多年来,研究野外海洋生物的研究人员偶尔会遇到动物——如海豚、旗鱼、棱皮海龟、鲸鱼、白鲨甚至人类——从它们的身体中取出形状奇怪的组织塞。那些新鲜的咬伤和疤痕几乎就像有人拿了一个饼干刀,通过手术切除了一大块组织。这些咬伤不仅限于动物,因为在 1970 年代和 1980 年代,潜艇的橡胶涂层声纳传感器以同样的方式被咬,水下电缆也被发现有奇怪形状的咬伤。
最终,人们发现罪魁祸首是一种分布在世界热带和亚热带海域的小鲨鱼,名为曲奇鲨(Isistius brasiliensis)。虽然这些鲨鱼广泛分布于世界各地,并且可能是海洋中较为常见的鲨鱼之一,因为它们生活在深海中,从未被圈养,但人们对它们知之甚少——尤其是在涉及到他们的饮食习惯。
由特拉华大学的 Aaron Carlisle 领导的一项新研究揭示了这些曲奇鲨的潜在饮食和栖息地,表明虽然它们可能会在海洋上游咀嚼一切可以咬住的东西来补充饮食,但它们主要以与它们共享栖息地的小动物为食,例如甲壳类动物、鱿鱼和小鱼。
UD 地球、海洋与环境学院海洋科学与政策学院助理教授 Carlisle 表示,多年来,研究人员一直认为曲奇鲨会在夜间出现,以鲸鱼和更大的动物为食,然后返回深海和白天闲逛。但这是一个假设。Cookiecutter 的进食习惯很少被研究——卡莱尔说,在过去的 50 年里,全世界可能研究了 150 个 Cookiecutter 的胃。
当研究人员确实研究鲨鱼时,他们只能观察鲨鱼胃里的物质——有时甚至什么都没有——并根据他们在较大物种身上看到的咬伤做出推断,但他们无法使用现在可供研究人员使用的更先进的科学方法。
“在一天结束时,范式是鲨鱼主要以这些较大的动物为食,但我们只是没有任何经验数据。所以我们的问题是,'我们是否因所见所闻而产生偏见?'“卡莱尔说。“事实证明,我们在海洋哺乳动物、大型运动和商业鱼类以及其他东西上看到的所有这些叮咬确实占它们饮食的相对较少。”
卡莱尔指出,拥有一种以食物链顶部和底部的生物为食的动物是独一无二的。
“这些动物在世界海洋中扮演着独特的生态角色,”卡莱尔说。“它们以最大、最凶猛的顶级掠食者——如白鲨、逆戟鲸,你能想象到的一切——到最小的小动物为食。没有多少动物会做这样的事情。”
合作研究
在这项研究中,研究人员使用了蒙特利湾水族馆从夏威夷周围的中太平洋收集的 14 条曲奇鲨。他们利用各种生化追踪技术——包括稳定同位素分析、脂肪酸分析和环境 DNA——来帮助更好地了解该物种的摄食习惯和栖息地。
该研究的合著者兼蒙特雷湾水族馆的馆藏主管约翰·奥沙利文 (John O'Sullivan) 计划明年开设一个以活体深水动物为特色的新深海展览,他说,通过利用许多不同的生化测试,在这项研究中,研究人员能够得到关于 Cookiecutter 饮食和可能行为的问题的完善答案。
奥沙利文说:“做不止一项测试很重要,其原因与人们希望针对任何医疗情况获得不止一种意见的原因相同。”“使用他们的技术和方法,测试范围越广,您对结果的整体感觉就越合理,这只会有助于改进科学方法。”
研究人员检查了鲨鱼的胃,发现它们大多是空的。虽然这在过去会令研究人员感到困惑,但通过利用这些现代技术,他们可以推断出鲨鱼的潜在饮食。
例如,利用它们胃内容物的环境 DNA 可以让它们了解鲨鱼吃了什么。
“环境 DNA 是一种越来越流行和强大的工具,它的工作原理是,如果动物在海洋中游过,它就会在水中脱落 DNA,”卡莱尔说。“所以如果你取一个水样并过滤掉,你可以提取水团中所有物质的 DNA,并确定那里有哪些物种。所以我们在它们的胃内容物上进行了尝试。”
使用这种方法,他们从看似空着的肚子中识别出几种猎物,包括以前未知的猎物。
栖息地模式
研究人员还能够推断出它们的栖息地。
曲奇鲨通常只在夜间在地表水域附近被观察到,因此研究人员认为它们表现出垂直迁移,它们在黄昏时上升到浅水区,并在黎明时返回到更深的水域。然而,这可能只适用于较大的 Cookiecutter 鲨鱼,而较小的小鲨鱼可能根本不会垂直迁移。
“这些小家伙,我们认为他们可能会留在深处。看起来他们直到达到一定的大小才会开始浮出水面,”卡莱尔说。“但同样,没有人真正见过小 Cookiecutter 鲨鱼,所以我们真的不知道。我们正试图根据它们吃的东西和生态的间接指标做出这些推断。”
卡莱尔强调,随着渔业和其他采掘业越来越多地利用深海,继续推进对这些深海物种的了解非常重要。
“大多数生活在深海中的动物,我们称之为生活在慢车道上。它们活得很长,而且不会生很多孩子,”卡莱尔说。“这些深海动物中的大多数都是你不想捕捞的东西的典型代表,因为它们没有快速繁殖和被开发后反弹的能力。”
奥沙利文说,他希望通过像本文这样的努力,以及在蒙特雷湾水族馆举办的新深海展览,他们可以帮助公众了解这些生物的重要性。
“这是关于做好科学和做出明智的选择,”奥沙利文说。“这是关于良好的动物福利,也是关于让公众参与。最好的科学,无论多么令人兴奋,如果公众不能参与,那就是不足。”