河豚求偶解释神秘的水下圆圈

为了吸引配偶,一种新发现的河豚会制造几何图案,包括呈放射状排列的脊和谷,并用贝壳碎片装饰

1995年,潜水员在日本近海的海底发现了一种美丽而奇怪的圆形图案,此后不久,附近又发现了更多的圆圈。有人将这些地貌比作“水下麦田怪圈”。这些几何形状神秘地出现又消失,十多年来,没有人知道它们是如何形成的。

最终,这些非凡地貌的创造者被找到了:一种新发现的河豚。进一步的研究表明,这些小河豚制造这些华丽的圆圈是为了吸引配偶。雄性会费力地拍打它们的鳍,在海底游动,从而扰动沉积物,形成令人惊叹的圆形图案。虽然这些鱼只有大约 12 厘米(5 英寸)长,但它们制造的地貌直径约为 2 米(7 英尺)。

日本千叶县自然历史博物馆海岸分馆馆长川濑博志表示,当圆圈完成后,雌性会前来检查。如果她们喜欢她们所看到的,她们就会与雄性繁殖。但没有人确切知道雌性在这些圆圈中寻找什么,或者她们觉得哪些特征是令人满意的,川濑告诉 LiveScience。[观看河豚制造海底圆圈的视频]


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独特的圆圈

河豚的交配包括雌性在圆圈中心的细沉积物中产卵,然后雄性在体外使它们受精。然后,雌性会消失,而雄性则会再停留六天,可能是在保护卵,该研究指出。

众所周知,某些慈鲷(一种)的雄性会建造陨石坑状的土堆,雌性会访问这些土堆以使卵受精,川濑说。例如,德克萨斯大学奥斯汀分校的研究员亚历克斯·乔丹说,非洲坦噶尼喀湖的雄性羽鳍慈鲷会用沙子建造小碗,并在那里交配前向雌性展示,他没有参与这项研究。

但是,这种新的河豚的几何图案具有以前从未见过的三个特征。首先,它们在巢穴地点外有呈放射状排列的脊和谷。其次,雄性会用贝壳碎片装饰这些脊。第三,雄性会收集细沉积物,使形成的结构具有独特的外观和颜色,川濑说。[照片:河豚制造海底圆圈进行交配]

奇怪的是,雄性使用圆形图案本身来“收集”细沉积物,川濑说。使用这些圆圈的半尺寸模型进行的流体动力学测试发现,圆圈的上游部分将水和细沉积物漏斗到中心。然后,下游的峰和谷将水漏斗到外部。该研究指出,在产卵的中心,水的速度减慢了近 25%。

海洋的园丁鸟?

河豚大约需要七到九天才能建造这些圆圈。雄性河豚不会维护这些地貌,水下洋流会相对较快地将它们冲走。川濑说,他们很可能会放弃他们旧的地貌,因为这些圆圈耗尽了该区域的细沉积物,因此必须在有新鲜沉积物的区域重新建造。

当乔丹第一次听说这些圆圈时,他猜测会是一条更大的鱼制造的。如此小的动物制造如此大的结构这一事实“非常酷,并表明这种尺寸存在一些潜在的生物学原因,例如深度能见度差,或者个体之间的距离意味着雄性必须制造大型巢穴才能被雌性发现,”他告诉 LiveScience。

描述河豚地貌的研究于 7 月发表在《科学报告》杂志上。“这是一项很好的干净的研究,因为它为这个问题提供了一个明确的答案,这在生物学中非常罕见,”乔丹说。

这些地貌与所谓的“凉亭”非常相似——由各种动物(如园丁鸟)建造的展示场所,它们在交配前会在那里炫耀自己的本事。在这种情况下,这些地貌可能仅仅是为了收集细沉积物,雌性可以使用这些沉积物来选择它们的配偶,乔丹说。

但是在测试这个想法之前,没有人会知道。“我唯一需要注意的是,没有证据表明雌性除了细沙之外还关心其他任何东西,即使那样也是牵强的,”乔丹说。“美丽的线条和结构可能只是为了将这些颗粒输送到中心,而没有美学目的。”

尽管乔丹说他不认为情况是这样,但细沉积物对雌性很重要这一观点将是“在生物学上有趣的,因为它表明功能比外观更重要,”他说。

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Douglas Main is an independent journalist who covers environmental issues, the natural world and a range of other scientific topics. His writing has appeared in the New York Times, the Atlantic, MIT Technology Review, Hakai Magazine and other publications. Until recently, he was a senior writer and editor at National Geographic. Follow him on X (formerly Twitter) at @douglas_main.

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