观察到有史以来最大的捕食事件

我们常说，“人多力量大”。但科学家发现，在海洋中聚集在一起的鱼群，却未必能一起生存。有时，鱼群越大，就越容易成为捕食目标。这是一组科学家在观察了毛鳞鱼（Mallotus villosus）和大西洋鳕鱼（Gadus morhua）在挪威海岸外的巨大海洋范围内相互作用时，所得出的结论。这些观察让科学家见证了自然的灾难性捕食事件，可以在几小时内就打破当地的捕食者-猎物平衡。

研究人员将他们的发现发表在了近期的《自然·通讯生物学》上。

鱼鳔的共振

毛鳞鱼是一种北极小鱼。每年2~3月，数十亿的毛鳞鱼会从北极冰盖的边缘向南迁徙到挪威海岸，然后在那里产卵。大西洋鳕鱼是毛鳞鱼的一种主要捕食者，在它们向南迁徙的途中，会以这些正在挪威海岸产卵的毛鳞鱼为食。毛鳞鱼和鳕鱼种群在这片海域的空间重合，是研究大规模的捕食者-猎物相互作用的绝佳热点。然而，科学家一直没有大规模地对这里的捕食事件进行过测量。

在新研究中，一组研究人员重新分析他们在2014年2月于挪威海岸附近的巴伦支海巡航时收集的数据。在那次航行中，研究人员使用了一种名为海洋声学波导遥感（OAWRS）系统的声波成像技术。这种技术采用垂直声波阵列，装载在船只的底部，能将声波向各个方向发送到海洋中。同一艘船或另一艘船，则会拖着一组声波接收器，不断地从几十千米之外的地方接收散射波和反射波。然后，科学家就可以通过分析收集到的波形，绘制出一大片海洋范围的即时地图。

此前，研究人员虽然也绘制过单个鱼以及群体鱼的运动图，但当时他们无法识别不同的物种。在这项新研究中，研究人员应用了一种新的“多光谱”技术，能根据鱼鳔的声学共振特征来区分物种。鱼的鳔会像铃铛一样产生共鸣——鳕鱼的鳔很大，共振很低；毛鳞鱼的鳔很小，共振就像钢琴上的最高音符。

通过重新分析OAWRS数据来寻找毛鳞鱼和鳕鱼的特定频率，研究人员得以对这些鱼群进行成像，确定它们的物种内容，对从单个的鳕鱼-毛鳞鱼相互作用，到跨越了数十千米规模的鳕鱼-毛鳞鱼相互作用进行了测量，并绘制出每个物种在大范围内的运动图。

鱼群的临界密度

研究人员将新的多光谱技术应用于2014年2月27日收集的OAWRS数据，当时正是毛鳞鱼产卵季的高峰期。新绘制的图显示，在清晨的几个小时里，毛鳞鱼基本上保持自主，以零散而随机的个体形式沿着挪威海岸线松散地聚集在一起。当太阳升起，水面被照亮时，毛鳞鱼开始潜到较暗的深处，可能是在前往海底寻找产卵的地方。

研究人员观察到，随着毛鳞鱼的下沉，它们的行为开始从个体转变为群体，最终形成了一个由2300万条鱼组成的巨大鱼群，以跨越10千米的协波移动。研究人员意识到，毛鳞鱼具有一个“临界密度”，如果不同的毛鳞鱼彼此距离足够近，它们就会模仿周围其他鱼的平均速度和方向，然后形成一个庞大而连贯的鱼群。

接着，毛鳞鱼群开始像一个整体一样移动。虽然这种一致的集体行为在其他物种中也曾被发现过，但从未在毛鳞鱼身上出现过。这种一致的迁徙被认为可以帮助鱼类在远距离上节省能量，而之所以能节省能量，基本上是因为利用了群体的集体运动。然而，在这种情况下，一旦毛鳞鱼群形成，就会吸引越来越多的鳕鱼，这些鳕鱼很快也会形成自己的鱼群。

根据研究小组的声学测绘，鳕鱼的数量可以达到约250万条。在短短几个小时内，鳕鱼在几十千米的距离内吞噬了1050万条毛鳞鱼，然后鱼群四散。

捕食者-猎物平衡

这是首次看到如此大规模的捕食者-猎物相互作用。无论是从参与的个体数量还是事件发生的区域来看，都是有记录以来这类捕食事件中规模最大的。研究人员推测，尽管这是首次对这种大规模的、协调的捕食事件进行记录，但这样的事件在海洋中应该很常见。

研究人员指出，这样的单次事件不太可能在整体上削弱毛鳞鱼的数量，被捕食的毛鳞鱼群占该地区的产卵毛鳞鱼的0.1%。然而，随着气候变化导致北极冰盖退去，毛鳞鱼将不得不游向更远的地方产卵，这就使得这些毛鳞鱼更处于压力中，更容易受到这类灾难性的自然捕食事件的影响。

由于毛鳞鱼是包括鳕鱼在内的许多鱼类可持续生存的关键一环，因此能够持续地以接近单个鱼的分辨率，在跨越数万平方千米的大尺度上监测它们的行为，将有助于维持这些物种与整个海洋的健康。研究人员希望，在未来可以利用OAWRS来监测其他鱼类物种的大规模动态，帮助我们更深入地了解海洋中的基本生态过程。

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撰文：小雨