科学家发现鲸“千里传音”潜在证据

参考消息网10月2日报道据美国《大众科学》月刊网站9月24日报道，每年1月至5月，格陵兰岛西海岸的迪斯科湾都会聚集大量浮游生物。须鲸类会来此享用大餐。2010年，两头弓头鲸进入这片海湾狼吞虎咽。它们相距不到100公里，看不到彼此，但或许能听到彼此的声音。就在这时，不同寻常的事情发生了：它们开始同步下潜。研究人员以前从未科学记录过这种行为，此项观察则为一种53年以前提出的理论提供了潜在证据。

声群理论引人入胜

须鲸通常被认为独来独往。不过一些科学家认为，它们以分散的群体行进，跨越数百公里彼此交流。著名生物学家罗杰·佩恩和海洋学家道格拉斯·韦布在1971年首次提出声群理论。

在提出这一理论的几年以前，佩恩参与发现并记录座头鲸的鸣叫。让他震惊的是，许多齿鲸类——例如虎鲸和海豚——有很强的社交能力，并且以紧密的家族群体一起行动。这样的群体保护它们避开捕食者，得以共同把幼崽抚养长大。

佩恩推测，体型较大的须鲸可能也成群行动，只不过是在更大的地理范围之内。也许这些巨兽发出的声音信号是为在很远的距离内保持联系。

韦布和佩恩关于声群理论的原始论文证明，从理论上说，须鲸的叫声——远距离传播的低频声音——在海洋的某些区域可以穿越700公里。

然而，纽约州雪城大学研究动物声学的行为生态学家苏珊·帕克斯指出，证明一头鲸鱼在发出叫声比证明“接听者”是数百公里外的另一头鲸鱼要容易。

50多年来，研究人员分享过一些引人入胜的有关须鲸表现出来的远距离协调行为的趣闻轶事。但这些故事始终只是故事。

一个多学科研究小组在研究弓头鲸的潜水行为时，才偶然发现声群理论的证据。

研究基于复杂算法

日本北海道大学环境科学家、该新研究的主要作者叶夫根尼·波多利斯基说，乍一看，弓头鲸的下潜行为看起来“相当混乱，难以预测”。这些鲸会进行持续数小时的下潜，并出于不明原因停止下潜。

波多利斯基及其团队希望从所有这些貌似随机的情况中提取规律。他们利用卫星标记在144天里收集北极地区12头弓头鲸的下潜深度和位置数据。然后，他们使用基于混沌理论的复杂算法。混沌理论是数学的分支，用于解开看似混乱体系背后的基本机制。在他们计算这些数字时，一些模式浮现了。

首先，研究人员注意到，这些鲸的下潜往往遵循24小时的循环，上午开始时比较浅，下午则比较深。这符合一种被称为昼夜垂直迁移的现象，即浮游生物和其他小型生物每天从海洋表面下潜到海洋深处，再回到表面。他们还发现，这些鲸在春季下潜最深，而那时正是海洋动物昼夜垂直迁移在北极地区最为突出的时候。

声群理论认为，像在加拿大努纳武特坎伯兰湾拍摄到的弓头鲸这样的须鲸可能以分散的群体旅行，在彼此相距数百公里的地方用声音交流。

验证任务极其艰巨

波多利斯基说，看到大型海洋生物跟踪猎物并不奇怪，但让他惊讶的是第二种模式。上述迪斯科湾的两头鲸(其关系不详)每次在彼此相距不到100公里时就会进行长达七天的同步下潜。根据研究小组的计算，这大约是该地区鲸的最大听觉范围。波多利斯基说：“这是非常非常奇特的水下行为。让人非常兴奋。”

波多利斯基还说，这种同步可能只是一种巧合——海洋条件有利于鲸在不同地点同时下潜。但鉴于同步的行为持续数日，这种解释在统计学上似乎讲不通。他说：“我们目前的看法是，这似乎与沟通有关。”

美国康奈尔大学生物声学研究员克里斯托弗·克拉克认为，鲸可能成为远程下潜伙伴的想法完全讲得通。像其他一些科学家一样，克拉克也知道无数关于鲸远距离行为同步的趣闻轶事。他说，波多利斯基可以展示鲸同步下潜，这很有意思，但这项新研究可能仍然无法证实这两头鲸在用声音进行交流。

克拉克说，要证明鲸的叫声是对其他鲸的呼唤，这项任务极其艰巨，因为低频声波在冰冷的海水中传播很慢。声波可能需要1小时以上才能传至另一头鲸，因此科学家很难观测到鲸彼此呼唤。

他说：“这是在人类难以观察的尺度下运作的。”研究人员不仅需要相应设备才能注意到这种交流，还需要精密的分析才能把一头鲸发出的信号与另一头鲸的明显反应联系起来。

研究人员在格陵兰岛迪斯科湾给弓头鲸做标记以追踪其活动和潜水行为（日本北海道大学网站）