帮助这种坚韧不拔的鲸鱼物种的秘诀在于其基因

艾玛·卡罗尔是奥克兰大学的卢瑟福发现研究员。本文最初发表于《对话》。

经过近十年的全球努力，南露脊鲸的基因组于本周公布，让我们能够更深入地了解南半球鲸鱼种群的历史和恢复情况。

1790 年至 1980 年间，有多达 15 万头南露脊鲸被猎杀。这些捕鲸活动导致全球南露脊鲸数量从大约 10 万头减少到 1920 年的 500 头。一个世纪后，我们估计全球南露脊鲸的数量为 12,000 头。这是一个了不起的保护成功案例，但也面临着新的挑战。

基因组记录了一个物种所面临的不同影响。借助统计模型，我们可以使用基因组信息重建历史种群轨迹以及物种相互作用和分化的模式。

然后，我们可以将这些信息与历史栖息地和气候模式联系起来。回顾过去可以让我们了解物种如何应对未来的变化。对企鹅和北极熊的研究已经证明了这一点。

但我们对于亚南极奥克兰群岛——位于新西兰以南 280 英里的芒格胡卡群岛中繁殖的鲸鱼种群也有了新的和令人惊讶的短期看法。

通过卫星监视鲸鱼

南露脊鲸在新西兰被称为 tohorā，它们曾经在奥特亚罗瓦的南北岛的海湾和水湾过冬，在那里生育和社交。如今，这群鲸鱼的主要繁殖地是亚南极奥克兰群岛的罗斯港。

成年鲸鱼在南半球冬季会在奥克兰岛和坎贝尔岛进行社交活动。这两个亚南极岛屿是国际公认的重要海洋哺乳动物区。

2020 年 8 月，我带领奥克兰大学和考斯隆研究所的探险队前往奥克兰群岛。我们收集了小皮肤样本进行基因和化学分析，并在六只 tohorā 身上放置了卫星标签。这些标签使我们能够跟踪它们迁徙到离岸觅食地的过程。

托霍拉鲸鱼在哪里觅食以及它们的数量如何从捕鲸中恢复过来很重要，因为托霍拉鲸鱼被认为是整个南半球气候变化的哨兵。它们就是我们所说的“资本”繁殖者——它们在繁殖季节在奥克兰群岛等越冬地禁食，以在离岸觅食地获得的脂肪储备为生。

雌性需要大量的“储备”，因为它们的幼崽需要大量的能量。这些幼崽出生时身高 12 到 15 英尺，每个月可以长高 3 英尺。在幼崽出生后的头几个月里，母亲的这笔投资会消耗掉 25% 的体型。因此，幼崽的生长取决于母亲的良好状况，这并不奇怪。

雌性海马只有在恢复脂肪储备后才能再次繁殖。南大西洋的研究表明，当猎物更丰富或环境条件允许时，巴西和阿根廷的越冬地会产下更多的幼崽。

了解新西兰恢复与猎物之间关系的第一步是确定鲸鱼在哪里觅食以及以什么为食。新西兰鲸鱼的潜在觅食区域可能覆盖南大洋的约三分之一。这就是为什么我们求助于卫星标签等技术来帮助我们了解鲸鱼的去向以及它们如何到达那里。

tohorā 去哪儿

到目前为止，所有被追踪的鲸鱼都向西迁徙，远离查塔姆群岛附近历史悠久的捕鲸场。离开奥克兰群岛时，有两头鲸鱼造访了其他海洋岛屿——绕过麦夸里岛并造访了坎贝尔岛。

似乎还有一头鲸鱼（比尔或维莱姆，通过对其皮肤样本的基因分析确定为雄性）可能已经到达了觅食地，很可能是在亚热带辐合处。线索就在它的足迹图案中：它不是鲸鱼迁徙的连续直线，而是显示出找到猎物斑块的鲸鱼的环形轨迹。

亚热带辐合带是海洋中温度和盐度变化迅速的区域，鲸鱼的猎物会聚集在这里。2009 年，我们在奥克兰群岛近海追踪到的两头鲸鱼曾到过亚热带辐合带，但那里距离比尔目前所在位置以东数百英里。

随着比尔和他的同胞迁徙，我们开始分析数据，这些数据将告诉我们过去十年中 tohorā 的恢复情况。我们最新的种群规模估计来自 2009 年，当时约有 2,000 头鲸鱼。

我正在使用基因组标记来了解亲属关系，并以此了解人口规模和增长率。可以这样想。每个人都有两个父母，如果你有一个人口较少的地方，比如一个小镇，那么你找到父母的可能性要比你有一个人口众多的地方，比如一个城市。

这种巧妙的统计技巧被称为“近亲”法，用于估计鲸鱼种群规模。它依赖于对鲸鱼亲属关系的详细了解——这是我们最近才真正能够使用新的基因组测序技术做到的。

全球努力了解气候变化的影响

从全球来看，南非和阿根廷的南露脊鲸在过去十年中繁殖频率降低，导致阿根廷的南露脊鲸种群增长率较低。

对恢复速度放缓的担忧促使来自世界各地的研究人员在国际捕鲸委员会南大洋研究伙伴关系的框架下共同努力，了解气候变化、觅食生态和南露脊鲸恢复之间的关系。

基因组可以帮助我们长期了解鲸鱼过去如何应对气候变化，而卫星跟踪则可以让我们短期了解它们每天如何应对气候变化。两者都有助于我们了解这些神奇生物的未来。