鲸鱼通过尿液将营养物质从阿拉斯加转移到夏威夷,支持热带生态系统

Whales are not just big, they're a big deal for healthy oceans. When they poop, whales move tons of nutrients from deep water to the surface. Now new research shows that whales also move tons of nutrients thousands of miles—in their urine.

鲸鱼不仅体型庞大,而且对健康的海洋来说意义重大。当它们排便时,鲸鱼会将大量营养物质从深水转移到水面。现在新的研究表明,鲸鱼也会通过尿液将大量营养物质运送数千英里

2010年,科学家们发现,鲸鱼在深海觅食,在水面排泄,为浮游生物的生长和海洋生产力提供了关键资源。今天,佛蒙特大学领导的一项新研究表明,鲸鱼也在整个海洋盆地水平携带大量营养物质,从它们觅食的丰富寒冷水域到赤道附近的温暖海岸,在那里交配和分娩。其中大部分是以尿液的形式存在的,尽管脱落的皮肤、尸体、小牛粪便和胎盘也有影响

佛蒙特大学生物学家乔·罗曼是这项新研究的共同负责人,他说:“这些沿海地区通常有清澈的水域,这是低氮的标志,许多地区还有珊瑚礁生态系统。”。“氮和其他营养物质的运动对浮游植物或微小藻类的生长很重要,并为鲨鱼和其他鱼类以及许多无脊椎动物提供食物。”

这项研究于3月10日发表在《自然通讯》杂志上,该研究计算出,在全球海洋中,包括露脊鲸、灰鲸和座头鲸在内的大鲸鱼每年向热带和亚热带的低营养沿海地区运输约4000吨氮。它们还带来了45000多吨生物质。在人类捕鲸时代之前,这些远距离输入的数量可能是人类捕鲸时代的三倍或更多倍

一条巨大的传送带

数千头座头鲸从阿拉斯加湾觅食的广大地区迁徙到夏威夷的一个更受限制的地区,在那里繁殖。科学家团队估计,在夏威夷群岛座头鲸国家海洋保护区,鲸鱼提供的营养物质——大量的尿液、皮肤、尸体和粪便——大约是当地体力运输的两倍

“我们称之为‘大鲸鱼传送带’,”Roman说,“或者它也可以被认为是一个漏斗,因为鲸鱼在大面积上觅食,但它们需要在相对狭窄的空间内寻找配偶、繁殖和分娩。起初,幼崽没有能量像母鲸那样长途跋涉。”

此外,鲸鱼可能会呆在浅水区,因为这会掩盖它们的声音。鲁宾斯坦环境与自然资源学院的保护研究员、UVM冈德环境研究所的研究员Roman说:“妈妈和新生儿一直在打电话,保持沟通,他们不希望像虎鲸或繁殖的座头鲸这样的捕食者注意到这一点。”这意味着散布在广阔海洋上的营养物质会集中在更小的沿海和珊瑚生态系统中,“就像收集树叶为你的花园做堆肥一样,”Roman说

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夏季,成年鲸鱼在高纬度地区(如阿拉斯加、冰岛和南极洲)觅食,摄入大量脂肪,狼吞虎咽地吃磷虾和鲱鱼。根据最近的研究,北太平洋座头鲸在春季、夏季和秋季每天增重约30磅。他们需要这种能量来进行一次惊人的旅程

须鲸会迁徙数千英里到热带的冬季繁殖地——不吃东西。灰鲸在俄罗斯附近的觅食地和下加利福尼亚州的繁殖区之间旅行了近7000英里。南半球的座头鲸从南极洲附近的觅食区迁徙到哥斯达黎加附近的交配地,行程超过5000英里,在那里它们每天燃烧约200磅,同时排出大量富含氮的尿素

冰岛的一项研究表明,长须鲸在进食时每天会产生超过250加仑的尿液。人类每天小便不到半加仑

鲸鱼是世界上迁徙时间最长的哺乳动物。鲸鱼体型庞大。这项新研究的10位合著者之一、非营利组织气候中心的海洋学家Andrew Pershing说:“由于鲸鱼的体型,它们能够做其他动物做不到的事情。它们以不同的规模生活。”

“营养物质是从外部进入的,而不是来自河流,而是由这些迁徙的动物进入的。这太酷了,改变了我们对海洋生态系统的看法。我们认为除了人类之外的动物不会对全球范围产生影响,但鲸鱼真的会。”

出乎意料的是,在19世纪工业捕鲸开始之前,营养物质的输入会“大得多,这种影响也会大得多”,Pershing说。此外,蓝鲸(地球上有史以来最大的动物)的营养输入尚不清楚,也未被纳入这项新研究的主要计算中

在南大洋,经过20世纪的激烈狩猎,蓝鲸的数量仍然大大减少。潘兴说:“我们对它们有一些基本的了解,比如它们的繁殖区在哪里,所以这种影响对我们来说更难捕捉。”蓝鲸和座头鲸都因狩猎而枯竭,但经过几十年的共同保护,一些座头鲸和其他鲸类种群正在反弹

Roman说:“很多人认为植物是地球的肺,吸收二氧化碳,排出氧气。”。“就动物而言,它们在运输营养物质方面发挥着重要作用。海鸟通过粪便将氮和磷从海洋运输到陆地,增加了岛屿上植物的密度。动物构成了地球的循环系统,鲸鱼就是一个极端的例子。”