靠拉屎养活一片海的动物要吃多少?它们差点消失( 二 )


比如 , 2008年发表的一项研究估计 , 加利福尼亚洋流生态系统中所有的鲸每年要消耗200多万吨食物 。 然而这次研究团队得出的结果是 , 这一海域任何一个蓝鲸、长须鲸或座头鲸种群 , 每年都能消耗超过200万吨食物 。 他们还发现 , 在觅食季里(根据鲸的活动 , 可以将一年分为觅食季和繁殖季) , 北大西洋东部海域的一头成年蓝鲸每天可以吃掉16吨磷虾 , 一年要消耗约1500~2000吨磷虾 , 远超出之前估算的一年500吨左右的食量 。 事实上 , 过去学界的共识是 , 须鲸每日消耗的食物量不超过自身体重的5% , 但这次的研究结果表明 , 这个比例可能能达到5%~30% 。
养育整个海洋
吃得越多 , 排得越多 。 在陆地上 , 动物粪便可以作为有机肥料;而在海洋里 , 鲸的排泄可谓润泽四方 。 在觅食时 , 鲸会在不同深度之间穿梭游动 , 大量吞入、滤出海水并排出粪便 , 就像一个大型搅拌器一样 , 促进了底层和表层海水的混合和营养物质交换 。
在鲸的粪便中 , 有一种营养物质引起了科学家的特别关注——铁 。 硅藻等浮游植物可以通过光合作用制造氧气 , 贡献了大量的初级生产量(由于初级生产者合成有机物 , 生态系统中的有机碳总量的增加值) , 但这一过程依赖于铁元素 。 然而在许多海域 , 可溶性铁的含量极低 , 限制了浮游植物生长 。 而在南极周边的海域 , 鲸粪中的铁浓度平均可达145.9mg/kg(在常见的富铁食物中 , 鸡肝的铁含量为110mg/kg , 牛肉为35mg/kg) , 是海水中的1000万倍 。
由于鲸需要出水换气 , 所以它们常常会在较浅的透光带(photic zone)排便 , 这就为海面附近的大型硅藻等浮游植物提供了充足的“肥料” 。 接下来 , 磷虾会食用硅藻 , 从而“回收”表层海水中的铁 。 据估计 , 南大洋的磷虾体内的铁 , 约占该区域海平面下200米以内的海水中铁总量的24% 。 而磷虾是许多须鲸的主要食物来源之一 , 鲸把它们吃掉之后再排便 , 就实现了铁元素的循环 。
南极磷虾(图片来源:Uwe Kils/Wikimedia Commons;License:CC-BY-SA 3.0)
“鲸就像移动的磷虾处理工厂 , 给海洋‘施肥’ , 提升海洋的生产力 。 除了鲸以外 , 很难有物种能够如此大规模地促进营养物质循环 。 ”新研究的通讯作者、美国斯坦福大学的海洋生态学家马修·萨沃卡(Matthew Savoca)说道 。
此外 , 鲸的粪便和尿液中还含有大量的氮 , 鲸在不同深度之间的活动则可以把深海中的磷带到浅水 , 这两种元素也对生命活动至关重要 。 如果没有鲸 , 很多营养物质可能会沉到海底 , 使生物丰富的浅海失去重要的营养来源 , 从而降低整片海洋的总生产力 。 而且 , 由于浮游植物的光合作用会吸收大气中的二氧化碳 , 起到储碳的作用 , 所以鲸还通过为浮游植物提供“肥料” , 间接地扩大了海洋这个“碳库”的储量 。
“我们的结果表明 , 鲸对全球生态系统初级生产力和吸收碳排放的贡献 , 在量级上也许可以和整个陆地上的森林生态系统相当 。 ”美国自然历史博物馆海洋哺乳动物标本的负责人尼古拉斯·派恩森(Nicholas Pyenson)这样说道 , 是美国自然历史博物馆海洋哺乳动物化石的负责人 , 他也是新研究的共同作者之一 。
即使是在死后 , 鲸的尸体也会继续滋养海洋——沉到海底的尸体形成了鲸落(whale fall) , 在海底安静又缓慢地被分解 , 为化能合成细菌、无脊椎动物等许多生物提供食物和栖息地 。 分解的鲸落还可以持续地为海底沉积物提供碳 , 通常可以持续2000年以上 , 可谓是“化作春泥更护花”了 。
鲸落(图片来源:Craig Smith/NOAA/Wikipedia)

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