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红海中由水流驱动的鲸鲨移动模式

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为何追随这世界上最大的鱼

鲸鲨是地球上最大的鱼类,这些温和的巨兽在温暖海域游弋,寻找微小的浮游生物。在大多数区域,科学家可以通过寻找较冷、富含营养且充满微生物的水域来预测鲸鲨的出现地点。但在红海——一个高温、高盐且营养贫乏的海盆——它们的移动却更难以解释。本研究提出了一个简单但对保护意义重大的问题:幼年鲸鲨如何在这样看似贫瘠的海域找到足够的食物?

跨越海洋沙漠追踪幼年巨兽

为了解答这一问题,研究人员将45只幼年鲸鲨的卫星追踪数据与红海的每日环境图结合起来。这些体型约相当于小型汽车的鲸鲨佩戴了电子标签,数年间上报它们的位置。与此同时,基于计算机的海洋模型和卫星数据提供了有关水温、洋流、风向以及表层水体与深层混合深度的信息。通过将鲸鲨的真实轨迹与大量显示它们可能偶然经过的“虚拟轨迹”对比,团队得以识别出哪些海洋特征最强烈地引导了真正的鲸鲨移动。

停留与穿越的模式

从这些轨迹中,团队衡量了每条鲸鲨移动的持续性。笔直且迅速的路径表明迁徙,而盘旋且较慢的路径则暗示搜索或觅食。海盆的热图显示,鲸鲨倾向于在红海南部和中部逗留,但在北部则更为直接地穿行。这一模式与已知的梯度相符:受来自亚丁湾营养丰富水体补给的影响,红海南部通常比北部更具生产力。然而,鲸鲨并未仅仅停留在最绿、最容易看出富含浮游生物的沿海区域。相反,它们将注意力集中在海盆的中轴线上,暗示更不明显但更为动态的特征在起作用。

Figure 1. 红海中的鲸鲨追踪旋转的海洋结构,流水运动在这些区域创造了隐蔽的觅食热点。
Figure 1. 红海中的鲸鲨追踪旋转的海洋结构,流水运动在这些区域创造了隐蔽的觅食热点。

流动的水域如何创造鲸鲨的餐厅

通过灵活的统计模型,研究人员确定了与鲸鲨出现相关的四个关键环境驱动因子:混合表层的深度、风向、海表温度以及南北向洋流的强度。鲸鲨更可能出现在混合层中等深或很深的区域、风主要来自西北的区域、表层水温高于约29摄氏度的温暖水体,以及南向或北向流动较强的区域。这些条件与洋流涡旋的形成密切相关,涡旋能够将深层营养物质抬升并在数周内将其困住。当团队将鲸鲨轨迹绘制在海表高度图上(这是识别涡旋的常用方法)时,他们发现动物反复跟随顺时针和逆时针的涡旋,并常在这些涡旋内停留数日。

涡旋为何对饥饿的幼鲨重要

在一个河流稀少、自然施肥有限的海盆中,涡旋类似于移动的绿洲。它们的旋转运动和相关洋流将更凉、更富营养的深层水体拉升到上层,改变混合层的深度或厚度,并促进浮游生物的增长与滞留。研究表明,幼年鲸鲨利用这些暂时的热点,随着涡旋在红海及通往亚丁湾的通道上漂移而移动。与其寻找固定的地标,鲸鲨似乎更依赖水体本身不断变化的三维结构。它们具体使用的线索——是微妙的温度变化、来自猎物的化学痕迹,还是流动变化的感知——尚不明确,但行为上的关联十分明显。

Figure 2. 涡旋将深层营养物质抬升到表层,形成富饶的浮游生物层,鲸鲨沿着这些层移动并在其中觅食。
Figure 2. 涡旋将深层营养物质抬升到表层,形成富饶的浮游生物层,鲸鲨沿着这些层移动并在其中觅食。

对变暖海洋的意义

对于已被列为濒危的物种,理解鲸鲨如何利用此类动态特征至关重要。红海常被视为更温暖未来海洋的自然预演,研究显示鲸鲨可以通过追踪移动的高生产力斑块来适应,而非依赖稳定的沿岸觅食场所。随着气候变化改变全球的风、洋流和涡旋形成,这些旋转结构可能在鲸鲨生存中变得愈发重要。对非专业读者而言,本研究的主要结论很简单:在一个日益变暖且更难预测的海洋中,海洋本身的“天气”——旋转的涡旋、深层混合和不断变化的风——可能决定着这世界上最大的鱼能否继续找到足够的食物。

引用: Ostrovski, R.L., Cochran, J.E., Niella, Y. et al. Flow-driven patterns of whale shark movement in the Red Sea. Sci Rep 16, 15773 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45029-8

关键词: 鲸鲨, 红海, 海洋涡旋, 海洋迁移, 浮游生物热点