海龟“失踪的岁月”首次绘制跨大西洋之旅

研究人员的坚持不懈,以及一位美甲师的建议,促成了无线电标签的诞生,这些标签可以跟踪大西洋的小海龟,而不会妨碍它们

刚孵化时,海龟会在夜幕的掩护下,从沙滩上的巢穴直线奔向开阔的海洋。这些海龟将在大约十年后返回同一片海滩,那时它们已经长大了10倍:出生时仅比一片意大利辣香肠大一点,而到达时则有大号披萨那么大。这段时间被海洋生物学家称为海龟的“失踪的岁月”。在这几年中,幼龟究竟是如何度过的,它们又是如何生存下来的,几十年来一直是个谜。现在,研究人员借鉴了一位美甲师的建议,已经确定海龟的去向与他们之前认为的并不完全一致,并且对它们的生长有了新的线索。

对海龟行为的这一新发现,源于科学家们克服了一个技术难题:如何将卫星跟踪标签附着到非常幼小、快速生长的海龟身上。一个位于佛罗里达的研究团队现在已经绘制出这些爬行动物在旅程第一长段的旅行地图,他们在3月5日发表在《英国皇家学会学报B》上。

对于在佛罗里达海滩孵化的红海龟来说,科学家们对其在大西洋的航行有一些大致的了解。有时会发现幼龟漂浮在马尾藻海藻垫中,它们以此为食并作为庇护所。半大的样本出现在亚速尔群岛上,这是一个位于葡萄牙海岸约1500公里远的孤立群岛,距离它们在佛罗里达州的出生地超过4800公里。在其他研究中,研究人员曾尝试在海龟旅程的前几个小时跟随它们游泳,或者附着笨重的无线电标签,但这最终会阻碍小海龟的活动。“现有的技术无法让我们安全地追踪这些小海龟,”中佛罗里达大学的海洋生物学家凯特·曼斯菲尔德说,但随着技术的进步,标签变得越来越小。曼斯菲尔德团队选择的型号重量不到几个镍币,这要归功于一个微小的太阳能电池板,它取代了沉重的电池。它是为鸟类开发的,曼斯菲尔德认为它可能也适用于幼龟。


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问题是如何找到一种附着标签的方法。一种名为 Sonic Weld 的环氧树脂会形成非常坚固的结合,并且在成年海龟身上效果良好,但幼年红海龟生长速度太快,以至于环氧树脂安装座在几周后就会使它们的甲壳变形。该团队尝试了类似小型连体泳衣的背带,由有弹性的莱卡制成。这些也会使海龟的甲壳变形,因此研究人员设计了带有魔术贴或可溶性缝合线的背带,希望这些泳衣最终会脱落——但在实验室测试中,它们从未脱落。

曼斯菲尔德和她的合作者珍妮特·怀恩肯确实提出了一种灵活的附着方式,可以适应海龟的生长,这种方式使用了硅胶和由潜水服材料制成的垫子,但由于海龟会从它们的甲壳上脱落一层薄薄的角蛋白,标签会在一两周后脱落。“我们意识到海龟的甲壳和我们的指甲一样,”曼斯菲尔德回忆说,因此他们打电话给怀恩肯的美甲师(在2012年描述该附着方式的论文的致谢中提到了她的名字)。她建议使用丙烯酸清漆底油,它可以将标签固定几个月。

经过一系列测试,确认这些标签不会干扰海龟的进食或游泳——并且由于它们是为陆生生物设计的,因此还确保了它们的适航性——曼斯菲尔德的团队放生了17只年龄在3到9个月之间的海龟。(这些标签对于最小的幼龟来说仍然不够小,无法佩戴。)他们将海龟放入漂浮在佛罗里达附近墨西哥湾暖流中的马尾藻垫中,这是北大西洋环流的一部分,它顺时针向上流动到美国海岸,最终经过亚速尔群岛。“根据长期的假设,我们预计海龟将留在外环流中,并向亚速尔群岛方向前进,”曼斯菲尔德说。“然而,许多海龟脱离了这些外环流,进入了环流中心和马尾藻海,”即环流中心马尾藻海藻聚集的区域。海龟的移动速度也比预测的要快:它们在三周内到达了北卡罗来纳州附近的水域,并且可以在不到一年的时间内轻松到达亚速尔群岛。这个总体时间框架与之前基于被动漂流的估计一致,但考虑到海龟的多次绕道,它们的速度令人印象深刻。“它们并非简单地从A点移动到B点,”曼斯菲尔德强调说。

此外,标签的温度传感器始终读取的温度比海龟所在当地的水温高出几度。这种差异意味着海藻垫可能使这些冷血爬行动物保持温暖,这反过来有助于它们的生长。乘坐海藻垫可能对导航也很有用:除了检测磁场外,海龟还可以识别泥土的气味,从而识别陆地。

斯特拉图斯咨询公司和杜克大学的海洋生物学家布莱恩·华莱士没有参与这项研究,他说这项研究很可能会被认为是海龟生物学领域的一篇开创性论文。*“他们不仅仅停留在地图上标记路线并展示海龟的去向,”他说,“而是真正地将它们去那里的原因置于上下文中”——从海龟大迁徙的宏观图景到它们在海藻垫中发现的微气候。曼斯菲尔德的团队现在正试图扩展他们的技术来研究其他类型的海龟。

*更正(2014年3月7日):此句在发布后进行了编辑,以更正布莱恩·华莱士的从属关系。  

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