为什么科学家要对 10 英尺长的怀孕鲨鱼进行超声波检查

汉娜·维尔坎普 (Hannah Verkamp) 是亚利桑那州立大学海洋生物学博士生。本文最初发表于The Conversation。

如果你家里有小孩，或者去年遇到过小孩，你肯定听过“鲨鱼宝宝”这首歌。不知何故，每个孩子似乎都知道这首歌，但科学家实际上对鲨鱼在哪里和何时产仔知之甚少。这些著名的鲨鱼宝宝的起源在很大程度上仍然是个谜。

许多大型标志性鲨鱼物种（如大白鲨、锤头鲨、蓝鲨和虎鲨）每年都会穿越数百或数千英里的海洋。由于鲨鱼分布范围广泛，它们的生活大部分（包括其繁殖习性）仍是一个秘密。科学家们一直在努力弄清鲨鱼交配的确切地点和频率、妊娠期长度以及分娩过程的许多方面。

我是一名研究鲨鱼生态学和繁殖的博士生，我和一个研究小组的成员一起希望回答两个重要问题：鲨鱼在何时何地生育？

需要创新

直到最近，回答这些问题的技术才出现。但海洋生物学家詹姆斯·苏利科夫斯基（James Sulikowski）改变了这一现状，他是亚利桑那州立大学的教授，也是我的研究导师。他在科技公司 Lotek Wireless 的帮助下开发了一种名为 Birth-Tag 的新型卫星标签。他没有持有该公司的股份。利用这种新型卫星标签，我们的团队正在努力发现虎鲨的产卵地点和时间，并展示了科学家如何对其他大型鲨鱼物种进行同样研究的概念验证。

出生标签是一种小型的蛋形装置，我们将其插入怀孕鲨鱼的子宫内，在整个怀孕期间，它将处于休眠状态并隐藏在胎儿鲨鱼中。这种标签从未用于鲨鱼，但几十年来，类似的植入标签一直被用来确定陆生哺乳动物（如鹿）的分娩地点，并取得了巨大成功。当带标签的母鲨分娩时，标签将与幼鲨一起被排出并漂浮到海面。一旦它感觉到干燥的空气，标签就会将其位置传输给经过的卫星，然后卫星将该位置和传输时间发回我们的实验室。一旦我们下载这些信息，我们就知道那条鲨鱼在何时何地分娩。

经过多年的微调，我们于 2019 年 12 月启动了研究的第一阶段，并开始部署标签。在这项研究获得亚利桑那州立大学和迈阿密大学的机构动物护理和使用委员会以及巴哈马政府的批准后，我们​​开始寻找一些虎鲨。为此，我们来自 Sulikowski 鲨鱼和鱼类保护实验室和迈阿密大学鲨鱼研究和保护计划的研究团队在海洋生物学家 Neil Hammerschlag 的带领下，前往大巴哈马岛附近老虎滩清澈的海水中标记虎鲨。

近距离观察顶级捕食者

老虎滩是许多不同生命阶段的雌鲨的聚集地，包括大型怀孕的雌鲨。这些怀孕的雌鲨可能聚集在老虎滩温暖平静的水域，以寻求庇护并加速妊娠。

在这片狭小的水域中，怀孕的鲨鱼数量众多，因此寻找一条鲨鱼要容易得多，但实际上要捕获一条 10 英尺以上的鲨鱼并将其带到船上并非易事。我们用鼓线捕捞鲨鱼，可能需要几个小时才能安全地捕获、用手拉起这些强大的生物并将其固定在船边。

一旦我们捕获了雌性虎鲨，我们首先会测量几下长度和周长，以了解其总体健康状况并确定其是否已性成熟。然后我们会检查咬痕，这是近期交配事件的证据。

收集完这些基本信息后，我们将她倒立起来，让她进入一种恍惚状态，称为强直性静止。这是许多鲨鱼的一种自然反射，可以诱导身体不活动的状态。这可以让这只强大的鲨鱼保持冷静和静止，以便进行最令人兴奋的检查部分，也就是我的经验发挥作用的部分：怀孕检查。

有人期待

就像对人类使用的超声波一样，我们使用移动超声波机器来确定鲨鱼是否怀孕。我戴上一副护目镜，这样我就能看到超声波看到的一切，俯身靠在船边，将探头放在倒立的鲨鱼腹部。图像通常一开始很模糊，因为水溅到鲨鱼身上并溅到船上。团队把鲨鱼固定住，我慢慢地将探头沿着她的腹部移动。然后，如果她怀孕了，就会发生一些神奇的事情。

我眼前出现了一只只扭动的小虎鲨，它们多达 40 只，紧紧挤在妈妈的子宫里。船上另一位团队成员手持的屏幕上也出现了这张照片，大家欢呼雀跃，聚集在一起，一睹未出生鲨鱼的秘密世界。我们偷看它们通过仍在发育的鳃泵送液体，我们敬畏地看着它们扭来扭去，完全不知道外面的世界正在发生什么特别的事情。一旦我们掌握了幼鲨的大致尺寸数据（这让我们知道怀孕的时间），就该给妈妈鲨鱼做标记了。

当我尽可能不动地握住探头以观察鲨鱼的内部结构时，Sulikowski 医生拿起出生标签，并使用专门设计的涂药器小心地将其通过泌尿生殖口插入子宫。无需手术，标记过程只需几分钟即可完成。一旦标签进入子宫，我们将鲨鱼旋转直立以唤醒它，并将其放回大海。当我看到它优雅地游走继续怀孕时，我心中充满了希望，而出生标签则藏在她未出生的后代中。

解开谜团

去年 12 月，我们在三条怀孕的虎鲨身上安装了第一批出生标签。对于虎鲨来说，怀孕期通常持续 12 到 16 个月，但研究人员几乎没有可靠的数据。由于这些带标签的鲨鱼从刚交配到怀孕中期，这项研究的额外好处是它可能有助于精确估计该物种的怀孕时间。

虽然我们在巴哈马群岛工作，那里禁止捕杀鲨鱼，但虎鲨的迁徙范围很广。因此，每只被标记的鲨鱼都可能在巴哈马群岛外的无保护水域中度过一段时间，在那里她必须小心航行以避免与渔具发生接触。国际自然保护联盟将虎鲨列为近危物种，其数量目前正在下降。我们从第一轮标记中获得的数据将为我们和政策制定者提供信息，指导未来对该物种的保护。

我们目前正在等待在线 ARGOS 卫星系统的通知，该通知将提醒我们其中一条鲨鱼已经产仔。届时，我们将是世界上第一个几乎实时知道虎鲨产仔地点和时间的人。

许多鲨鱼物种都濒临灭绝，了解它们的生殖周期是有效保护这些生态重要且美丽的生物的关键。使用出生标签，我们即将揭开有关虎鲨的这些信息，并希望能够证明这可以用于更多物种。

我们计划在未来的探险中部署更多的出生标签，但是现在，我们只能继续唱“婴儿鲨鱼”这首歌，耐心等待第一次一睹这些不可思议的生物的私生活。