天天看点

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

作者:绿色和平

连续五周,我们一直在独家观看"海洋零距离"系列。在最后一集中,绿色和平组织的极地黎明和希望终于到达了从北极到南极洲南极的全球科学考察的终点。

在南极洲两个多月的时间里,我们与科学家一起进行了多项南极海洋生态学研究:重访南极象岛,从1971年以后重新审视该岛目前海豚种群的种群状况,个体识别座头鲸,收集环境DNA,用科学手段了解南极海洋生物多样性状况。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

科学检查和研究结果表明,南极海洋动物受人类活动的影响越来越大。

在南极洲加入我们的是两位"全球海洋大使":法国奥斯卡获奖女演员Marion Cotillard和瑞典演员Gusta Skarsgard。他们帮助科学家听鲸鱼用水和"近距离接触",也用自己的眼睛和心灵去感受网友评论说,"每一帧都可以当墙纸"纯正的南极。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

插入隐藏的蛋:想和科学家一起登陆大象岛研究企鹅,或者在南极科学船上体验生活吗?海洋零距离页面上还有一个互动视频,解锁了绿色和平组织南极科学的"云"体验。

比北极更偏远和荒凉的南极实际上是许多生物的家园。南极水域至少有1万种海洋生物,其中许多只生活在南大洋(戳中国南极科学先锋的手,了解神奇的南极海底世界,回顾南极科学安迪先驱王子对南极水下生物的解释)。

在本集《零距离》中,您将看到由石溪大学科学家领导的企鹅研究小组以及绿色和平国际科学组织的研究人员如何在南极洲进行科学研究,以了解南极海洋生态系统的状况以及人类活动如何影响孤立的世界。

>企鹅如何计算<h1级"pgc-h-right-arrow"?技术与拼搏</h1>

这次南极科学检查最重要的任务之一是在49年后重新访问大象岛,以检查岛上盖带中的企鹅种群。

为什么要研究企鹅?这真的是关于了解南极生态系统的状况。南极大陆冰冷干燥,大多数南极生命生活在海洋中。企鹅与南极海洋和陆地相连,在海中觅食,然后返回繁殖和生活在陆地上。此外,企鹅是南极洲顶级捕食者之一,是生态系统健康的重要指标。因此,通过研究和了解企鹅,我们不仅可以了解企鹅种群的现状,还可以帮助了解企鹅食物链的"上游"——磷虾和"上游"——浮游植物,帮助科学家评估南极生态系统的健康状况,以及气候变化和人类活动可能对南极产生的影响。

企鹅小知识

世界上有18种企鹅(和17种),只有五种能够接受生活在南极洲的挑战。它们是:帝企鹅,阿德利企鹅,帽带企鹅,长冠企鹅,巴布亚企鹅。帽带企鹅是最容易识别的企鹅。它们看起来像头盔,被称为"帽带企鹅"。

为什么是象岛帽带企鹅?这主要是因为带壳企鹅是南极半岛上研究最少的物种,而对岛上斗篷企鹅的最后一次研究是在1971年。因此,49年后,这次重访不仅会加深我们对斗篷企鹅的了解,还会从时间的角度来了解这一种群在过去50年中的情况是如何变化的。

研究大象岛上企鹅种群的一个重要步骤是找出企鹅的数量。为了确保收集的数据与49年前的数据相当,科学家们使用了手动计数,总共计数了三次,并确保每次计数的误差不超过5%。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

科学家站在庞大的企鹅种群中间,不时听企鹅一边专心数数,音效正面电影更有感

除了人工计数,科学家们还借鉴了最新技术,利用无人机和GPS绘制岛屿全景图并重建三维地形,使用机器学习算法帮助计数,这是一种"复古而现代"的方法。

可悲的是,根据收集的数据,在过去49年中,大象岛盖企鹅的数量显着下降,一些被调查的企鹅栖息地甚至下降了70%以上。

科学家们还不能确切地说出是什么原因导致企鹅数量暴跌。可能是气候变化,可能是磷虾捕捞,也可能是海冰消失有关。但真正令人担忧的是,这些企鹅的数量在如此短的时间内急剧下降。

< h1级"pgc-h-right-arrow">"鲸到尾巴"科学家在8年后与鲸鱼朋友团聚</h1>

在南极洲,另一种动物也是科学家的重要主题 - 鲸鱼。与企鹅研究相比,研究鲸鱼的一个重要方法是个体识别,企鹅研究更关注种群状况。科学家们研究了座头鲸,每只座头鲸的尾巴底部都有独特的图案,就像人类的指纹一样,科学家可以通过拍摄尾叶的照片来识别和记录每只座头鲸。

在这次科学考察中,我们的科学家还与南极洲的一位"老朋友"——一只名叫米尔的座头鲸团聚了!这头鲸鱼于2012年在巴拿马海岸附近的奇拉基湾被发现并记录下来,八年后它们在遥远的南极团聚。

HappyWhale.com 通过全球照片数据库,科学家们还看到鲸鱼于2017年出现在南极洲。从巴拿马到南极洲,鲸目动物确实是全球旅行中最好的。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

对鲸鱼的一点点了解

当我们谈论鲸鱼时,我们可能会脱口而出"鲸鱼",但实际上鲸鱼不是鱼,而是生活在海洋中的哺乳动物。鲸鱼可以清楚地分为齿鲸和小须鲸,它们广泛分布在世界海洋中,许多种类的鲸鱼一生都在长途迁徙。

生活在浩瀚海洋中的鲸鱼也在无意中影响了全球气候。鲸鱼在长途跋涉中排泄大量粪便,为各种藻类的生长提供了丰富的营养,藻类是海洋中许多物种的食物来源,也是食物链的基础。此外,藻类通过光合作用,从大气中吸收大量的二氧化碳。据估计,世界上所有的藻类都捕获了碳,效果相当于大约4个亚马逊雨林!

鲸鱼的死亡甚至被赋予了一个诗意的名字 - 鲸鱼的坠落。当鲸鱼死亡时,其巨大的身体会慢慢沉入海底。鲸鱼的骨头被不同的海洋生物分阶段分解,就像警棍一样。在食物匮乏的海洋深处,鲸鱼的骨头不仅成为许多海洋生物的"餐食",也为它们创造了一个生活和避难的地方,成为海底生命的"绿洲"。

因此,在科学家眼中,迷人而可爱的鲸鱼一生都在为维持整个星球的生态平衡做出贡献。

<"pgc-h-arrow-right">环境DNA的独特价值:"重口味"研究方法</h1>

除了企鹅和鲸鱼能够真正看到并做研究之外,科学家们也在尝试利用技术来更多地了解"神龙看完"的海洋动物。这是环境DNA(eDNA)的集合。

所谓"环境DNA"采集过程,其实就是过滤水,然后拦截漂浮在水中的各种海洋动物DNA。接下来的事情有点沉重,所以要做好准备。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

有一种成语叫"过顶声",海洋动物在水中游动,也在海中留下了各种痕迹,比如它们的皮肤、表皮分泌的粘液、排泄的粪便,而这些物质中还含有动物的DNA。

通过对这些物质进行测序,科学家们能够进一步确认任何动物曾经出现在样本区域。例如,从对鲭鱼海的研究结果中,科学家发现,很多关于斑点海豚的信息出现在同一个地方,然后,出乎意料的是,关于鲭鱼、灯笼鱼、鲭鱼等深海鱼类的信息。

而这些信息,除了验证现有知识或为科学家获得意想不到的结果外,更重要的是,借助环境DNA测试技术,科学家可以更准确地了解海洋动物何时何地生活。

结合对企鹅,鲸鱼尾巴和环境DNA的研究结果,我们可以建立大型生物数据库,以确定某些海洋是否在特定物种中发挥重要作用,以及我们是否需要在这些地区提供特殊保护。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

© 绿色和平组织

(图片:牛津大学和约克大学的科学家是否有可能在2030年之前对世界海洋进行海洋保护?)表明了"保护世界30%的海洋"的可能性和方案)

为期一年的"从北极到南极"科学测试已经结束。我们与来自世界各地的科学家、海洋大使、记者和摄影师一起,目睹了沿途世界海洋的脆弱性:

北极变暖严重影响了海洋动物最基本的食物来源 - 冰藻;

恐龙时代的海龟在面对气候变化,渔业和塑料污染时可能不会持续几代人。

在海洋深处尚不为人知的"生命绿洲"受到海山生态系统捕鱼的威胁;

面对破坏性和不可持续的工业捕捞,海洋鱼类种群处于紧急状态;

南极洲大象岛上的企鹅数量在短短50年内迅速下降,甚至遭受了灾难性的繁殖失败。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

Pierre Gleizes / Greenpeace,©2017年4月15日在塞拉利昂的一艘意大利渔船上发现的非法鱼翅

但海洋也向我们展示了她的美丽,活力和巨大的自我修复潜力:

最明亮和自然的音乐是由北极冰制成的乐器演奏的。

小棱皮龟带着一个破碎的壳从沙子里出来,艰难而坚定地向海洋迈出了第一步;

曾经因濒临灭绝而在维马海山繁衍生息但受到及时保护的岩龙虾;

亚马逊河口的珊瑚礁,光线不足,盐度不高,但仍然充满活力;

即使在世界上最冷的海洋中,南极海洋仍然充满生机。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

Cap-band企鹅©克里斯蒂安·埃斯隆德/绿色和平组织在南极洲大象岛上,2020年1月10日

保护海洋,不仅因为她正面临危机,还因为所有这些美好的事物,为了生命,为了能够恢复的可能性。

数企鹅、拍鲸尾、采集“重口味”DNA,我们在南极做科考企鹅怎么数?科技+辛苦“以尾识鲸”科学家8年后与鲸老友重逢环境DNA:“重口味”研究方法的独特价值

该项目已注册为北京的临时活动

"行动带来改变"

通过行动实现积极变化

点击"了解更多"观看海洋零距离