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數企鵝、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我們在南極做科考企鵝怎麼數?科技+辛苦“以尾識鲸”科學家8年後與鲸老友重逢環境DNA:“重口味”研究方法的獨特價值

作者:綠色和平

連續五周,我們一直在獨家觀看"海洋零距離"系列。在最後一集中,綠色和平組織的極地黎明和希望終于到達了從北極到南極洲南極的全球科學考察的終點。

在南極洲兩個多月的時間裡,我們與科學家一起進行了多項南極海洋生态學研究:重訪南極象島,從1971年以後重新審視該島目前海豚種群的種群狀況,個體識别座頭鲸,收集環境DNA,用科學手段了解南極海洋生物多樣性狀況。

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科學檢查和研究結果表明,南極海洋動物受人類活動的影響越來越大。

在南極洲加入我們的是兩位"全球海洋大使":法國奧斯卡獲獎女演員Marion Cotillard和瑞典演員Gusta Skarsgard。他們幫助科學家聽鲸魚用水和"近距離接觸",也用自己的眼睛和心靈去感受網友評論說,"每一幀都可以當牆紙"純正的南極。

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插入隐藏的蛋:想和科學家一起登陸大象島研究企鵝,或者在南極科學船上體驗生活嗎?海洋零距離頁面上還有一個互動視訊,解鎖了綠色和平組織南極科學的"雲"體驗。

比北極更偏遠和荒涼的南極實際上是許多生物的家園。南極水域至少有1萬種海洋生物,其中許多隻生活在南大洋(戳中國南極科學先鋒的手,了解神奇的南極海底世界,回顧南極科學安迪先驅王子對南極水下生物的解釋)。

在本集《零距離》中,您将看到由石溪大學科學家上司的企鵝研究小組以及綠色和平國際科學組織的研究人員如何在南極洲進行科學研究,以了解南極海洋生态系統的狀況以及人類活動如何影響孤立的世界。

>企鵝如何計算<h1級"pgc-h-right-arrow"?技術與拼搏</h1>

這次南極科學檢查最重要的任務之一是在49年後重新通路大象島,以檢查島上蓋帶中的企鵝種群。

為什麼要研究企鵝?這真的是關于了解南極生态系統的狀況。南極大陸冰冷幹燥,大多數南極生命生活在海洋中。企鵝與南極海洋和陸地相連,在海中覓食,然後傳回繁殖和生活在陸地上。此外,企鵝是南極洲頂級捕食者之一,是生态系統健康的重要名額。是以,通過研究和了解企鵝,我們不僅可以了解企鵝種群的現狀,還可以幫助了解企鵝食物鍊的"上遊"——磷蝦和"上遊"——浮遊植物,幫助科學家評估南極生态系統的健康狀況,以及氣候變化和人類活動可能對南極産生的影響。

企鵝小知識

世界上有18種企鵝(和17種),隻有五種能夠接受生活在南極洲的挑戰。它們是:帝企鵝,阿德利企鵝,帽帶企鵝,長冠企鵝,巴布亞企鵝。帽帶企鵝是最容易識别的企鵝。它們看起來像頭盔,被稱為"帽帶企鵝"。

為什麼是象島帽帶企鵝?這主要是因為帶殼企鵝是南極半島上研究最少的物種,而對島上鬥篷企鵝的最後一次研究是在1971年。是以,49年後,這次重訪不僅會加深我們對鬥篷企鵝的了解,還會從時間的角度來了解這一種群在過去50年中的情況是如何變化的。

研究大象島上企鵝種群的一個重要步驟是找出企鵝的數量。為了確定收集的資料與49年前的資料相當,科學家們使用了手動計數,總共計數了三次,并確定每次計數的誤差不超過5%。

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科學家站在龐大的企鵝種群中間,不時聽企鵝一邊專心數數,音效正面電影更有感

除了人工計數,科學家們還借鑒了最新技術,利用無人機和GPS繪制島嶼全景圖并重建三維地形,使用機器學習算法幫助計數,這是一種"複古而現代"的方法。

可悲的是,根據收集的資料,在過去49年中,大象島蓋企鵝的數量顯着下降,一些被調查的企鵝栖息地甚至下降了70%以上。

科學家們還不能确切地說出是什麼原因導緻企鵝數量暴跌。可能是氣候變化,可能是磷蝦捕撈,也可能是海冰消失有關。但真正令人擔憂的是,這些企鵝的數量在如此短的時間内急劇下降。

< h1級"pgc-h-right-arrow">"鲸到尾巴"科學家在8年後與鲸魚朋友團聚</h1>

在南極洲,另一種動物也是科學家的重要主題 - 鲸魚。與企鵝研究相比,研究鲸魚的一個重要方法是個體識别,企鵝研究更關注種群狀況。科學家們研究了座頭鲸,每隻座頭鲸的尾巴底部都有獨特的圖案,就像人類的指紋一樣,科學家可以通過拍攝尾葉的照片來識别和記錄每隻座頭鲸。

在這次科學考察中,我們的科學家還與南極洲的一位"老朋友"——一隻名叫米爾的座頭鲸團聚了!這頭鲸魚于2012年在巴拿馬海岸附近的奇拉基灣被發現并記錄下來,八年後它們在遙遠的南極團聚。

HappyWhale.com 通過全球照片資料庫,科學家們還看到鲸魚于2017年出現在南極洲。從巴拿馬到南極洲,鲸目動物确實是全球旅行中最好的。

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對鲸魚的一點點了解

當我們談論鲸魚時,我們可能會脫口而出"鲸魚",但實際上鲸魚不是魚,而是生活在海洋中的哺乳動物。鲸魚可以清楚地分為齒鲸和小須鲸,它們廣泛分布在世界海洋中,許多種類的鲸魚一生都在長途遷徙。

生活在浩瀚海洋中的鲸魚也在無意中影響了全球氣候。鲸魚在長途跋涉中排洩大量糞便,為各種藻類的生長提供了豐富的營養,藻類是海洋中許多物種的食物來源,也是食物鍊的基礎。此外,藻類通過光合作用,從大氣中吸收大量的二氧化碳。據估計,世界上所有的藻類都捕獲了碳,效果相當于大約4個亞馬遜雨林!

鲸魚的死亡甚至被賦予了一個詩意的名字 - 鲸魚的墜落。當鲸魚死亡時,其巨大的身體會慢慢沉入海底。鲸魚的骨頭被不同的海洋生物分階段分解,就像警棍一樣。在食物匮乏的海洋深處,鲸魚的骨頭不僅成為許多海洋生物的"餐食",也為它們創造了一個生活和避難的地方,成為海底生命的"綠洲"。

是以,在科學家眼中,迷人而可愛的鲸魚一生都在為維持整個星球的生态平衡做出貢獻。

<"pgc-h-arrow-right">環境DNA的獨特價值:"重口味"研究方法</h1>

除了企鵝和鲸魚能夠真正看到并做研究之外,科學家們也在嘗試利用技術來更多地了解"神龍看完"的海洋動物。這是環境DNA(eDNA)的集合。

所謂"環境DNA"采集過程,其實就是過濾水,然後攔截漂浮在水中的各種海洋動物DNA。接下來的事情有點沉重,是以要做好準備。

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有一種成語叫"過頂聲",海洋動物在水中遊動,也在海中留下了各種痕迹,比如它們的皮膚、表皮分泌的粘液、排洩的糞便,而這些物質中還含有動物的DNA。

通過對這些物質進行測序,科學家們能夠進一步确認任何動物曾經出現在樣本區域。例如,從對鲭魚海的研究結果中,科學家發現,很多關于斑點海豚的資訊出現在同一個地方,然後,出乎意料的是,關于鲭魚、燈籠魚、鲭魚等深海魚類的資訊。

而這些資訊,除了驗證現有知識或為科學家獲得意想不到的結果外,更重要的是,借助環境DNA測試技術,科學家可以更準确地了解海洋動物何時何地生活。

結合對企鵝,鲸魚尾巴和環境DNA的研究結果,我們可以建立大型生物資料庫,以确定某些海洋是否在特定物種中發揮重要作用,以及我們是否需要在這些地區提供特殊保護。

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© 綠色和平組織

(圖檔:牛津大學和約克大學的科學家是否有可能在2030年之前對世界海洋進行海洋保護?)表明了"保護世界30%的海洋"的可能性和方案)

為期一年的"從北極到南極"科學測試已經結束。我們與來自世界各地的科學家、海洋大使、記者和攝影師一起,目睹了沿途世界海洋的脆弱性:

北極變暖嚴重影響了海洋動物最基本的食物來源 - 冰藻;

恐龍時代的海龜在面對氣候變化,漁業和塑膠污染時可能不會持續幾代人。

在海洋深處尚不為人知的"生命綠洲"受到海山生态系統捕魚的威脅;

面對破壞性和不可持續的工業捕撈,海洋魚類種群處于緊急狀态;

南極洲大象島上的企鵝數量在短短50年内迅速下降,甚至遭受了災難性的繁殖失敗。

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Pierre Gleizes / Greenpeace,©2017年4月15日在塞拉利昂的一艘意大利漁船上發現的非法魚翅

但海洋也向我們展示了她的美麗,活力和巨大的自我修複潛力:

最明亮和自然的音樂是由北極冰制成的樂器演奏的。

小棱皮龜帶着一個破碎的殼從沙子裡出來,艱難而堅定地向海洋邁出了第一步;

曾經因瀕臨滅絕而在維馬海山繁衍生息但受到及時保護的岩龍蝦;

亞馬遜河口的珊瑚礁,光線不足,鹽度不高,但仍然充滿活力;

即使在世界上最冷的海洋中,南極海洋仍然充滿生機。

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Cap-band企鵝©克裡斯蒂安·埃斯隆德/綠色和平組織在南極洲大象島上,2020年1月10日

保護海洋,不僅因為她正面臨危機,還因為所有這些美好的事物,為了生命,為了能夠恢複的可能性。

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該項目已注冊為北京的臨時活動

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通過行動實作積極變化

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