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Aug. 02 2021

鯊魚以令人訝異的方式維護海洋健康

  • 在印度-太平洋地區很常見的黑尾真鯊(gray reef shark)正在獵食短吻鼻魚(short-nosed unicornfish)PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

    在印度-太平洋地區很常見的黑尾真鯊(gray reef shark)正在獵食短吻鼻魚(short-nosed unicornfish)PHOTOGRAPH BY LAURENT BALLESTA, NAT GEO IMAGE COLLECTION

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鯊魚在穩定海洋生態系方面扮演了極為重要的角色──而在氣候變遷持續惡化的狀況下,這一點可能格外重要。

鯊魚名列海洋中最凶猛的掠食者,卻也是最脆弱的物種之一。大洋性鯊魚與魟魚種類中,有三分之一都面臨滅絕威脅,主要是因為過度捕撈。

科學家提出警告已經許多年,說這些暴跌的數字可能會釀成災難。因為鯊魚是頂級獵食者,能協助維持食物網的穩定,我們能合理地推論出牠們是關鍵種(keystone species,或稱基石種)。所謂關鍵種,就是對自己的生態系影響力大到不成比例的物種。少了關鍵種,生態系就會發生變化,甚至消失。

然而,就鯊魚而言,這種概念一直都是理論性的。要研究這些魚類和牠們的海洋棲地非常困難,光是要潛入水中觀察牠們,就需要特殊裝備。已知的五百多種鯊魚體型南轅北轍、獵食的動物不同,又都生活在非常不一樣的環境中,因此幾乎不可能精確找出單一物種的影響。

在過去研究鯊魚如何從上到下影響牠們生態系時,這些複雜的狀況一直造成困擾。像是在2007年有一項研究,似乎提供了清楚的證據,顯示大白鯊(great white shark)在北大西洋的消失,造成牛鼻鱝(cownose ray)數量過多,並導致扇貝、蚌類及牡蠣族群的大量消失。但科學家從那時候開始就在質疑,這些雙殼貝類族群數量的下跌,會不會也受到了其他因素的影響──像是船運交通之類。

「我們都想要簡單,但事情不會是這樣。」麥可.海特豪斯(Michael Heithaus)說,他是佛羅里達國際大學的海洋生態學家,也是「鯊魚灣生態系研究計畫」(Shark Bay Ecosystem Research Project)的創辦人。這項計畫已花了超過20年時間研究這片位於西澳的海洋保護區,其面積廣達23000平方公里。

對鯊魚灣的研究顯示,鯊魚未必是以掠食者、而是以調控者的角色,來支持牠們的生態系。鯊魚能保持牠們所在環境的穩定與彈性,因此能協助減緩氣候變遷,並減輕像是熱浪與颶風之類極端氣候事件的影響。

清理生態系

鯊魚灣是研究鯊魚與環境互動的理想地點,那裡的虎鯊(tiger shark,又稱鼬鯊)是季節性出現的,讓研究人員可以觀察其他動物在虎鯊在跟不在的時候會有些什麼行為。這片被聯合國教科文組織(UNESCO)認定的世界遺產也有健康的掠食者與獵物族群,以及濃密的溫帶海草床,能減緩水流、保持海水潔淨,並為許多物種提供棲地與食物。海草也能捕捉很強的溫室氣體二氧化碳,穩定海床上儲存碳的沉積物。二氧化碳一旦困在沉積物中,就會在那裡停留成千上萬年。

↑↑↑↑↑101動物教室:鯊魚

「 我不知道地球哪裡還有跟這裡一樣的地方。」羅布.諾維奇(Rob Nowicki)說,他是隸屬於莫特海洋實驗室(Mote Marine Laboratory)的研究科學家,他和海特豪斯在鯊魚灣共事。「那是一個能大規模驗證這個理論的完美場地。」

從國家地理探險家海特豪斯在1997年展開這項計畫開始,研究人員就一直在蒐集關於鯊魚灣生態系的各式資料,提供了解開生物間複雜關係的基礎。

有一項發表在2012年的重要發現,顯示虎鯊能控制像是儒艮(dugong,海牛的親戚)和海龜之類的鯊魚灣住民,基本上就是把這些植食動物嚇到跑去躲在熱帶海草床中。由於熱帶海草床的固炭效果不如溫帶海草床,失去它們對環境的影響並不會像失去溫帶海草床那麼糟糕。

但在鯊魚數量下滑、海龜也受到保護的地方,例如加勒比海和印尼,若是這些爬行動物開始過度啃食海草,就可能會抑制減緩全球氣候變遷的努力,主持猶他州立大學水生生態學與全球變遷實驗室的翠夏.艾特伍(Trisha Atwood)表示。

「過去20年來,我們了解到,像海草床這類的生態系,其實是全世界最棒的碳儲存之一。」艾特伍說:「它們吸納碳的速度比任何陸域森林都快很多。」

以2012年的研究為基礎,在2015年,艾特伍發現鯊魚灣的虎鯊也會讓植食動物不去擾動溫帶海草底下儲滿了碳的沉積物。

「我不是在建議不要保護海龜,」她說:「我們建議的是,你需要保護鯊魚,這樣牠們就能協助調控海龜的啃食。」

從極端氣候中復元

鯊魚灣同時也提供了一種洞見,讓我們看到鯊魚如何讓生態系在面對氣候變遷時,展現出更大的彈性。

2011年,有一波極端海洋熱浪衝擊了鯊魚灣,摧毀了這片區域內約90%的溫帶海草,剩下的也格外脆弱。知道海草會需要足夠時間才能恢復,研究人員也好好地掌握了這個研究機會。

「我們想知道,若鯊魚灣裡的虎鯊全消失了,究竟會發生什麼狀況。」諾威奇說:「儒艮會進來,完成熱浪開了頭的工作嗎?」

諾威奇與同事把鯊魚灣的海草床分割成格狀區塊,並模擬在有鯊魚跟沒有鯊魚的狀況下這些地方會有什麼發展。他們發現,沒有虎鯊保護的海草床會失控成長,直到崩潰。同時,有虎鯊巡遊的區域,則比較穩定,因為鯊魚為海草提供了更多復元的時間。

這項研究顯示,虎鯊是鯊魚灣真正的關鍵種,諾威奇說──在其他的地方應該也是。

「這大大提醒了我們,有健全的大型鯊魚族群,對生態系的穩定可能是很重要的。」這項研究的共同作者海特豪斯說:「在生態系遭到更多重擊的時候,我們會比較希望能仰賴有完整獵食者族群的那一邊,而不是只能祈禱生態系平安度過。」

維持整體結構

鯊魚灣提供了一個機會,讓我們一瞥身為掠食者的鯊魚所能扮演的重要角色,但海特豪斯說,現在的問題是,這個模式該如何運用在世界各地。「你不能只是研究鯊魚本身,你需要研究生態系的所有層面。」

海特豪斯說,像是會游到淡水區域的低鰭真鯊(bull shark,又稱公牛鯊)幼鯊,就會把重要的養分帶到佛羅里達大沼澤的上游──但牠們注入的這股養分會產生多少影響,仍有待觀察。

諾維奇把生態系中的鯊魚多樣性類比作橋梁的支撐物,每失去一個物種,就是砍斷另一根維持住整體結構的柱子。

「問題在於我們不知道什麼時候才會導致崩潰。」他說。但對於像鯊魚這樣的掠食者,「我們需要多加留意──因為若是失去牠們,我們也將失去更多。」

 

延伸閱讀:首度拍到的照片顯示:這條鯊魚曾大戰深海巨型烏賊 / 這些鯊魚不但會走路,演化速度也很快!

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