为什么灰鲸要搬到隔壁的海洋？

2010年，当海洋生物学家Aviad Scheinin在网上发布了一张以色列海岸附近灰鲸的照片时，他的同行们都不相信。“照片处理得很棒，”一位研究人员回应道。“是愚人节玩笑吗？”另一位问道。

他们的怀疑是可以理解的。自18世纪以来，该物种就没有在太平洋以外的地区出现过，当时人们认为捕鲸者已经捕杀了最后一头大西洋灰鲸。但2013年，在更远的非洲南部纳米比亚大西洋沿岸又发现了一只，它在那里停留了一个月才游走。

直到最近，北极的冰层才使得这种穿越极地海洋的迁徙成为不可能。鲸鱼每隔几分钟就需要浮出水面呼吸，不能在冰封的海底游动。但日益升温的夏季温度正在融化白令海峡和西北航道的冰层，从而开辟了连接太平洋和大西洋的水上通道。

如果灰鲸迁徙至相邻的海域，它们会发现自该物种上次游弋于此以来，大西洋已经发生了很大变化，包括日益增加的船只交通和更高的温度。与此同时，纽约城市大学的生物学家Elizabeth Alter表示，这些重达40吨、以海底为食的掘穴动物可能会对它们的栖息地产生巨大影响——无论是好是坏。

Alter指出：“物理海洋及其中的生命正在以前所未有的速度变化，远超我们预测的模型。北极的升温速度是地球其他地方的两倍。”

完全回归大西洋将是该物种的一次进化回归；灰鲸曾在那里生活了数千年。Alter认为，这些灰鲸祖先的痕迹预示着该物种的未来。通过了解灰鲸如何应对过去环境的变化，她也许能帮助描绘出这种敏感的“指示物种”——以及整个生态系统——的未来图景。

迁徙的鲸鱼

每年， nomadic 的灰鲸需要两到三个月的时间，从它们繁殖和哺育幼崽的墨西哥巴哈加利福尼亚州的泻湖，游到阿拉斯加海岸的觅食地。这是哺乳动物中最长的迁徙之一，每年往返近12,000英里。一旦到达北方海域，鲸鱼就会搅动海底的泥浆，通过灵活的鲸须板过滤出微小的、类似虾的生物和管虫，并在每个夏天增肥，为南下的旅程做准备。

但随着温度的升高，这些古老的模式正在迅速改变。迁徙的时间已经改变：鲸鱼离开它们的繁殖地越来越早，返回的时间越来越晚。它们的觅食地不断向北迁移，有证据表明一些鲸鱼甚至在那里过冬。鲸鱼也开始在不同深度以及沿着海床觅食，这种变化可能与它们的猎物种群密度变化有关。

即使在这些变化背景下，2010年和2013年在北大西洋的出现仍然让生物学家们感到惊讶。根据Alter的说法，最初的两只灰鲸先驱，它们穿越了西北航道的冰迷宫进入北大西洋，这是凭着纯粹的运气完成的。但现在，随着夏季海冰退缩得越来越远，她说，“目前零星出现的个体可能会变成稳定的群体，”尽管这可能需要几十年甚至几个世纪。

时隔这么久，这些殖民者在北大西洋会过得怎么样？最好的猜测来自过去的人口模式。多年来，Alter和她的同事们通过亚化石——古代骨骼，这些骨骼不像真正的化石那样已经完全矿化，仍然含有微量的DNA——一丝不苟地重建了该物种的历史。

从这些古老的骨骼中提取遗传物质是一项细致的工作。在美国自然历史博物馆，Alter是那里的研究助理，她停在一排钢架前，那里是博物馆庞大的地下室。架子上摆放着像小原木一样的肋骨和6英尺长的下颌骨——这些现代骨骼与Alter研究的亚化石相似。她指着一个覆盖在鲸椎骨表面的黑色污渍。“我们刮掉这些含有细菌DNA痕迹的黑色物质，”她解释道。“然后我们钻出一小块海绵状骨基质，将其磨成细粉，然后在实验室提取DNA。”

这些DNA来之不易。当Alter在21世纪初产生用亚化石追溯灰鲸历史的想法时，她很快就遇到了一个重大障碍；灰鲸亚化石很难找到。大多数都散落在海底。由于可用的材料很少，这个项目停滞了一年。

然后在2005年，她遇到了进化生物学家Michael Hofreiter，他当时在马克斯·普朗克进化人类学研究所工作，并带来了一个惊人的消息：荷兰拖网捕捞北海泥浆时，挖出了大量灰鲸亚化石，这是有史以来发现的最大一批。“我差点从椅子上摔下来，”Alter回忆道。她和Hofreiter联手，试图解开他们新发现的宝藏中隐藏的故事。

Alter说：“现在，我们终于有了足够多的材料可以进行一项真正全面的研究了。”

通过分析这些大西洋的样本，并与同一时期的太平洋DNA进行比较，Alter和Hofreiter发现，在晚更新世和全新世时期，气温较高且海冰较少的情况下，灰鲸在太平洋和大西洋之间自由迁徙至少有过三次。 (最近一次迁徙“脉冲”大约在5000年前结束)。根据样本中的遗传多样性，Alter的团队在2007年估计，古代种群的数量是现在的三到五倍。

史密森学会化石海洋哺乳动物馆长Nicholas Pyenson在分析更新世早期的灰鲸化石后也得出了类似的结论。灰鲸不仅不是大西洋的陌生客，而且似乎在较温暖的条件下在那里繁衍生息。

不确定的未来

这些对灰鲸过去的研究让研究人员对它们的未来抱有谨慎的希望。灰鲸习惯于远距离旅行和探索新区域。在它们漫长的历史中，灰鲸一直是“通才”，不只依赖一种食物来源或觅食方式。虽然它们对变化很敏感，但事实证明，它们在应对变化方面也相当有韧性。Pyenson说：“它们很好地体现了一个物种将比其他行为灵活性较差的鲸鱼更好地适应全球气候变化。”

但今天的大西洋与灰鲸曾经游弋过的海洋不同。回到祖籍地的鲸鱼将比在太平洋面临更大的致命船舶碰撞风险。它们可能不得不躲避北极和北大西洋的石油和天然气钻探作业，以及震耳欲聋的声纳声。随着气候变化，它们的食物来源，从浮游植物到微小的甲壳类动物，可能会减少。

反过来，如果大量鲸鱼抵达，它们可能会影响它们的新邻居。像海狸一样，灰鲸是生态工程师，它们的活动会改变它们所居住的地方。例如，它们在海底觅食时会搅起巨大的泥浆。但它们究竟会产生什么影响，目前尚不清楚。

Alter表示，对灰鲸古代DNA的研究打开了一扇新的窗口，让我们了解生态系统是如何随时间变化的——并强调了当今人类改变的世界中前所未有的变化速度。

她说：“随着人类引起的气候变化，我们正在进行一项巨大、无意的生态实验。我们现在还无法确定结果将会是什么。但可以肯定的是，灰鲸——以及它们栖息的海洋——所面临的后果将远远超出我们的寿命和我们子孙后代的寿命。”

本文最初以“灰鲸为何迁徙至相邻海域？”为题刊登在印刷版上。