海藻標本能解釋沙丁魚(yú)的繁盛和衰退過(guò)程

在20世紀三四十年代，加利福尼亞州沿線(xiàn)的海岸擠滿(mǎn)了沙丁魚(yú)。但是到1945年，一切突然發(fā)生了改變。在接下來(lái)的幾個(gè)季度中，沙丁魚(yú)的平均捕撈量從234000噸下降到了24000噸。相關(guān)的漁業(yè)也完蛋了。

隨后，科學(xué)家在幾十年間一直都在猜測造成這次劇變的原因，但是他們一直缺乏相關(guān)數據，無(wú)法驗證自己的假設。如今，科學(xué)家終于找到了一個(gè)很顯著(zhù)的因素：海洋上涌循環(huán)。這個(gè)概念認為，在美國西海岸的海洋中，海底深處富含營(yíng)養的水體上涌，抵達海面表層缺乏營(yíng)養的水體中，為這里補充了豐富的食物來(lái)源。而發(fā)現這個(gè)因素的關(guān)鍵就在于植物標本館，這里儲存了來(lái)自美國各地的海藻標本。

圖片來(lái)源：Pixabay

蒙特雷灣水族館的首席科學(xué)家凱爾·范豪騰（Kyle Van Houtan，這篇論文的通訊作者）說(shuō)：“植物一直都靜靜地待在那里，記錄著(zhù)海洋當時(shí)的狀態(tài)。如果我們能分析來(lái)自各大自然類(lèi)博物館的標本，就能從這些植物的組織中反推當時(shí)的生態(tài)環(huán)境?！毕嚓P(guān)論文于今年6月發(fā)表于《英國皇家學(xué)會(huì )會(huì )刊B》（Proceedings of the Royal Society B）。

范豪騰和很多科學(xué)家都曾提出，上涌過(guò)程在沙丁魚(yú)的繁盛和衰退過(guò)程中起到了重要作用，但在1946年以后，科學(xué)家才開(kāi)始監測這個(gè)過(guò)程。范豪騰意識到，很多博物館中保存了比這個(gè)時(shí)間節點(diǎn)更古老的海藻標本，它們或許能填補這個(gè)空白。這個(gè)過(guò)程就像科學(xué)家利用冰芯恢復古代二氧化碳水平一樣，即便科學(xué)家還沒(méi)開(kāi)始收集二氧化碳，也能反推出很早以前的數據。

圖片來(lái)源：Pixabay

要開(kāi)展這項研究，還需要知道一個(gè)非常重要的信息。在蒙特雷灣的深部水體中，氮的一種同位素含量更高。這種同位素比常規的氮多了一個(gè)中子，因此也更重。隨后，科學(xué)家分析了現在的海藻。他們發(fā)現，當海藻中氮的這種同位素增加時(shí)，確實(shí)伴隨著(zhù)海洋上涌的過(guò)程。在此基礎上，科學(xué)家分析了在1878年以來(lái)，收集自蒙特雷灣的70多份紅藻樣本。結果顯示，上涌現象呈現出逐漸增強然后突然減弱的趨勢，這與當時(shí)沙丁魚(yú)數量逐步增加和迅速衰減的趨勢一致。范豪騰表示：“上涌的衰退和沙丁魚(yú)數量的衰退，表現出了驚人的一致性?！?/p>

洛倫·麥克萊納奇（Loren McClenachan，并未參與這項研究）是美國科爾比學(xué)院的海洋生態(tài)學(xué)家，她表示：“這項研究非常棒，用一種極具創(chuàng )意的方法研究了過(guò)往歷史中的生態(tài)學(xué)。在全世界范圍內，還有成千上萬(wàn)的類(lèi)似標本。如果都用這種方法深入研究，或許會(huì )讓我們更深入地了解在長(cháng)尺度上的海洋變化?！?/p>

撰文：蕾切爾·努維爾（Rachel Nuwer）

翻譯：杜永航

文章來(lái)源：環(huán)球科學(xué)


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