小丑鱼的生存法则: 海葵即家园

就像抢椅子游戏, 椅子数量总比玩家少一个。 当音乐响起, 玩家们围着椅子转圈；音乐停止时, 所有人争抢椅子就座, 没抢到椅子的玩家即被淘汰, 然后再拿掉一个椅子, 继续游戏, 就这样不断循环, 直到只剩下一个椅子, 抢到这个椅子的玩家即为获胜者。 如果每个人都有椅子, 或者椅子比玩家还多, 便无人会被淘汰。 小丑鱼 （又称海葵鱼） 在自然界中的生存同样遵循这个规则: 它们必须拥有自己的“椅子” —— 海葵 （图 1）。 只要海葵数量充足, 各年龄段的小丑鱼都能安居其中。 如果气候变化导致海葵消亡, 小丑鱼群落将面临灭顶之灾。

海葵是无脊椎动物, 与珊瑚、 水母同属一门。 它们的外形类似注水的乳胶手套:充满水的“手指”相当于海葵的触手 （实际数量更多）, “手套”中央的唯一开口是海葵摄食与排泄的通道。 与珊瑚相似, 海葵体内长有藻类, 二者形成互利关系。 不同物种以此方式共同生存称为“共生” [1], 而对双方都有益的共生模式则称为“ 互利共生” [1]。 小丑鱼与海葵正是典型的互利共生: 小丑鱼依赖海葵躲避天敌, 有鱼共生的海葵则生长更快、 存活率更高 [2]。 气候变化可能破坏这种精妙的共生系统, 不仅威胁 珊瑚和海葵生存, 还会波及共生的藻类、 珊瑚丛中的鱼类以及海葵触手间的小丑鱼等生物 [3, 4]。

研究红海中的小丑鱼群落

约三十年前, 我们在红海埃拉特湾启动了小丑鱼研究项目。 双带小丑鱼 （图 2A） 是红海特有的小丑鱼品种, 它们栖息于气泡海葵或长须海葵中 （图 2B）。 为研究该群落, 我们首先通过水肺潜水测绘划定珊瑚礁区域 —— 在海底铺设卷尺确定研究范围的长宽边界。 划定区域后, 我们在图纸上标注了每株海葵的位置 —— 无论是否有鱼栖息, 也无论栖息的是成鱼、 亚成鱼或幼鱼。 研究首年, 我们每月进行群落监测, 由此获得多项科学发现, 例如成鱼主要栖息于气泡海葵中, 其存活率显著高于长须海葵 [4] ； 而幼鱼因体型微小, 在两种海葵中的存活率持平。

小丑鱼幼鱼的安家之谜

小丑鱼幼鱼从附着于亲鱼所居的海葵基部的受精卵中孵化。 海葵触手的尖刺为鱼卵提供了天然保护。 幼体孵化后会上浮至海水中, 可能被洋流带到其他礁盘, 也可能在原礁盘附近水域徘徊, 最终在本地礁盘找到海葵“椅子”安家。 我们的研究发现, 每年 10 月、 11 月和 12 月是幼鱼加入群落的高峰期 [4], 不过尚不清楚这些幼鱼来自远方还是附近。

礁盘上的小丑鱼群落分布格局

要了解小丑鱼, 统计群落数量、 划分年龄段和记录海葵数量至关重要, 但仅靠数字无法揭示全貌。 我们研究的独特之处在于同步记录了小丑鱼和海葵的空间分布, 由此发现成年小丑鱼不仅会守护自身栖息的海葵, 还会阻止其他同类占据邻近海葵 [4]。 这就像玩抢椅子游戏时, 占座者不仅独占自己的椅子, 还霸占周边空椅。 因此, 即便存在空余海葵, 幼鱼无法入驻, 亚成鱼也难以迁入 —— 毕竟体型较小的鱼儿很难赢得与成鱼的对抗。

二十年观测结果

1997 年, 研究区域共有 199 株海葵, 其中栖息着 195 条小丑鱼 （图 3A）。 这个群落包含 52 条成鱼、 76 条亚成鱼和 67 条幼鱼 （图 3B）。 居住在同一海葵中的成年雄性与雌性小丑鱼称为繁殖对（亲鱼）。 1997 年, 52 条成鱼中有 22 条组成了 11 个繁殖对 （图 3B） [4]。 到 2009 年, 礁盘生态发生剧变: 海葵仅存 47 株 （图 3A） [4], 意味着四分之三的海葵已经消失。 随之而来的是小丑鱼数量锐减至 65 条, 仅为初始数量的三分之一 （图 3B）。

六年后的 2015 年, 海葵数量进一步缩减至 27 株 （图 3A）, 共栖息着 52 条小丑鱼 [4]。 海葵数量由 2009 年的 47 株降至 27 株, 损失近半, 而小丑鱼数量从 65 条减至 52 条, 降幅仅有20% （图 3B）。 随着半数海葵“椅子”的消失, 幸存小丑鱼不得不挤在少量剩余海葵中, 导致单株海葵内的小丑鱼数量更加密集。

单纯统计小丑鱼数量虽能提供基础数据, 却无法反映群落的年龄结构变化。 1997 年, 成鱼仅占群落总数的四分之一, 亚成鱼与幼鱼数量明显占优 （图 3B） ；到 2009 年, 在规模缩小的群落中成鱼比例升至近半, 但繁殖对数维持不变（图 3B） ； 至 2015 年, 成鱼占比依然高于 1997 年的水平 [4], 但令人担忧的是此时仅发现 7 条幼鱼 （图 3B）。 当所有海葵都被占据时, 新生幼鱼将无处安家。 若海葵“ 椅子”持续减少, 幼鱼又无法加入群落, 最终将导致整个小丑鱼群落崩溃。

2003 年, 可爱的小丑鱼尼莫曾凭借热门动画电影 《海底总动员》 风靡全球, 2016 年上映的续集 《多莉去哪儿》 再创佳绩。 若埃拉特湾的小丑鱼群落持续衰退, 这个系列的第三部电影或许将名为 《尼莫是什么？》。 我们期望通过持续研究改写这个剧本, 让这段迷人的共生关系永远在珊瑚礁中延续。

术语表

无脊椎动物 (Invertebrates): ↑ 没有脊椎的动物类群。

门 (Phylum): ↑ 生物分类学中的一个单元, 例如人类属于脊索动物门。

共生 (Symbiosis): ↑ 不同物种的生物个体共同生活的现象。

互利共生 (Mutualism): ↑ 共生关系的一种类型, 参与共生的双方都能从中获益。

水肺潜水 (Scuba): ↑ 自给式水下呼吸装置 （self-contained underwater breathing apparatus） 的英文首字母缩写。 该装备能为潜水者提供氧气, 使其能在水下平视观察海洋生物。

利益冲突声明

作者声明本研究不涉及任何潜在商业或财务关系。

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