座頭鯨捕食會採用什麼策略?除了製造氣泡網,它還能用胸鰭放牧

大家都知道,世界上體型最大的鯨是藍鯨(Balaenoptera musculus),它屬於鬚鯨的一種。目前已知的最大藍鯨發現於南極附近的海域,這隻海中巨獸身長

33.58m,有10層樓那麼高,體重更是達到了181噸。如果一個成年人體重按照70公斤計算,那麼一頭藍鯨的體重相當於2585個成年人的體重之和。

鬚鯨家族中可不僅僅只有藍鯨這一種大塊頭,還包括露脊鯨、長鬚鯨、抹香鯨以及我們今天要介紹的主角——座頭鯨(Megaptera novaeangliae)。

座頭鯨捕食會採用什麼策略?除了製造氣泡網,它還能用胸鰭放牧

▲▲座頭鯨與潛水員的大小對比

座頭鯨:個頭不算特別大,卻也相當出眾

座頭鯨的胸鰭特別長,大約佔到身長的25%-33%,因此又叫大翅鯨巨臂鯨,它同樣也是屬於鬚鯨家族中的海洋哺乳動物。一般來說,成年雄鯨平均體長可以達到13-14米,成年雌鯨則可以長得更大,約14-15米,最大記錄體長18米。即便是剛出生不久的幼鯨,身長也能達到3-6米。

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▲▲座頭鯨與普通成年人的體型大小對比

成年的座頭鯨體重25-30噸,最重可達40噸,雖然跟藍鯨比還差得很多,但這個尺寸和噸位也可以說是“龐然大物”了。座頭鯨最出眾的特質有三個:一是它超長的胸鰭,二是躍出海面時頗具美感的動作“特技”,三是成年雄鯨複雜的叫聲,即鯨語。

關於座頭鯨的鯨語,維基百科中有這樣描述:

在座頭鯨低吟的叫聲中,聲波的振幅與頻率會在幾個小時甚至幾天中保持一致。而且雄鯨會依據聽到的其他叫聲來修正自己的叫聲,每條鯨魚所獨有的叫聲會在數年的時間中持續進化,甚至過了十多年也不會重複,目前確切原因仍不清楚,但從目前的研究來看,新穎的叫聲更容易受到雌鯨的青睞。

然而,就是這樣充滿豐富情感的生物,也面臨著遠洋捕鯨業所帶來的威脅。在1850年之前,全球還有15萬頭左右的座頭鯨,然而在100多年後的1966年,座頭鯨差點絕種,全球僅剩下不到

2萬頭座頭鯨。這一情況直到1986年《全球禁止捕鯨公約》生效後才稍稍有所改善。

直到今天,世界各大洋中的座頭鯨數量已經恢復到35000頭左右,但這個數字依然不到1850年之前的25%。座頭鯨的保護,依然是任重道遠。

座頭鯨是如何捕食的?事實遠比想象的要複雜

像座頭鯨這樣一個以濾食小型魚蝦為食的大塊頭,維持生命活動所需要的能量也是巨大的。那麼它們究竟是怎樣獲取大量食物的呢?科學家們經過研究發現,座頭鯨的捕食策略遠比之前想象的要複雜,為了完成一次捕食,它們會動用多種策略與手段。

座頭鯨的食物是很不起眼的磷蝦以及鯡魚毛鱗魚幼齡鮭魚玉筋魚,這其中所依靠的“秘密武器”就是

鯨鬚——它可以像篩子一樣將小型魚蝦從海水中過濾出來。雖然小魚小蝦不起眼,但是數量多了也是相當可觀的蛋白質來源。

座頭鯨捕食會採用什麼策略?除了製造氣泡網,它還能用胸鰭放牧

▲▲鯨鬚:鬚鯨的過濾器官,是一種由表皮形成的巨大角質薄片。鯨鬚的長度為0.5-3.5米不等

但是需要注意的一個問題是,座頭鯨胸鰭的表面積巨大,在水中划動時必然需要克服巨大的阻力,在流體動力學上具有明顯的缺點。那麼既然如此,座頭鯨為什麼還會進化出又大又長的胸鰭呢?

著名海洋生物學家布羅迪教授認為:“如果這種巨大的鰭狀肢(胸鰭)有流體動力學上的缺點,就必須進行選擇性補償,很有可能是因為胸鰭在捕食獵物的過程中具有不可替代的作用。”

正是基於這種猜想,科學家們利用智能無人機對座頭鯨的捕食行為展開了調查。

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▲▲調查地點設定在了阿拉斯加東南部Baranof島東岸的查塔姆海峽

在那裡,科學家們跟蹤記錄了兩條座頭鯨A和B的捕食行為,他們的研究是基於這樣一種假設進行的:“座頭鯨在捕食過程中的任何運動都必須在實質上有助於捕獲獵物”。這種假設也符合基本的自然規律,因為幾乎所有的動物都傾向於花費最少的能量來獲取最多的食物(人類除外)。

原來,座頭鯨可以用胸鰭放牧,還能製造氣泡網迷惑獵物

  • 1、對座頭鯨A的捕食研究:水平方向上的胸鰭擺動

▼▼下圖是座頭鯨A的捕食魚群時的行為,可以將其分為三個階段。

座頭鯨捕食會採用什麼策略?除了製造氣泡網,它還能用胸鰭放牧

Stage A:座頭鯨在海面下一定水深的位置邊旋轉邊釋放空氣泡,形成圓形的氣泡網。魚群看到氣泡會受到驚嚇、往回遊動,這樣一來,座頭鯨就像放牧一樣將魚群暫時性“圈養”在水中。

Stage B:第二個階段,座頭鯨在水平方向上揮動胸鰭,將魚群快速聚攏,進一步提升了餌料魚群的密度。

Stage C:這也是捕食活動的最終階段。座頭鯨從下而上衝向魚群,張開的上下頜像一張巨大的漁網,幾乎將魚群一網打盡,之後再將海水過濾出,一次捕食行為到這裡就算結束了。

座頭鯨捕食會採用什麼策略?除了製造氣泡網,它還能用胸鰭放牧

▲▲上圖是座頭鯨濾食時的情形。座頭鯨的上下頜之間具有特殊的韌帶結構,在進食時可以張開90°的角度,一次就可以吞下1000-2000升的海水。

通過對座頭鯨A捕食行為的觀察,研究人員得出的結論是,座頭鯨A主要是通過以下兩種方式來利用其胸鰭放牧獵物:

(i)建立物理屏障(氣泡網)以防止獵物逃逸

(ii)引起水流運動來引導獵物運動。胸鰭的水平運動會產生渦流,從而增加座頭鯨改變獵物運動的能力。

在之後的跟蹤調查中,研究人員發現這兩種方式並不是座頭鯨所使用的全部捕食策略,有些座頭鯨會傾向於在垂直方向上揮動胸鰭來聚攏獵物,比如下面的座頭鯨B。

  • 2、對座頭鯨B的捕食研究:垂直方向上的胸鰭擺動

▼▼下圖表示在阿拉斯加東南部捕食的鯨魚B所使用的垂直胸鰭放牧方式。餌料魚群用黃色斑點表示,黃色越深表示魚群的密度就越大。

座頭鯨捕食會採用什麼策略?除了製造氣泡網,它還能用胸鰭放牧

圖(a)表示座頭鯨B正在製造一個向上螺旋的氣泡網來圍捕獵物,這是它建立的第一道物理屏障;然後,在大嘴的周圍,胸鰭運動以“ V”字形上下垂直運動

(由藍色箭頭表示),從而形成第二個物理屏障。

圖(b)所示的是座頭鯨B的身體仰角(α)從(背腹面與海平面相平)到90°(腹部朝上,背部朝下)的垂直胸鰭變化。圖(c)更加直觀地展示了座頭鯨胸鰭的垂直變化。

座頭鯨捕食會採用什麼策略?除了製造氣泡網,它還能用胸鰭放牧

▲▲座頭鯨B胸鰭的垂直運動影響(之前和之後的對比圖)。黃色線條為胸鰭的大致位置,紅色圓圈指示魚群的位置。左邊兩張圖表明,

胸鰭的垂直運動可以有效切斷魚群的逃脫路徑而且極大地減少了水體阻力,可以使魚群的位置維持在嘴部的正上方。

另外,座頭鯨B似乎更傾向於在陽光照射的區域使用垂直的胸鰭放牧,但是當同一區域被陰影遮蓋時,則切換為弓形或側弓形運動,這一點與座頭鯨A的觀測結果有很大不同。

不僅如此,座頭鯨還能利用反射光線進行“誘捕”

一項關於人工孵化場內的幼齡鮭魚的研究表明,當孵化場裡存在人造光源時,魚群會傾向於避開光源,尋找黑暗的避難所,這一發現同樣適用於其他小型魚類,包括座頭鯨的捕食對象,比如鯡魚、鯖魚等。

然而就是這一點,揭開了座頭鯨獵食的又一個秘密:海洋學家認為,從座頭鯨的胸腹表面反射出去的光可以刺激魚群向座頭鯨嘴內的黑暗“避難所”方向逃逸,這種行為進一步增大了座頭鯨的捕食成功率。除此之外,座頭鯨腹部的反射光線也能使一些小魚喪失方向感,而混亂的魚群更容易被捕獲。

下面我們用一個實際的案例來說明。

座頭鯨捕食會採用什麼策略?除了製造氣泡網,它還能用胸鰭放牧

▲▲上圖是一個位於阿拉斯加附近海域的鮭魚繁育場,放流的鮭魚苗吸引來了座頭鯨前來覓食。上圖中黃色圓圈是座頭鯨出現的先後位置,這片海域中既有陽光直射區,也有陰影區。研究人員發現,當座頭鯨的位置從陽光水域進入到陰影水域時,會停止進行胸鰭的垂直運動。

之後更多的證據表明,陰暗環境下座頭鯨很少在垂直方向上移動胸鰭。這種情況下,座頭鯨的捕食主要依靠腹部反射微弱的光線與製造的氣泡網。而有時候氣泡網的面積製造得太大,座頭鯨一次只能吞掉一小部分魚群,此時腹部對光線的反射就對魚群起到了很好的誘導作用。

即便如此,座頭鯨的捕食策略還有待於進一步的研究——畢竟海洋中還有數萬頭座頭鯨,個體差異的存在進一步增加了捕食策略的多樣性。

結語:

大自然的魅力之一,或許就在於更多的未知性與可能性。而相比於陸地生物的捕獵方式,比如獵豹、獅子等頂級狩獵者,人們對大型海洋生物的捕食方式卻瞭解的很少,因為在海洋中的跟蹤觀測難度更大。

座頭鯨在捕食過程中可以製造氣泡網、在垂直和水平方向上擺動胸鰭以放牧獵物,還可以通過腹部的反射光線來誘捕獵物,這三大捕食策略體現了座頭鯨充滿智慧的捕獵技巧。同一只座頭鯨在不同環境下的捕食行為可能會有所不同,但更多的捕食策略還有待於進一步的研究與發掘。


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