在压力下,虎鲸采用杀手生存策略
生物系学生因研究虎鲸获得21级奖。
在圣胡安群岛酒黑色的水域里,一群虎鲸正在为生存而战。
栖息地的丧失,人类的干预,以及对其主要食物来源奇努克鲑鱼的激烈竞争,威博体育鲸鱼带来了严重的压力。这群被称为“南方居民”的虎鲸现在比其他任何一群虎鲸都要小,它们生活在北太平洋寒冷的沿海水域。
但据16岁的生物专业学生迈克尔·韦斯(Michael Weiss)说,南方居民不会轻易放弃。相反,他们的反应是重新连接他们复杂的社会结构,通过合作更积极地寻找奇努克。
“这是人们以前不知道的虎鲸社会的一个新维度,”迈克尔说,他因其关于南方居民社会组织的毕业论文获得了著名的21届奖。“在人类之外,我们很少看到动物群体像这样合作。”
科学家们认为,南方居民已经在这个被称为萨利希海的地区生活了几十万年,保持着一个基因上独特的种群。然而,在60年代末和70年代初,这群鲸鱼成为了海洋公园的目标,他们的特工捕获(有时意外杀死)了多达58头鲸鱼。此外,水坝和农业已经耗尽了奇努克鲑鱼,这是他们的主要食物来源,使他们濒临灭绝。
鲸鱼能坚持这么长时间可能是由于它们复杂的社会组织,这是动物世界中最复杂的社会组织之一。他们的基本社会单位是母系,以祖母和她的后代为中心;它相当于鲸类动物的核心家族。母系的成员大部分时间都在彼此的陪伴下度过,通过一个复杂的系统进行交流,包括吱吱声、咔哒声和呻吟声,其中包括至少25种不同的叫声。它们一起旅行、觅食、睡觉,最重要的是捕猎。
母系在更大的亲属群体中漫游,称为豆荚。每个鲸群通过一种独特的声音“方言”交流,这有助于成员识别彼此属于同一个鲸群,并加强他们的宗族倾向。组成南方居民的三个豆荚,被称为J、K和L,他们用听起来截然不同的方言交流。
到目前为止,科学家们认为,除了交配之外,几乎所有鲸鱼的社会互动都发生在它们的群体内。但迈克尔发现,为了克服人口稀少带来的后勤挑战,南方居民正在打破这一障碍,并在各个豆荚之间进行合作。
当它们捕食鲑鱼时,母系会以一种非凡的分工合作。祖母们带领整个群体前往可能有鱼的地方——她们负责定位猎物。但成年雄鱼负责潜入水中,把鱼冲到水面,这样全家就可以饱餐一顿了。因此,包括祖母和成年男性的母系可以组建最有效的狩猎团队。不幸的是,南方居民中的一些母系已经失去了一个或多个关键成员,这限制了他们的狩猎能力。
去年夏天的大部分时间,迈克尔都在一艘17英尺长的快艇上用水听器(一种水下麦克风)威博体育鲸鱼录音。上岸后,他分析了声谱图上的叫声,然后威博体育一种被称为社会网络分析的统计概念来搜索模式。经过深入研究,他意识到人手不足的母系正在相互合作,以填补她们狩猎队伍中的空白。缺少一只成年雄性的母系会从另一只母系“借”一只,即使这意味着要杂交。
迈克尔说:“这就像分享一块拼图,这样两个团队都能成功。”“他们填补了彼此缺失的社会角色。”
许多动物在狩猎时合作,但几乎都是在家庭群体中。这种家庭之外的合作程度,被称为互惠主义,在动物王国中几乎是未知的——当然,除了人类。
“我不认为虎鲸是唯一拥有这种多维社会结构的动物,”迈克尔说。“但这只是我们发现的第一个。”
迈克尔的教授们说,他的论文在我们理解动物之间的利他主义和合作方面开辟了新的领域。“迈克尔的论文应该会引起全世界海洋哺乳动物研究人员的极大兴趣,他们研究这些动物复杂的社会互动,”他的导师苏茜·雷恩教授(生物)说。“它们也可能对这些鲸鱼和类似种群的保护工作有用。在海洋哺乳动物的研究领域之外,在与亲属保持密切联系和信息传递的同时,形成非亲属关系的倾向是人类等复杂社会的基石,在其他物种中极为罕见。”
Derek Applewhite教授(生物)说:“他的奉献所带来的研究的类型和质量,是一个拥有硕士或博士学位的经验丰富的野外生物学家所期望的。”“迈克尔大量借鉴了统计学、计算生物学和动物行为学,成功地将这些领域整合到一篇出色的毕业论文中。”
事实上,迈克尔使用了一种新的统计技术,指数随机图模型,这种技术以前从未被用于研究动物网络。幸运的是,Andrew Bray教授(数学)恰好是一位前海洋学家,他利用自己对海底世界的洞察力,找出了如何最好地威博体育这一统计工具。
“21届毕业生奖”颁发威博体育两名毕业生,他们的论文表现出“杰出的创造性工作,涉及不同寻常的主动性和自发性”。宗教专业16年级学生佩玛·麦克劳克林(Pema McLaughlin)也获得了奖项。
迈克尔对虎鲸的迷恋始于他六岁时去佛罗里达海洋世界的一次旅行。他花了几个夏天在圣胡安的赏鲸船上当导游,去年与莫妮卡·维兰(Monika Wieland)共同创立了非营利的逆戟鲸行为研究所(Orca Behavior Institute),她的论文也是关于虎鲸的,现在是一名科学家和摄影师。
毕业后,迈克尔将回到圣胡安,收集更多关于南方居民的数据。“他们就像我们一无所知的外星智慧,”他说。“他们巨大的。他们是聪明的。意识到我们所不知道的是如此之多,这激励了我。”
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