,以至于只有一点电压就会触发信号。神经会失灵,导致抽搐和死亡。然而,象海豹却毫无畏惧地潜入了比这个危险区域深七倍的地方。

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Le Boeuf对象海豹如何保持控制有一个想法。他指出,通过挤压神经元膜,动物所承受的巨大压力实际上降低了神经触发的电压阈值——也就是说,它们允许即使是低强度的信号通过。然而,某些气体可以提高电压阈值。其中之一是氮气,它是麻醉剂的基础。当使用氮化合物提高患者的阈值时,疼痛信号就会被阻断。象海豹可能将其空气中的氮气储存在脂肪中,并通过将血液从脂肪中分流出来进行隔离。当动物达到危险压力时,它可以排出氮气,降低神经上的有效压力,并仅允许最强的信号传输,从而保持神经功能。

氮气假说将很难验证。研究人员曾将大鼠等动物放入高压室,以观察其体内化学物质的变化。但Le Boeuf表示,一个能够容纳一条10英尺长海豹的房间“可能就是一个炸弹”。

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目前,Le Boeuf正在努力弄清楚如何观察海豹在吃什么,这涉及到发明另一种仪器。他说,有几种方法可以做到。你可以在咀嚼肌上放置一个表面电极,每次它工作时都会记录下来。要看到它们何时吞咽,你需要植入电极,这会更难。另一种方法可能是让它们吞咽一个温度探头,这样当它们吃到冷食时,探头就可以记录下温差。

Le Boeuf说,一旦他和他的同事们知道动物捕食的经纬度和深度,我们就可以在那里进行深度捕鱼,确切地知道它们在吃什么。那时我认为我们才真正取得了进展。

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