研究人员发现威德尔海豹在中午时会避免极端潜水
南极洲埃里伯斯湾是世界上最南端的哺乳动物——威德尔海豹最南端种群的栖息地。这些海豹在冰上休息时可能看起来像沙发土豆,但威德尔海豹竭尽全力在最恶劣、变化最快的环境中谋生。
威德尔海豹是出色的潜水员,它们的潜水深度可以超过900米(2,952英尺),有时潜水时间长达96分钟——远远超出了它们的有氧阈值。
伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)及其合作伙伴的最新研究揭示了一种新颖的潜水觅食策略,在推动其屏气能力和最大限度地利用季节性南极光方面取得了良好的平衡。
根据《通讯生物学》杂志的文章,海豹有策略地在一天中较早的时候进行最深、最长和最剧烈的潜水,而不是在中午的觅食高峰期。
首席作者、伍兹霍尔海洋研究所生物学助理科学家米歇尔·谢罗(MichelleShero)解释说:“海豹返回水面后,这些极限潜水需要更长的恢复时间。因此,如果海豹在中午光线最充足时进行极限潜水,周围可能有很多猎物很容易看到,但海豹仍然会‘错过’,因为它们必须花费大量时间恢复。在猎物最容易接近的时候不进行极限潜水,实际上可能是最好的策略。”
新的研究表明,威德尔海豹在中午时会避免过度潜水捕食,这样海豹就可以不停地潜水,而不必长时间停留。这使得它们几乎可以把所有的时间都花在水下,在高光条件下觅食,这对视觉猎手来说是最好的。图片来源:MichelleShero,伍兹霍尔海洋研究所
“我们一年到头都在观察这些动物,它们既有白天的,也有夜晚的,还有一天24小时的黑暗,这为我们提供了一个‘自然实验’,让我们能够更好地了解海豹的觅食策略是如何随着各种光照条件而变化的。在白天最亮的时候,几乎所有的动物,包括海豹的猎物,都会潜入水深处,以避免被捕食,”谢罗说。
“我们原本以为海豹会追寻食物,潜水最深、潜水时间最长的时间应该是中午太阳高照的时候。但我们惊讶地发现,海豹似乎实际上会避免在中午进行最极端的潜水,这使得海豹可以不断地潜水,而不必长时间停顿。”
“这使得它们几乎可以把所有的时间都花在水下,在高光条件下觅食,这对视觉猎人来说是最好的,”谢罗继续说道。“这些动物在决定何时进行长距离潜水时会做出非常有策略性的决定,这样它们就可以最好地与南极洲每天变化的环境互动,从而最大限度地捕获猎物。”
研究人员为海豹配备了电导率温度深度卫星中继潜水记录仪,共收集了南极洲罗斯海西部59只成年海豹8913天的行为数据。这些数据有助于揭示海豹在保存氧气储备和捕捉猎物时获得的能量增益之间的权衡。
“对我来说,这项研究最令人惊讶的发现之一是,我们发现威德尔海豹‘计划’它们的活动的方式比我以前认识到的要微妙得多,”期刊文章的共同作者、德克萨斯理工大学拉伯克分校生物科学系教授兼系主任詹妮弗·伯恩斯(JenniferBurns)说。
“海豹不仅会根据当前的光照水平改变潜水的平均深度和持续时间,而且它们还会在恢复期最不可能对整体觅食成功产生负面影响的时候进行最长和最费力的潜水。所以它们不仅计划何时觅食,而且似乎也在提前思考和计划何时休息。”
“虽然视觉捕食者会在日光最强烈的时候最大限度地觅食并不奇怪,但科学表明威德尔海豹在觅食时与昼夜节律/光照水平保持一致,这令人着迷,”文章共同作者、华盛顿州西雅图海洋哺乳动物实验室的研究渔业生物学家金伯利·戈茨说。
“另一个重要发现是,昼夜节律模式与生理限制不一致,因为超长时间的潜水与视觉狩猎的最佳条件并不重叠,大概是因为潜水后需要时间恢复。相反,动物可能会选择充分利用日光,进行较浅的潜水,这样在继续觅食之前不需要太多的恢复时间。
“本文的研究结果可能适用于栖息于全年光照水平极端变化的海洋环境中的其他潜水视觉捕食者,包括帝王企鹅。”
文章合著者、加州大学圣克鲁斯分校生态学和进化生物学杰出教授丹尼尔·科斯塔指出:“威德尔海豹生活在地球上最恶劣的环境之一,需要在太阳永不落下或太阳永不升起的时期保持其生物钟运转。
“我们的研究发现,它们充分利用了短日照时间,进行最长的潜水,将它们的生理能力发挥到极致,在有光照的时候进行最多的狩猎,以便在冰层中寻找食物和/或呼吸孔。”