构成巨大、绚丽夺目的珊瑚礁的基础可能是一群小到几乎看不见的鱼类。
新的研究表明,一群被称为隐底鱼的鱼类物种是滋养珊瑚礁生态系统的燃料。西蒙弗雷泽大学海洋生态学博士后研究员、研究负责人西蒙·布兰德尔说,大多数隐底鱼每条的重量只有几分之一克——但它们占每年珊瑚礁上消耗的所有鱼肉的一半以上。数百万人类依靠较大的珊瑚礁鱼类为食,但珊瑚礁生态系统如何在植物营养物质匮乏的热带海洋中维持如此丰富的物种,一直是一个长期存在的谜团,而这项新研究可能有助于解释这个问题。
“事实上,我们科学家对珊瑚礁生态系统的了解如此之少,这令人沮丧,”不列颠哥伦比亚省维多利亚大学的海洋生态学家朱莉娅·鲍姆说,她没有参与这项新研究。
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布兰德尔开始怀疑隐底鱼是珊瑚系统丰富性的关键,当时他正在梳理数十年关于新孵化的幼鱼的数据,这些幼鱼在珊瑚礁外围游荡。布兰德尔注意到,在全球珊瑚礁周围约五公里范围内,大约三分之二到四分之三的幼鱼属于隐底鱼物种。
这些鱼最多长到几厘米长,生活在海底附近或珊瑚礁岩石和珊瑚的缝隙中。世界自然基金会海洋保护科学主任加比·艾哈迈迪亚说,即使是经验丰富的潜水员也常常注意不到它们,她也没有参与这项新研究。
但布兰德尔和他的团队发现,微小的隐底鱼具有极高的生产力——它们可以在很短的时间内大量繁殖。大多数珊瑚礁鱼类幼虫的生命开始于前往遥远的公海,这种旅行使它们能够分散到新的珊瑚礁,但死亡率很高。隐底鱼有不同的策略:首先,许多物种竭尽全力保护它们的卵,将它们含在嘴里或鳍附近的特殊囊袋中,这提高了存活到孵化阶段的卵的比例。然后,幼虫在发育的最初几周内会待在离它们孵化的珊瑚礁较近的地方,避免成为公海鱼类的午餐。但是当它们成年后,它们会回到家,在那里它们中的大多数很快被其他珊瑚礁居民吃掉(但很快会被新的幼虫取代)。
布兰德尔和他的同事在周四发表在《科学》杂志上的一项研究中报告称,尽管隐底鱼在任何特定时刻仅占珊瑚礁总生物量的约 2%,但它们占每年珊瑚礁内消耗的鱼类生物量的 57%。本质上,这些快速繁殖者为它们的珊瑚礁同伴提供了持续不断的卡路里来源。
其他科学家 ранее 提出,微小的隐底鱼可能在珊瑚礁食物网中很重要。但加州大学圣克鲁兹分校生态学和进化生物学教授贾科莫·伯纳迪说,这些鱼很容易被忽视,因为它们太小且难以研究。“这是一篇非常令人印象深刻的论文,”他评价这项他没有参与的新工作。“这将是一篇非常重要的论文。”
密歇根大学海洋生态学家雅各布·阿尔盖尔说,量化珊瑚礁食物网的组成部分确实很困难,但对于理解珊瑚礁动态至关重要,他没有参与这项研究。然而,他说这项新研究让他对隐底鱼对鱼类总产量的总体贡献感到好奇。他说,这些鱼类可能在珊瑚礁食物网的基础中非常重要——然而,他补充说,其他潜在的食物来源,如小型无脊椎动物,可能同样至关重要,并且同样具有研究挑战性。
新的研究还引发了关于海洋变暖和酸化对珊瑚礁健康的影响的问题。伯纳迪说,隐底鱼体型小和生活习性隐蔽的一个潜在缺点是,可能难以发现它们种群中可能反过来影响更大珊瑚礁生态系统的问题。鲍姆指出,此外,这些鱼类的活动范围有限可能意味着,随着海洋升温,它们几乎没有机会迁移到较凉爽的区域。
然而,隐底鱼物种的庞大数量——估计有 4,000 种,其中许多尚未被科学界所知——可能为在变化的环境条件下提供一定的恢复力带来希望。一项关于大堡礁一部分的2012 年研究发现,在 1998 年发生重大珊瑚白化事件 10 年后,与白化事件发生前相比,隐底鱼种群的组合发生了变化——但优势物种在生态系统中仍然发挥着与其前辈相似的作用。艾哈迈迪亚说,对其他珊瑚礁环境扰动的研究将有助于阐明隐底鱼在珊瑚从此类事件中恢复过程中所起的作用。
布兰德尔说,一个紧迫的担忧是,许多隐底鱼栖息在极其复杂的分枝珊瑚中,而这些珊瑚往往是首批遭受人类环境压力的珊瑚。“如果珊瑚礁实际上正像现在看起来那样迅速变化,”他说,“失去这种复杂性可能对许多这些物种来说是一个非常沉重的打击。”