海藻標本能解釋沙丁魚的繁盛和衰退過程

在20世紀三四十年代，加利福尼亞州沿線的海岸擠滿了沙丁魚。但是到1945年，一切突然發(fā)生了改變。在接下來的幾個季度中，沙丁魚的平均捕撈量從234000噸下降到了24000噸。相關的漁業(yè)也完蛋了。

隨后，科學家在幾十年間一直都在猜測造成這次劇變的原因，但是他們一直缺乏相關數據，無法驗證自己的假設。如今，科學家終于找到了一個很顯著的因素：海洋上涌循環(huán)。這個概念認為，在美國西海岸的海洋中，海底深處富含營養(yǎng)的水體上涌，抵達海面表層缺乏營養(yǎng)的水體中，為這里補充了豐富的食物來源。而發(fā)現這個因素的關鍵就在于植物標本館，這里儲存了來自美國各地的海藻標本。

圖片來源：Pixabay

蒙特雷灣水族館的首席科學家凱爾·范豪騰（Kyle Van Houtan，這篇論文的通訊作者）說：“植物一直都靜靜地待在那里，記錄著海洋當時的狀態(tài)。如果我們能分析來自各大自然類博物館的標本，就能從這些植物的組織中反推當時的生態(tài)環(huán)境?！毕嚓P論文于今年6月發(fā)表于《英國皇家學會會刊B》（Proceedings of the Royal Society B）。

范豪騰和很多科學家都曾提出，上涌過程在沙丁魚的繁盛和衰退過程中起到了重要作用，但在1946年以后，科學家才開始監(jiān)測這個過程。范豪騰意識到，很多博物館中保存了比這個時間節(jié)點更古老的海藻標本，它們或許能填補這個空白。這個過程就像科學家利用冰芯恢復古代二氧化碳水平一樣，即便科學家還沒開始收集二氧化碳，也能反推出很早以前的數據。

圖片來源：Pixabay

要開展這項研究，還需要知道一個非常重要的信息。在蒙特雷灣的深部水體中，氮的一種同位素含量更高。這種同位素比常規(guī)的氮多了一個中子，因此也更重。隨后，科學家分析了現在的海藻。他們發(fā)現，當海藻中氮的這種同位素增加時，確實伴隨著海洋上涌的過程。在此基礎上，科學家分析了在1878年以來，收集自蒙特雷灣的70多份紅藻樣本。結果顯示，上涌現象呈現出逐漸增強然后突然減弱的趨勢，這與當時沙丁魚數量逐步增加和迅速衰減的趨勢一致。范豪騰表示：“上涌的衰退和沙丁魚數量的衰退，表現出了驚人的一致性?！?/p>

洛倫·麥克萊納奇（Loren McClenachan，并未參與這項研究）是美國科爾比學院的海洋生態(tài)學家，她表示：“這項研究非常棒，用一種極具創(chuàng)意的方法研究了過往歷史中的生態(tài)學。在全世界范圍內，還有成千上萬的類似標本。如果都用這種方法深入研究，或許會讓我們更深入地了解在長尺度上的海洋變化?！?/p>

撰文：蕾切爾·努維爾（Rachel Nuwer）

翻譯：杜永航

文章來源：環(huán)球科學


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