变暖的水域可能使鲨鱼变成“右撇子”——并且更致命

新的发现揭示了海洋温度升高如何促进鲨鱼的思考能力,可能扰乱食物链

杰克逊港鲨鱼的嘴部。

众所周知,海洋温度升高和酸化正在改变鱼类的生长和繁殖方式——而现在研究表明,这些气候变化的副作用也可能改变鱼类的思考和行为方式。

最近的一项研究发现,如果气候变化以目前的速度持续下去,杰克逊港鲨鱼在预计到本世纪末将普遍存在的那种温度下孵化时,会变成“右撇子”。一些科学家认为,这种转变可能导致行为改变,从而打破海洋生态系统的平衡。

“撇子”是侧向性的一种体现——即大脑一侧倾向于接管特定任务。人们认为,这种责任分工有助于人类和许多其他动物腾出大脑空间来处理其他任务,至少部分是通过自动化某些可以提高生存效率的行为来实现的。例如,默认偏好于朝某个方向游泳有助于鱼类形成鱼群并找到食物。尽管全球变暖可能对大量鲨鱼产生负面影响,但侧向性提供的认知提升可能会使幸存者变成更敏锐、学习更快的捕食者。“侧向性可能使鲨鱼更有效地处理信息,即使它们的大脑更小或发育不良,”悉尼麦考瑞大学的行为生态学家、主要作者卡塔琳娜·维拉·波卡说。


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维拉·波卡和同事在比当今澳大利亚东部栖息地平均最高温度高 3 摄氏度的海水中孵化了杰克逊港鲨鱼卵。这模拟了对本世纪末的预测上限,如果温室气体排放量继续以目前的速度增长,届时海洋预计将升高 1 到 3 摄氏度。在这些鲨鱼孵化一个月后(只有约 60% 的鲨鱼在胚胎阶段存活下来),研究人员将幸存者放入 Y 型迷宫中并评估了它们的转向偏好。大多数鲨鱼倾向于向右转。在对照组中,在当前自然环境的平均最高温度下孵化的鲨鱼没有表现出偏好。维拉·波卡和同事在今年早些时候的《对称》杂志上报告了这些发现。

鲨鱼胚胎可能需要长达 10 个月的时间才能发育,这使得它们容易受到高水温和其他环境变化的影响——众所周知,这些变化会扰乱身体生长。维拉·波卡指出,炎热的条件会加速新陈代谢,导致胚胎过快消耗完卵黄储备并过早孵化。为了在削减成本和维持功能之间取得平衡,一些组织和身体部位可能会受到损害以节省能量。“脑组织在代谢上是昂贵的,因此如果胚胎没有足够的时间正常发育,这将是第一个受到影响的,”她说。

为了应对这种高温阻碍,幸存胚胎的大脑变得更加侧向化——显然是为了使某些行为自动化,以便从这些较小的大脑中挤出更多的认知能力。例如,这可能使鲨鱼在捕猎时更好地观察威胁或更多地了解周围环境,或者在寻找配偶时扫描周围环境以寻找竞争对手。

尽管认知优势可能有助于幸存的鲨鱼适应未来几十年变暖的海洋,但由此产生的变化可能对鲨鱼主导的海洋生态系统有害。这是因为鲨鱼通过控制猎物数量来帮助维持海洋栖息地的平衡,确保海洋生物多样性的繁荣。如果侧向性改变了它们捕获猎物和感知环境的方式,这些变化可能会向下蔓延到食物网中。对于面临自身气候变化问题(例如海洋酸化,这也影响其他鱼类的撇子)的较小或竞争鱼类来说,更聪明的鲨鱼可能会使情况变得更糟。

瑞典哥德堡大学的生态生理学家莱昂·格林·埃克林说,这项研究是了解本世纪末温度可能如何影响鲨鱼认知的重要第一步,他没有参与这项新工作。他指出,鲨鱼“在气候变化研究中代表性不足,尽管它们对生态系统健康至关重要”。但为了更好地了解侧向性如何在不同情况下影响鲨鱼的行为,他说他们需要在竞争场景中进行测试。“行为转变可能是对环境变化的有益反应,”他补充说,“或者它可能仅仅是脑损伤。”

维拉·波卡认为,了解气候变化如何塑造动物行为非常重要,因为它可以揭示它们可能适应快速变化环境的意想不到的方式。“关注侧向性可以帮助我们了解大脑发育及其对行为的影响,”她说。“为了构建完整的图景,我们需要调查气候变化可能如何影响其他行为特征,例如逃生反应和学习能力。”

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