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被标记的海豚通过缓慢游泳来适应

佩戴追踪器的海豚展现出惊人的能量节约能力,它们游泳速度变慢,但新陈代谢消耗的能量与未佩戴追踪器的同伴相同。

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科学家们喜欢通过给动物佩戴电子追踪器来获取数据,但这些设备可能会造成实际的阻力。对于飞行或游泳的动物来说,追踪器会干扰它们的运动机制,迫使它们消耗更多能量。这正是科学家们在研究海豚背部吸附数据记录器时预期的结果。出乎意料的是,他们发现这些海豚根本不愿意付出更多努力。当科学家给动物佩戴数据记录追踪器时,他们会尽量减少对动物的干扰。例如,对鸟类佩戴的追踪器重量不能超过鸟类体重的特定百分比。但麻省理工学院-伍兹霍尔海洋研究所联合项目的研究生Julie van der Hoop写道,对于非鸟类动物,相关的指导方针较少。而且,对海洋哺乳动物追踪器阻力的大部分研究都是通过计算机建模完成的,而不是基于实际动物。Van der Hoop和她的合著者希望了解追踪器对真实游泳海豚的影响。他们与Dolphin Quest Oahu合作,设计了一种装置,可以测量追踪器如何改变海豚的能量消耗。海豚被训练绕着一个椭圆形赛道游泳。在完成几圈后,它们只在特定地点进行呼吸:位于一个漂浮穹顶下方,该穹顶测量了动物消耗的氧气量和呼出的二氧化碳量。

研究人员利用计算流体动力学模拟了他们的吸盘式追踪器将如何增加游泳海豚的阻力。然后,他们测试了四只受过训练的海豚,在它们背部佩戴和不佩戴追踪器的情况下,反复让它们在赛道上游动。当海豚在穹顶下方浮出水面时,它们的呼吸数据告诉科学家们海豚的新陈代谢工作强度。

由于他们的模型显示追踪器会增加阻力,“我们本以为动物佩戴追踪器后能量消耗会增加,” van der Hoop说。“我们没有考虑到动物会减慢速度。”但事实正是如此。佩戴追踪器的海豚比不佩戴时游动速度慢11%。代谢测量结果显示,它们的工作强度没有差异。面对追踪器带来的额外阻力,海豚只是改变了它们的节奏,从而使它们付出的努力与之前相同。

作者指出,一项涉及更多动物的研究可能会揭示追踪器对海豚新陈代谢的整体影响。但到目前为止,结果表明个体可以通过调整行为来维持其能量消耗水平。

如果海豚没有减慢游泳速度的选项,会发生什么?在野外,个体为了追捕猎物或跟上群体,可能会加速。Van der Hoop说,她现在正在测试当海豚必须保持一定的游泳速度时会发生什么。“我喜欢用背包来类比,”她说。“我背着更多装备徒步时会走得更慢……但如果我必须快速徒步——天黑前赶到营地——背着沉重的背包,我会消耗更多的能量。”

本研究中的追踪器适用于短期使用。如果它们确实给野生动物的生活带来困难,影响可能也是短暂的。除了海洋动物的福利之外,这项研究还引发了对追踪器收集数据的准确性的担忧。科学家们之所以追踪动物,是因为他们想记录它们的自然行为。如果动物因此改变了行为,那将是一个问题。

“我认为这个领域已经意识到追踪数据存在的局限性和重要的福利问题,” van der Hoop说。这些担忧主要来自猜测,但像她这样的研究正在为科学家们提供他们所需的信息,以制造干扰性更小的追踪器。

Van der Hoop说,改进追踪器设计可以“帮助我们创造更好的设备,进行更好的科学研究,并更好地理解我们收集的数据”。科学家们需要更加努力地确保动物的安全和数据的可靠——不像海豚,正如我们所见,它们不喜欢做任何额外的工作。

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过往报道:我们如何仅仅通过观察就改变了企鹅

图片:顶部WHOI;底部 van der Hoop等人。

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van der Hoop JM, Fahlman A, Hurst T, Rocho-Levine J, Shorter KA, Petrov V, & Moore MJ (2014). Bottlenose dolphins modify behavior to reduce metabolic effect of tag attachment. The Journal of experimental biology PMID: 25324344

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