海洋幼虫如何找到回家的路

海伦-这个月的《赤裸海洋》节目我们将探讨海洋动物的感官世界——显然，与陆地上干燥的生活相比，海洋动物的感官世界是一个非常不同的领域，但海洋生物是如何找到自己的路的，为什么我们了解它们的活动对保护工作很重要?

为了让事情继续下去，我们和来自波士顿大学的Jelle Atema聊了聊，看看他是如何以及为什么研究海洋动物构建周围世界的方式的。

Jelle-我的整个职业生涯都是基于对其他动物所能看到的东西的好奇他的整个世界。我认为最有趣的地方可能是水下，因为它对我们来说太陌生了。所以，如果我们想丰富我们对感知环境中漂浮的信息的理解，去找生活在水下的动物，问他们一些问题是值得的。

所以，我加入了大堡礁的一个澳大利亚团队，他们都是鱼类生态学家。在此之前，他们一直认为小鱼是漂浮的、被动的微粒，它们不可能逆着洋流游动，因此要受洋流的支配。

然而，我来自一个非常不同的观点。我观察小鱼，观察它们的大脑，我看到了大型动物的高度复杂的小型版本。所以我认为这是不可能的，你不可能毫无意义地发展出一个巨大的大脑和所有这些感官，只是在海洋里随随便便地漂浮。

所以我打算去挖掘我们从其他动物那里收集到的知识，看看珊瑚礁鱼类的幼虫是否真的能影响它们在野生海洋中的轨迹。

简言之，答案是肯定的。例如，我们发现它们用嗅觉来区分不同珊瑚礁的气味。尽管珊瑚礁靠得很近。

这意味着他们可能会在出生时就把这个烙印在这上面，因为在出生时，这基本上是他们能收集到的唯一信息。它们坐在那里，经常孵化一些物种，所以它们孵化的当地环境是它们与世界的第一次体验。如果它们想要回到珊瑚礁，这些知识可以帮助它们，因为许多这些珊瑚礁鱼类和无脊椎动物都是作为幼虫分散在开阔的海洋中，必须回到某个珊瑚礁。

所以，还有什么比你出生的地方更有知识呢?你肯定知道那是一个珊瑚礁，如果不起作用，就去另一个相似的珊瑚礁。

我们也刚刚发现他们有一个太阳指南针。所以就像鸟类和昆虫一样，它们可以利用太阳来确定大致的方向。也有人致力于声音并发现他们更倾向于声音。我们预计它们也会有磁感。

所以这些小的漂浮粒子对海洋有真正的了解，可以影响它们返回珊瑚礁，从而影响整个种群的结构。这有保护意义。

海伦我们很快就会回到这些保护意义上，但首先，除了珊瑚鱼，Jelle研究的另一种海洋动物是龙虾。

在他工作的新英格兰海岸，有一些龙虾渔场经营得很好，而另一些则因龙虾数量减少而陷入严重困境。Jelle和他的团队开始调查发生了什么，特别是在罗德岛北部一个叫做Naragansett湾的地方，他们有了一个有趣的发现，这让他们思考是什么让小龙虾幼虫在有广阔的海洋可供选择时回家。

Jelle-我们发现龙虾的形态是不同的。捕龙虾的人总是这么说。他们说‘我知道这只龙虾来自哪里，我们知道这只龙虾和那只龙虾不一样。’

所以我们令人惊讶的发现是，在纳拉甘塞特湾，距离我们只有30米的地方，我们发现了两个不同的种群。所以我们仔细观察了它们的精细结构:这条腿有多长，这条腿有多宽，尾巴扇子，任何我们能测量的东西。在此基础上，我们比较了这些人群，我们发现他们是不同的。

然后我们取一小块组织，我们发现它们在基因上是不同的。最后，我们问来自一个种群和另一个种群的雌性，看看它们想在哪里花更多的时间:在水箱的一边，来自自己种群的雄性或来自另一个种群的雄性在哪里。

结果很明显，她们更喜欢自己的男性，但差距很小。

这三件事加在一起可以表明我们实际上是在处理一个本地招募的群体因为为了获得这种差异他们必须反复回到同一个地方在同一个地方繁殖。

当你知道龙虾是如何生活的时候，你很难相信这一点。龙虾像珊瑚鱼一样分散在海洋中，所以它们可以在海上旅行很长一段距离。既然他们可以迁移100公里，为什么还能把当地人口维持在30公里?

此外，一旦它们定居下来，它们就变成了可移动的成年鱼，不像礁鱼那样呆在原地。但根据标记研究，龙虾能够移动超过100英里

海伦-你打算如何回答这个大问题，为什么龙虾不是全部混在一个大种群中?你在做什么研究?

这里有两个方向的答案。第一，我们首先要确定我刚才告诉你们的是非常重要的。我仍然不想走在那片薄冰上，因为它的意义如此重大，我甚至还没有发表。

现在的建议是，去我们看到这个结构的地方，在Naragansett湾，现在在Naragansett湾的5个地点和Naragansett湾外的5个地点取样，每年取样3次，持续2年。

因此，从这项研究开始，2年后，希望如果它得到资助，我们就会知道这些亚种群的差异有多持久，有多不同，在多大的规模上是不同的。这是第一步。

与此同时，我们也在努力，因为这显然是我真正感兴趣的，他们是如何做到的?我们对此有很多想法。再一次谈到幼虫印记，这些动物可能对它们出生的地方有一种嗅觉概念，可能更喜欢闻起来像家的海水。

在它们的幼虫阶段开始时，它们不会游泳，但在它们的幼虫阶段的第二部分，它们看起来像小龙虾，游得非常好，比人类快，甚至比奥运会冠军还快。

所以它们可以连续游好几天而不进食所以它们可以游很远的距离。

最重要的是，如果他们有导航能力，比如说有一个磁指南针或太阳指南针，他们可以朝着天生的方向行驶。因此，如果它们天生就有一种应该向西北游的意识——这是去大陆的路，对吧，如果你在海上——那么这就已经帮助它们在海岸上定居了。

嗅觉能力是另一回事。我们已经开始这样做了，我们知道它们有各种各样的偏好，比如它们自己的幼虫，这样它们就可以彼此定居。但我们还不知道他们是否更喜欢本地股票而不是其他股票。

海伦-如果我们更多地了解当地种群是如何播种的，它们是如何工作的，我们就不一定能把龙虾看作是一个相互联系的种群。也许这是个好消息，如果有当地居民，因为他们当地的渔业可以真正照顾自己的一片海域，并从他们所做的事情中获益?

Jelle-我觉得你说对了。本地管理可能是非常好的。让我们回到珊瑚礁，因为在珊瑚礁中，你有这些非常独特的实体，它们被称为珊瑚礁。珊瑚鱼只能生活在珊瑚礁上，在珊瑚礁之间有一片海洋沙漠，在那里它们的幼虫早期只能以浮游生物的形式生活。

所以，如果你有一个珊瑚礁，你把它作为一个管理保护区，你假设这些动物会自动在附近的所有珊瑚礁上播种，然后你可以把其他珊瑚礁暴露给渔业，说，好吧，没关系，因为我们有一个珊瑚礁为其他珊瑚礁提供所有的幼虫。这是人们最初的一个想法。

如果现在证明大多数这些幼虫都回到了它们的家乡珊瑚礁，而不是去其他珊瑚礁，除非偶尔遇到风暴，那么恢复被掠夺的珊瑚礁将需要更长的时间。我并不是说它不会发生，但它不会在明年发生，它可能会在10年或30年后发生。这对管理有很大的影响。

如果你现在跳到龙虾的领地，它不是由单独的珊瑚礁组成的，而是连续的海岸，龙虾似乎不太可能有同样的种群结构。

然而，如果我们确实设法确定它们是这样做的，不管它们是怎么做的，我们就可以用同样的管理方法来管理珊瑚礁，就像我们管理龙虾一样。

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Jelle Atema的实验室