在巴布亚新几内亚的金贝岛附近,一块微小的珊瑚礁点亮了蔚蓝的海水。尽管面积很小,仅有0.3平方公里(0.11平方英里),但这片珊瑚礁却孕育着丰富的橙色小丑鱼和流浪蝴蝶鱼种群。这两种鱼在外观和繁殖策略上都截然不同。小丑鱼喜欢将卵产在父母守护的裸露岩石上,而蝴蝶鱼则直接将卵子和精子释放到水中,随波逐流。然而,这两种鱼的幼鱼最终都会进入公海,在那里它们从幼虫成长为幼鱼。这些幼鱼最终在哪里度过成年生活一直是一个科学谜团,但通过标记每种鱼的幼虫,研究人员发现了它们在这个世界角落的行为方式。他们的研究表明,大多数鱼类都会回到它们出生的地方——这让人寄希望于那些没有返回的幼鱼可能有助于海洋保护区重新populate周围未受保护的区域。
海洋生物学家、澳大利亚昆士兰州詹姆斯库克大学的格伦·阿尔马尼和他的同事于2004年12月在珊瑚礁上捕获了这两种鱼的成年雌鱼,然后给它们注射了一种稀有的同位素,即通常有毒的碱金属钡(137Ba)。阿尔马尼解释说:“这种同位素从雌鱼传递到她正在发育的卵子,然后融入幼虫的骨骼中。由于这种同位素在自然界中非常稀有,因此它在幼虫中的存在提供了一个非常有效的标记。”
每条同位素标记鱼的幼虫都正常发育。(之前的实验表明,137Ba对鱼类以及任何可能捕获并食用它们的人类都是无害的。)小丑鱼的鱼苗在大海中度过了大约11天,而蝴蝶鱼的鱼苗则度过了一个多月。然后在2005年2月,研究人员返回珊瑚礁,采集了15条幼年小丑鱼和77条幼年蝴蝶鱼。通过检查鱼类耳骨中的137Ba,研究人员可以确定它们的母亲是否也是金贝礁的居民。
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在采集的小丑鱼中,有9条携带了钡同位素,蝴蝶鱼中有8条。换句话说,根据Science杂志上的论文,60%的小丑鱼和蝴蝶鱼(在缩放以反映其更大数量后)被证明是来自金贝礁的母亲的后代。阿尔马尼说:“由于我们研究的珊瑚礁相对较小,因此我们能够对最近完成幼虫阶段的任何幼鱼进行广泛搜索。我们认为,在试验结束时捕获的幼鱼数量足以让我们对回家比例的估计有高度的信心。”
这一发现表明,大多数鱼类确实会返回家园,但也有相当一部分会迁移到其他珊瑚礁。阿尔马尼指出:“离我们工作的岛屿最近的珊瑚礁有10公里([6.2英里])远,这意味着这些幼鱼在幼虫阶段至少游了这么远才到达该岛屿。因此,虽然岛屿珊瑚礁产生的一些幼虫显然回到了同一个珊瑚礁,但其他幼虫可能游得更远,进入了不同的种群。”
澳大利亚海洋科学研究所的研究科学家埃里克·沃兰斯基说,自我播种和连通性的想法使这项研究变得有趣。这也为受保护的珊瑚礁可能能够恢复其周围未受保护的同类提供了希望——这对保护和渔业来说都是好消息。阿尔马尼说:“我们的研究表明,海洋保护区内的种群既可以通过它们产生的一些幼虫的返回来维持自身,也可以产生超出保护区边界并进入其他种群的幼虫。[这]可能有助于重建和维持这些非海洋保护区种群。”