这个故事最初发表于《连线》杂志作为我们的气候的桌子协作。

长期以来,研究人员一直在争论到底是什么独角鲸头上长出的10英尺长的牙齿实际上是.也许这和性选择长角的雄性会吸引更多的雌性。或者是这些东西感觉盐度.也可能是独角鲸用它的獠牙在海底驱赶猎物。

不管目的是什么,科学家们可以肯定的是:北极地区,独角鲸的家园,正在变暖速度是两倍就像地球上的其他人一样,通过分析这些象牙,研究人员可以收集到关于动物如何应对灾难性变化的惊人详细的见解。看起来不太好。

3月份在杂志上写道当代生物学,科学家们描述了他们在格陵兰岛西北部从动物身上收集的10根象牙中发现的东西。因为在独角鲸的一生中,长牙会持续生长几十年,所以研究人员可以像解读树木的年轮一样解读这些超大的牙齿。他们发现,从1962年到2000年,象牙中的汞含量平均每年增长0.3%,但从2000年到2010年,每年增长1.9%。这与北极几个地区其他顶级食肉动物体内汞含量的增加是一致的,可能是由于从南方吹来的空气污染。

科学家们还在象牙中发现证据,表明独角鲸的饮食正在发生变化,从食用与海冰有关的物种,到吃更多的开放海洋物种。这相当于自1990年以来北极海冰的急剧减少。

麦吉尔大学野生动物毒理学家Jean-Pierre Desforges是该论文的主要作者之一,他说:“你可以在一年的工作中获得独角鲸的象牙,并回到50年前,而不是做40年的工作来获得40年的数据。”“所以这才是真正了不起的事情。”

独角鲸象牙的横截面,显示了材料的层次。
独角鲸象牙的横截面,显示了材料的层次。jean-pierre desforges

汞是一种强效的神经毒素,当它们一生中摄入汞时,会在物种体内生物积累。当食物链底部的生物体消耗汞时,汞会在其组织中聚集。然后更大的东西吃掉了那只动物它是汞,沿着食物链向上。

一些顶级食肉动物,如北极熊,生物积累了大量的汞,但也可以将其排出——熊将其隔离在厚厚的皮毛中。皮肤光滑的独角鲸就没有这种运气了。“对于一种寿命很长的动物来说——这些鲸鱼可以活到50岁以上——它们年复一年地积累汞,”Desforges说。“这就是为什么它们达到非常高的水平,当然这也是我们担心的原因。如果这些水平足够高,它们可能会对物种产生负面影响。”这可能包括生殖或认知影响,因为汞是一种神经毒素。

研究人员在象牙中发现的另一个令人不安的信号暗示了鲸鱼食物来源的变化。他们寻找碳和氮的稳定同位素,这是独角鲸在象牙中残留的食物残留物。碳揭示了猎物栖息地的信息——例如,它是生活在开阔的海洋还是更靠近陆地的地方。氮告诉你它的营养等级,或者它在食物链中的位置。Desforges说:“总之,它们让你对这个物种的整体觅食生态有了一个了解。”

与汞一样,Desforges可以绘制出这种饮食随时间的变化。在1990年之前,这些鲸鱼一直以与冰冷栖息地有关的“同属”猎物——北极鳕鱼和大比目鱼为食。然后,它们的饮食开始转向更“远洋”或开阔的海洋,比如毛鳞鱼,一种嗅鱼家族的成员。Desforges说:“我们并不是在看猎物的胃内容物或其他东西。”“但我们基本上认为,这种时间模式与我们所知道的北极海冰范围非常吻合,北极海冰范围在1990年之后开始大幅下降。”

有几件事可能会发生。随着北极海冰的消退,其下方的生态系统可能正在重新洗牌,导致北极鳕鱼和大比目鱼的数量下降。在这种情况下,独角鲸将不得不转向捕食公海物种来弥补它们的饮食不足。另一方面,鳕鱼和大比目鱼的数量可能并不一定在减少,只是向北转移。也可能是随着北极水域变暖,周围有更多的毛鞘,独角鲸不打算放弃一顿丰盛的大餐。

但如果一条鱼就是一条鱼,那么只要独角鲸能得到足够的食物,它们吃什么又有什么关系呢?事实证明,并非所有的鱼都是生而平等的。“北极物种更有营养,更有能量,”Desforges说。为了在寒冷中生存,鱼类需要储存脂肪,这意味着以它们为食的捕食者需要更多的卡路里,比如独角鲸。“如果它们将猎物转移到北极较少的物种,这可能会对它们的能量摄入水平产生影响,”Desforges补充道。“这是否属实还有待观察,但这肯定是我们需要开始问自己的一个大问题。”

这种饮食的调整——对独角鲸来说可能是个问题,也可能不是——可能会与不断上升的汞含量发生冲突对任何动物来说都是问题。这两种威胁加在一起可能会比单独出现更大的问题。“这是棘手的部分,”Desforges说。“我们基本上有数据表明情况正在发生变化,但我们真的不知道这是如何影响这里的鲸鱼的。”

这种象牙分析技术的强大之处在于,从理论上讲,它可以让科学家看到比20世纪60年代更早的时间。从活的独角鲸身上采集组织样本只能给你提供个体在那一刻的生活数据。但世界各地的自然历史博物馆都收藏了100多年前的独角鲸象牙。

加州科学院鸟类和哺乳动物高级收藏经理莫·弗兰纳里(Moe Flannery)没有参与这项工作,他说:“博物馆的藏品提供了一个很好的机会,让我们可以更深入地观察这些变化。”“博物馆标本中隐藏着这种不易获取的信息,但是研究随时间变化的研究人员也可以使用。”

向前然而,随着时间的推移,很难说快速变化的北极将为独角鲸带来什么,也很难说未来我们可能会在它的象牙中发现什么气候变化的信号。