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数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考

时间:  来源:绿色和平行动派  作者:

连续5周,我们在哔哩哔哩独家上线了系列节目《海洋零距离》。最后一集绿色和平“极地曙光”号和“希望”号两艘科考船终于抵达了“从北极到南极”全球科考的终点——南极。

在南极的两个多月里,我们和科学家一起开展了多项南极海洋生态环境研究:重访南极象岛,继1971年之后再次考察岛上帽带企鹅的种群现状;个体识别座头鲸、采集环境DNA,用科学手段了解南极的海洋生物多样性状况等。

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科考和调研的结果显示,南极海洋动物越来越受到人类活动的影响

和我们一起去南极的,还有两位“全球海洋大使”:奥斯卡影后、法国演员玛丽昂·歌迪亚和瑞典演员古斯塔·斯卡斯加德。他们协助科学家用水下听音的方式和鲸来了次“亲密接触”,更用自己的眼睛和心感受了被网友评论说“每一帧都可以用来当壁纸”的纯净南极。

插播一个隐藏彩蛋:想跟科学家一起登陆象岛研究企鹅、或者体验南极科考船上的生活吗?《海洋零距离》节目页里,还有一个互动视频,点它,就能解锁绿色和平南极科考“云”体验。

比北极更偏僻荒凉的南极,其实是很多生物的家园。南极海域里生存着至少10000种海洋生物,其中许多物种仅在南大洋海域生存(戳这里,复习南极科考先驱王自磐老师解读南极海底生命)。

在本集《海洋零距离》里,大家将看到由石溪大学的科学家们带领的企鹅研究团队,以及绿色和平国际科学部的研究员们,是如何在南极开展科考,了解南极海洋生态系统的状况、以及人类活动到底给这片与世隔绝的世界带来了怎样的影响。

企鹅怎么数?科技+辛苦

本次南极科考的其中一项最为重要的工作,就是在49年之后重访南极象岛,考察岛上帽带企鹅的种群情况。

为什么研究企鹅?其实是为了了解南极生态系统的现状。南极大陆冰天雪地、寒冷干燥,大多数的南极生物生活在海洋里。企鹅联系了南极的海洋和陆地,它们在海里觅食,又回到陆地上繁殖和生活。另外,企鹅还是南极的顶级捕食者之一,是生态系统健康的重要指示物种。因此,通过研究和了解企鹅,不仅能了解企鹅种群的现状,还有助于了解企鹅食物链的“上游”——磷虾,以及“上游的上游”——浮游植物的情况,帮助科学家评估南极生态系统的健康状况,以及气候变化和人类活动可能对南极带来的影响。

企鹅小知识

世界上一共有18种企鹅(也有说法是17种),只有5种能接受生活在南极的挑战。分别是:帝企鹅、阿德利企鹅、帽带企鹅、长冠企鹅、巴布亚企鹅。帽带企鹅是最容易辨认出的一种企鹅。它们看起来像戴着头盔一样,并因此得名“帽带企鹅”。

为什么选择象岛的帽带企鹅?主要是因为帽带企鹅是南极半岛上研究最少的一种企鹅,而且上一次对象岛帽带企鹅的研究,已经是1971年的事儿了。因此,49年后的重访,不仅能加深我们对于帽带企鹅的了解,更能从时间维度上,了解近50年来,这一种群的状况发生了什么样的改变。

研究象岛企鹅种群很重要的一步,就是搞清楚企鹅的数量。为了确保本次收集的数据跟49年前的数据有可比性,科学家们采用了人工计数的方法,一共计数3次,且确保每次计数的误差不超过5%。

科学家站在茫茫的企鹅群中间,一边听着企鹅此起彼伏的叫声一边专心计数,有音效的正片更带感

除了人工计数,科学家们也借用了最新科技,运用无人机、GPS技术绘制岛屿全景图并重建了三维地形,用机器学习算法来帮助计数,可谓“既复古又现代”的研究方法。

根据本次采集的数据,让人难过的是,在过去的49年中,象岛帽带企鹅的数量下降得很明显,在所调查的多个企鹅栖息地中,有的种群数量甚至减少了70%以上。

目前科学家还无法断言造成企鹅数量骤减的原因是什么。可能是因为气候变化,也可能是因为磷虾捕捞,还可能与海冰的消失有关。但是这些企鹅种群的数量在如此短的时间下出现了大幅减少的趋势,确实令人担忧。

“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢

在南极,有另一种动物也是科学家们的重要研究对象——鲸。与企鹅研究更关心种群状况相比,研究鲸的一个重要方法是个体识别。这次科学家研究的是座头鲸,每一只座头鲸尾叶底部的花纹都是独一无二的,就像人类的指纹一样,科学家可以通过为它们的尾叶拍照,来识别和记录每一只座头鲸。

在本次科考中,我们的科学家还与一位“老朋友”——一只名叫米尔的座头鲸在南极重逢了!这只鲸曾在2012年被科学家在巴拿马沿岸的奇里基湾发现和记录,而时隔8年,他们在遥远的南极重逢。

通过全球照片数据库HappyWhale.com,科学家还看到这只鲸在2017年的时候也在南极出现过。从巴拿马到南极,鲸类真是全球旅行的佼佼者。


鲸类小知识

当我们说到鲸,可能会脱口而出“鲸鱼”,但实际上鲸不是鱼,而是生活在海洋里的哺乳动物。鲸类可以清晰的分为齿鲸和须鲸两大类,它们广泛地分布在全球的海洋中,更有很多种类的鲸一生都在不断进行长途迁徙。

生活在广大海洋中的鲸,还在不经意间影响着全球气候。鲸类在其漫长的旅途中会排出大量粪便,这些粪便为各种藻类的生长提供了丰富的养料,而藻类又是海洋中许多物种的食物来源,是食物链的基础。此外,藻类通过光合作用,会从大气中吸收大量的二氧化碳。据估计,全球所有藻类捕获的碳量,效果约等于4个亚马孙雨林!

鲸的死亡,甚至还被赋予了一个有诗意的名字——鲸落。当鲸死亡,它庞大的身体会缓慢地沉入海底。鲸的尸骨会像传递接力棒一样分阶段被不同的海洋生物分解掉。在食物贫瘠的海洋深处,鲸的尸骨不仅成为很多海洋生物的“大餐”,也为它们创造了生存和庇护的场所,成为海底生命的“绿洲”。

所以,科学家眼中迷人又可爱的鲸,其一生都在为维护整个地球的生态平衡做出贡献。

环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

除了可以实打实看到“本尊”并做研究的企鹅和鲸,科学家们也试图用技术手段了解更多“神龙见首不见尾”的海洋动物。这就是环境DNA(eDNA)采集。

所谓“环境DNA”的采集过程,其实就是对水进行过滤,然后截获那些在水中自由漂浮的各种海洋动物的DNA。接下来的内容有点口重,请做好准备。

有句成语叫“雁过留声”,海洋动物们在水里游过,也会在海水里留下各种痕迹,比如它们蜕下的皮、表皮分泌的粘液、还有排泄的粪便,而这些物质中都含有动物的DNA。

通过对这些物质进行DNA测序,科学家就能进一步确认曾经有什么动物在采样区域出现过。例如从马尾藻海的研究结果中,科学家就发现有很多斑海豚的信息出现在了同一个地点;然后还很意外地发现了鼬鳚、灯笼鱼、鮟鱇鱼等深海鱼的信息。

而这些信息,除了验证已有的知识、或得到让科学家意外的结果,更重要的,借助环境DNA检测技术,科学家能够更准确地了解海洋动物们在何时栖息于何地。

结合数企鹅、拍鲸尾、环境DNA等各种研究的结果,我们就可以建立起大型的生物数据库,确认某些特定的海域是否对特定的物种有着重要的作用,以及我们是否需要对这些地区进行特别的保护。

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牛津大学、约克大学的科学家们与绿色和平共同撰写的《30x30:全球海洋保护的蓝图》报告,论证了“保护全球30%的海洋”的可能性和方案 © 绿色和平

历时一年的“从北极到南极”科考已经落下帷幕。和来自全球的科学家、海洋大使、记者和摄影师一起,我们一路见证了全球海洋的脆弱:

北极升温正在严重影响海洋动物最基础的食物来源——冰藻;

来自恐龙时代的海龟在气候变化、捕捞和塑料污染等问题的面前,可能撑不过几代了;

大洋深处尚不为人所了解的“生命绿洲”——海山生态系统受到渔业捕捞的威胁;

海洋鱼类资源在破坏性和不可持续的工业捕捞面前急剧告急;

南极象岛的企鹅数量在短短50年里迅速减少,甚至还遭受着灾难性的繁殖失败。

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2017年4月15日,塞拉利昂,在一艘意大利渔船上发现的非法鲨鱼鳍 © Pierre Gleizes / Greenpeace

但海洋也同时向我们展示了她的美丽、生机和巨大的自我修复潜力:

用北极浮冰制作的乐器演奏出了最清亮自然的音乐;

小棱皮龟从沙滩上破壳而出,艰难却坚定地迈向海洋的第一步;

曾经因捕捞濒临灭绝、却因受到及时保护而重新“虾丁兴旺”的维马海山的岩龙虾;

光照不足、盐度不适宜但依然生机勃勃的亚马孙河口珊瑚礁;

即使是世界上最寒冷的海域,南极海洋依然充满生机,充满生命力。

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2020年1月10日,南极象岛上的帽带企鹅 © Christian Åslund / Greenpeace

守护海洋,不仅因为她正在面临危机,更是为了所有这些美好、生机,以及能够重新恢复健康的可能性。

(编辑;Nicola)

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