想弄清楚地球上最龐大的動(dòng)物有多能吃，并不是一件容易的事。
一道巨大的藍色身影在水面下游動(dòng)，突然，一個(gè)龐然大物頂破水面，張開(kāi)仿佛垂著(zhù)流蘇的巨口，將數十噸的海水裹入嘴里。不過(guò)，它對海水可沒(méi)有太大的興趣，很快便把海水吐了出來(lái)，接著(zhù)享用留在嘴里的幾百公斤磷蝦。
鯨是地球上最大的一類(lèi)動(dòng)物，其中的藍鯨更可能是地球上有史以來(lái)最龐大的巨獸。我們通常所說(shuō)的“鯨”，包含了須鯨（Mysticeti，須鯨亞目）和齒鯨（Odontoceti，齒鯨亞目）。顧名思義，齒鯨具有牙齒，而現生的須鯨則沒(méi)有牙齒，它們依靠嘴里的鯨須（baleen）來(lái)進(jìn)行濾食。
鯨須是由一片片鯨須板（baleen plate）排列構成的梳狀結構，每片鯨須板可長(cháng)達數米。許多須鯨在下頜至腹部之間有喉褶（throat groove），這一結構可以讓鯨的口腔容積擴大到正常狀態(tài)下的4倍。須鯨在進(jìn)食時(shí)，先張口吞入大量含有食物（通常是磷蝦、橈足類(lèi)動(dòng)物、魚(yú)等）的海水，再將海水擠出，鯨須便會(huì )像篩子一樣把食物擋住留在嘴里。
許多須鯨都是有名的海中巨無(wú)霸，包括藍鯨、座頭鯨、露脊鯨、弓頭鯨等等。不過(guò)，有一個(gè)非?；?、看似簡(jiǎn)單的問(wèn)題，卻一直困擾著(zhù)生物學(xué)家：這些龐然大物，到底有多能吃？
科學(xué)家并不是沒(méi)有嘗試過(guò)回答這個(gè)問(wèn)題。但是，鯨的體型過(guò)于龐大，很難人為飼養幾條來(lái)觀(guān)察食量。而且它們生活在水中，想要直接觀(guān)察到它們吃了多少食物也很困難。所以在過(guò)去，科學(xué)家往往只有兩種選擇：一是根據死亡的個(gè)體的胃內容物來(lái)估計食量；二是用動(dòng)物的代謝模型外推鯨的代謝率，進(jìn)而估算食量，不過(guò)這些模型都是根據體型比鯨小幾個(gè)數量級的動(dòng)物構建的。顯然，這些方法得出的結果都不太可靠。
在美國加利福尼亞州西部的蒙特雷灣（Monterey Bay），3名科學(xué)家正站在一艘充氣艇上，手中攥著(zhù)天線(xiàn)，略顯緊張地等待著(zhù)什么。突然，蜂鳴聲響起——這意味著(zhù)他們收到了藍鯨身上的追蹤器發(fā)出的無(wú)線(xiàn)電信號，船長(cháng)立即加速，循著(zhù)頻率逐漸加快的蜂鳴聲，希望找到即將浮出水面的巨獸。他們必須要在它再次遁入深海之前趕到，否則就要再等上10分鐘。
從2010年起，這支由幾十名科學(xué)家組成的團隊，就在太平洋、大西洋和南大洋追尋著(zhù)鯨的蹤跡。出海時(shí)，他們通常會(huì )組建一支小型“艦隊”，除了小型的充氣艇外，還會(huì )有大型科考船，船上的研究人員負責觀(guān)察和指引。
如果一切正常，小艇上的科學(xué)家會(huì )趁著(zhù)鯨上浮的片刻，伸出6米長(cháng)的碳纖維桿，把吸附式的追蹤器“貼”到鯨身上。追蹤器上搭載了相機、麥克風(fēng)、GPS、加速度計等多種設備，科學(xué)家可以用它來(lái)追蹤鯨的運動(dòng)軌跡和分析它們的進(jìn)食頻率。與此同時(shí)，大船上的研究人員要遙控無(wú)人機對鯨進(jìn)行航拍，以測量體長(cháng)、估算體重和每次吞入的海水體積，并利用聲吶探測，推算出海水中的食物密度。
南露脊鯨（圖片來(lái)源：Micha?l CATANZARITI/Wikimedia Commons；License：CC-BY-SA 3.0）
到2019年為止，研究團隊共標記了321頭須鯨，涵蓋7個(gè)物種（現存的須鯨一共只有14種），并估算出了這些巨獸的胃口到底有多大。讓他們沒(méi)想到的是，以前的科學(xué)家嚴重低估了大型須鯨的食量，在有些海域，新的估算結果甚至達到過(guò)去認知的3倍。
比如，2008年發(fā)表的一項研究估計，加利福尼亞洋流生態(tài)系統中所有的鯨每年要消耗200多萬(wàn)噸食物。然而這次研究團隊得出的結果是，這一海域任何一個(gè)藍鯨、長(cháng)須鯨或座頭鯨種群，每年都能消耗超過(guò)200萬(wàn)噸食物。他們還發(fā)現，在覓食季里（根據鯨的活動(dòng)，可以將一年分為覓食季和繁殖季），北大西洋東部海域的一頭成年藍鯨每天可以吃掉16噸磷蝦，一年要消耗約1500~2000噸磷蝦，遠超出之前估算的一年500噸左右的食量。事實(shí)上，過(guò)去學(xué)界的共識是，須鯨每日消耗的食物量不超過(guò)自身體重的5%，但這次的研究結果表明，這個(gè)比例可能能達到5%~30%。
吃得越多，排得越多。在陸地上，動(dòng)物糞便可以作為有機肥料；而在海洋里，鯨的排泄可謂潤澤四方。在覓食時(shí)，鯨會(huì )在不同深度之間穿梭游動(dòng)，大量吞入、濾出海水并排出糞便，就像一個(gè)大型攪拌器一樣，促進(jìn)了底層和表層海水的混合和營(yíng)養物質(zhì)交換。
在鯨的糞便中，有一種營(yíng)養物質(zhì)引起了科學(xué)家的特別關(guān)注——鐵。硅藻等浮游植物可以通過(guò)光合作用制造氧氣，貢獻了大量的初級生產(chǎn)量（由于初級生產(chǎn)者合成有機物，生態(tài)系統中的有機碳總量的增加值），但這一過(guò)程依賴(lài)于鐵元素。然而在許多海域，可溶性鐵的含量極低，限制了浮游植物生長(cháng)。而在南極周邊的海域，鯨糞中的鐵濃度平均可達145.9mg/kg（在常見(jiàn)的富鐵食物中，雞肝的鐵含量為110mg/kg，牛肉為35mg/kg），是海水中的1000萬(wàn)倍。
由于鯨需要出水換氣，所以它們常常會(huì )在較淺的透光帶（photic zone）排便，這就為海面附近的大型硅藻等浮游植物提供了充足的“肥料”。接下來(lái)，磷蝦會(huì )食用硅藻，從而“回收”表層海水中的鐵。據估計，南大洋的磷蝦體內的鐵，約占該區域海平面下200米以?xún)鹊暮Ｋ需F總量的24%。而磷蝦是許多須鯨的主要食物來(lái)源之一，鯨把它們吃掉之后再排便，就實(shí)現了鐵元素的循環(huán)。
“鯨就像移動(dòng)的磷蝦處理工廠(chǎng)，給海洋'施肥’，提升海洋的生產(chǎn)力。除了鯨以外，很難有物種能夠如此大規模地促進(jìn)營(yíng)養物質(zhì)循環(huán)?！毙卵芯康耐ㄓ嵶髡?、美國斯坦福大學(xué)的海洋生態(tài)學(xué)家馬修·薩沃卡（Matthew Savoca）說(shuō)道。
此外，鯨的糞便和尿液中還含有大量的氮，鯨在不同深度之間的活動(dòng)則可以把深海中的磷帶到淺水，這兩種元素也對生命活動(dòng)至關(guān)重要。如果沒(méi)有鯨，很多營(yíng)養物質(zhì)可能會(huì )沉到海底，使生物豐富的淺海失去重要的營(yíng)養來(lái)源，從而降低整片海洋的總生產(chǎn)力。而且，由于浮游植物的光合作用會(huì )吸收大氣中的二氧化碳，起到儲碳的作用，所以鯨還通過(guò)為浮游植物提供“肥料”，間接地擴大了海洋這個(gè)“碳庫”的儲量。
“我們的結果表明，鯨對全球生態(tài)系統初級生產(chǎn)力和吸收碳排放的貢獻，在量級上也許可以和整個(gè)陸地上的森林生態(tài)系統相當?！泵绹匀粴v史博物館海洋哺乳動(dòng)物標本的負責人尼古拉斯·派恩森（Nicholas Pyenson）這樣說(shuō)道，他是美國自然歷史博物館海洋哺乳動(dòng)物化石的負責人，也是新研究的共同作者之一。
即使是在死后，鯨的尸體也會(huì )繼續滋養海洋——沉到海底的尸體形成了鯨落（whale fall），在海底安靜又緩慢地被分解，為化能合成細菌、無(wú)脊椎動(dòng)物等許多生物提供食物和棲息地。分解的鯨落還可以持續地為海底沉積物提供碳，通?？梢猿掷m2000年以上，可謂是“化作春泥更護花”了。
19世紀后期至20世紀，隨著(zhù)工業(yè)化的發(fā)展和大型捕鯨船的誕生，捕鯨業(yè)給全球的鯨帶來(lái)了厄運。彼時(shí)，鯨脂、鯨須和鯨肉都頗受人們歡迎。據一項研究估計，整個(gè)20世紀，全球有將近290萬(wàn)頭大型鯨（主要是須鯨）被獵殺。須鯨中許多物種的種群規模嚴重縮小，而且至今未恢復到捕鯨業(yè)發(fā)展前的水平。例如，據估計，1900年時(shí)南大洋的藍鯨每年消耗1.67億噸磷蝦，而到了2000年，這個(gè)數字只有60萬(wàn)噸，減少了99.6%。
種群數量的銳減，也讓鯨作為海洋“工程師”的功能受到了損害。如今，南大洋的鯨每年可以循環(huán)利用約1200噸的鐵，然而在捕鯨業(yè)發(fā)展前，這個(gè)數值可達約12 000噸。研究團隊估計，如果能恢復到這一水平，那么南大洋的凈初級生產(chǎn)力（每年的凈初級生產(chǎn)量）可以提高11%。派恩森表示：“如果鯨的種群規?；謴偷?0世紀初期捕鯨業(yè)發(fā)展前的水平，那么海洋生態(tài)系統的功能將在很大程度上得到恢復?！?/p>
1986年，國際捕鯨委員會(huì )（IWC）發(fā)布的《全球禁止捕鯨公約》正式生效，嚴格禁止商業(yè)捕鯨。此后，全球的捕鯨量顯著(zhù)下降。在上世紀60年代的十年間，全球商業(yè)捕鯨活動(dòng)獵殺的大型鯨數量達到了70萬(wàn)頭，但到了90年代時(shí)，已減少到約7000頭。
雖然部分須鯨種群正在恢復，但如今這些海洋巨獸并非“高枕無(wú)憂(yōu)”。表層水溫升高和海水酸化，威脅著(zhù)鯨的食物來(lái)源。除了氣候變化外，船只撞擊、漁具纏繞、海洋污染、聲污染等其他人為因素，也抑制了鯨種群的恢復。
目前，薩沃卡和同事已經(jīng)投入到進(jìn)一步的研究工作中：“我們正在研究，如何利用新發(fā)現來(lái)幫助恢復海洋生態(tài)系統，并讓鯨的數量恢復正常。這些工作有望帶來(lái)多方面的益處，如促進(jìn)生物多樣性保護、漁業(yè)發(fā)展和碳儲存?！?/p>
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