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Aug. 10 2020

因疫情而安靜的海洋可望讓鯨魚「紓壓」並改善健康

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  • 一隻座頭鯨躍出加州蒙特利灣(Monterey Bay)溫暖的海域。PHOTOGRAPH BY PAUL NICKLEN, NAT GEO IMAGE COLLECTION

科學家如今有了難得的機會,能研究一個少了許多人為噪音的海洋環境。

這波疫情讓蒙特里灣(Monterey Bay)變安靜了。快艇、遊艇和賞鯨之旅都沒了,關閉的餐廳和碼頭阻絕了商業漁船,連遊輪旅遊也中斷了。

今年稍早隨著COVID-19(又稱武漢肺炎、新冠肺炎)導致的第一波封鎖達到最高峰,鯨魚科學家亦國家地理探險家阿里.弗里德倫德爾(Ari Friedlaender)看到了一個契機。他從南極研究鯨魚回來後發現,道路上的車輛變少了,水上更幾乎沒有任何船隻,此時座頭鯨也正從墨西哥的冬季育幼場陸續返回加州中部。在這個加州最受歡迎的海岸休憩景點之一,對海洋生物有害的人為噪音突然消失了。

於是弗里德倫德爾取得了蒙特里灣水域的航行許可,並在座頭鯨因飽食沙丁魚和鯷魚而肥壯的同時,很快就取到了44隻鯨魚的肌肉樣本。他要用這些樣本研究鯨魚的賀爾蒙數值,它的升降會隨著這種海洋哺乳動物的壓力而變化。

從加州到阿拉斯加、到佛羅里達南部多沼澤的海灣,COVID-19疫情造成的活動中斷提供了海洋科學家絕無僅有的機會,並直接檢視一個琢磨了數十年的問題:人類吵雜的海上生活究竟為海洋棲地帶來了多大的改變?

海中噪音

人為噪音對許多海洋生物造成困擾不是什麼祕密。海軍的聲納已經證實會讓為躲避聲波而快速上浮的喙鯨(beaked whales)產生栓塞,而由於貨櫃船低沉的嗡嗡聲完全蓋過了鯨魚的叫聲,有些族群也被迫沉默下來。達氏鼠海豚(Dall’s porpoises)為了避開路過船隻的噪音也會迅速改變牠們的游泳型態。

不過科學家近年來已知道海洋噪音不止影響鯨豚類。聽覺的壓力也會影響海豹、魚類、烏賊──甚至是如牡蠣這種結構簡單的生物。舷外機會促使某些雀鯛(damselfish)停止牠們逃離獵食者氣味的行為。響亮的聲音會讓扇貝產生畸形而降低存活率,也會把北極鱈驅離覓食區,甚至造成鮪魚群的分散,並可能造成遷移型態的改變。

用來繪製海圖和探勘油氣的震測空氣槍發出的低頻轟隆聲,就算在隔了1.6公里遠的地方,仍可以把海洋食物鏈底層的微小浮游動物殺戮殆盡,就連磷蝦(krill)的幼體也包括在內。

由於全球化在過去50年內使船運交通量大增,這些發現顯得益發重要。事實上,由於在過去20年內學到了許多噪音對海洋生物的影響,美國國家海洋暨大氣總署(National Oceanic and Atmospheric Administration,NOAA)在2016年通過了一個10年計畫,要繪製與研究海洋噪音的成長狀況。

「幾乎所有水下生物都倚賴聲音,」康乃爾大學的聲學生態學家蜜雪兒.佛內特(Michelle Fournet)說,她主持了一個由野生生物噪音專家組成的非營利單位,叫做「聲音科學研究組織」(Sound Science Research Collective)。 「我們確實知道過度吵雜會危及很多生命機能。」

有別於光線,聲音在水中的傳遞效率極高。在蒙特里灣的水下聽音器能從數百公尺深的地方偵測到雨水飛濺在海面上的聲音。在水中,商業圍網漁船會把一種稱為「海豹彈」(seal bomb)的小型噪音發聲器丟到海裡以驅離那些掠取魚網裡烏賊和鯷魚的海獅與海豹,它所發出的聲響能傳到非常遠的地方。

「如果你站在船的甲板上,你只能隱約地聽到一聲悶響,」蒙特里灣水族館研究所的生物海洋學家約翰.萊恩(John Ryan)說。但在水面下,這些水下鞭炮炸開的聲音能傳遍整個大陸棚(continental shelf),並深入蒙特利海底峽谷(Monterey Submarine Canyon)。

但要理解這種聲音會如何傷害個別物種卻很複雜。快艇和舷外機製造的聲音頻率很高,但油輪和貨輪這種大型商船所製造的則是低沉的嘈雜聲,很像城市脈動的背景噪音。某些聲音對一些物種有害,但對其他物種來說可能根本就聽不見。藍鯨用來溝通的某些音頻就低於人類能聽見的頻率,而海豚則能發出高出我們聽覺範圍的聲音。

要解決這些問題,多數海洋噪音研究不是在實驗室中,就是在充斥人為噪音的海域進行。

至少到目前為止是這樣。

巨大的沉默轉變

佛內特研究熱帶生態,並且和團隊一起在大沼澤地國家公園(Everglades National Park)內的佛羅里達灣(Florida Bay)放置了水下聽音裝置。她正在追蹤噪音對雲紋犬牙石首魚(spotted sea trout)、槍蝦( snapping shrimp)和墨西哥灣豹蟾魚(gulf toadfish)的影響。墨西哥灣豹蟾魚是一種小型底棲魚類,雄魚會用「歌聲」吸引雌性前來巢內產卵。

不過今年她對在阿拉斯加東南部的研究感到特別興奮,佛內特在那個區域研究大型船隻的噪音對座頭鯨溝通行為的影響已經十年了。然而今年因COVID-19的影響,朱諾的遊輪參訪和賞鯨活動都取消了,這樣的轉變,她說,「是巨大的」。

上一次科學家在內灣航道(Inside Passage)內找到能安靜傾聽鯨魚的水域,是在1976年裡的3天。那時被列為瀕臨絕種的座頭鯨數目已急劇降到約250隻,現在牠們的總數已回升至3000-5000隻。「這意味著對那些出生於1970年後的鯨魚來說,今年會是牠們第一個安靜的夏天。」她說。這也是科學家首次聽到一個相對健全的座頭鯨族群在不受噪音干擾下溝通。

座頭鯨以優美的歌聲聞名。雖然屆繁殖年齡的雄鯨最出鋒頭,但雌鯨和幼鯨也會使用豐富的發音技能來溝通。座頭鯨會嗚咽、呻吟、咆哮和製造聽起來像水滴的噪音。還有類似滿意聲調的「嗚噗」聲,或是聽起來很像人類笑聲的「嘶喔噗嘶」聲。還有一種叫聲則類似溼橡膠滾筒擦過玻璃的嘎吱聲。

因此今年佛內特請阿拉斯加的同事在賞鯨首府朱諾外海架設了水下聽音器,那裡平常吵到根本聽不到座頭鯨的聲音。她的目標是了解當吵雜的人類與機器缺席的時候,鯨魚們的對話會是什麼樣子。

她認為鯨魚聲音互動的本質會出現變化,並假設牠們在不被船舶噪音淹沒的情況下,可能會進行更複雜的溝通。

「如果你想在一場搖滾演唱會上有意義地對話,你會提高音量、放慢速度、使用簡單的字,」她說。如果你是在客廳沙發上邊喝茶邊聊天,你可能會嘗試表達更精細的想法。「你能使用起更豐富的語言,也有能力在交流中傳達更多資訊。」

鯨魚減壓了嗎?

在蒙特里灣,弗里德倫德爾想找的東西有點不同。他沒有要測量鯨魚是否改變歌聲或移動模式,另他感興趣的是牠們的一般健康狀況。較安靜的海洋是否能讓鯨魚健康些?科學家又測得到嗎?

科學家長久以來都認為噪音會增加鯨魚的壓力,也知道長期的緊迫對許多動物都很危險,包含人類在內。壓力會壓抑生長、繁殖、和免疫系統等功能,造成從環尾狐猴(ring-tailed lemurs)到海鬣蜥(marine iguanas)等各種動物早夭與數量減少。

「只因為你沒看到動物在行為上有反應,並不表示沒有後果存在。」弗里德倫德爾的同事布蘭登.索薩爾(Brandon Southall)說,他是在華盛頓特區為NOAA工作的鯨魚科學家,這幾年來他都直接和海軍一起研究水下噪音對海洋生物影響的議題。

雖然他們規律地採樣鯨魚皮質醇(cortisol)的數值,但科學家很少有適當的「低噪音」控制組用來比對賀爾蒙數值。或許到目前為止最重要的控制組出現於一場悲劇性的巧合。

在2001年9月11日的恐怖攻擊事件期間,有兩組獨立的科學家正好在加拿大芬地灣(Bay of Fundy)的海上──其中一組在進行露脊鯨(right whale)仔鯨和母鯨的錄音,另一組則是在收集露脊鯨排泄物樣本,他們一直待在海上,甚至在海空交通全都停止以後也是。

研究人員因此得以證實鯨魚排泄物裡的賀爾蒙數值,在海上突然變安靜後馬上大幅下降。接下來的數年隨著噪音程度上升,科學家了解到這些動物的壓力又回升了。

弗里德倫德爾計畫等到明年春天海上交通「可能」回復正常後返回蒙特里灣採取更多的鯨魚肌肉樣本。而且既然他也拍到了許多個體獨特的背鰭和尾鰭照片,他也想試圖收集同一隻個體的樣本。由於水族館研究所在海灣裡已經有水下聽音器在運作,他的團隊將能把船舶噪音的改變和壓力高低的差異關連起來。

弗里德倫德爾預期他的發現會和科學家在911事件後得到的結果類似。不過他的結果可能表現的稍微複雜一點,因為這兩次交通停擺事件並非完全相同。在911攻擊事件的餘波中,一切都停了下來──所有的船運交通,所有的空中交通。而在2020年春天的蒙特里灣和其他地方,小型船隻和油輪確實停駛了,但外海的船運交通還是繼續進行的。

「你從鯨魚外表看不出來,但這些動物會受到人類活動影響。」弗里德倫德爾說。

今年,他與佛內特和世界上其他科學家們或終於於能知道影響程度有多大了。

 

延伸閱讀:海豚會向同儕學習使用工具,跟猿類一樣! / 駕駛關在家,動物不路殺

SEP. 2020

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