深海奧秘揭曉：象海豹解鎖「暮光帶」的秘密

透過研究象海豹的捕食模式，科學家們發現了一種監測深海魚類族群的新方法。這些象海豹如同智慧感測器，揭示了關於一個尚未被充分探索的海洋層的關鍵資料，而這個區域可能很快就會成為下一個大型漁業的前線。

過去60年來，加州大學聖克魯茲分校的海洋生物學家一直在研究北象海豹，觀察牠們遷徙至阿諾新沃自然保護區的過程。每年，成千上萬的象海豹會聚集在海灘上交配和換毛，這讓研究人員得以收集超過50,000隻個體的350,000多筆觀察資料。透過先進技術和實地考察，科學家們仔細地為這些大型、喧鬧的海洋哺乳動物進行標記、稱重和監測。這項長期研究建立了一個龐大的資料庫，提供了關於象海豹健康、覓食成功率、海上行為和族群趨勢的歷史與即時洞察。

如今，研究員羅克珊·貝爾特蘭正帶領這項計畫進入一個新階段。她最新的研究於2月13日登上《科學》雜誌的封面，揭示了象海豹作為智慧感測器，能夠追蹤海洋暮光帶中的魚類族群。這個深邃、昏暗的區域位於海平面下200至1,000公尺處，超出了大多數傳統海洋監測工具的範圍。雖然船隻和浮標只能捕捉有限的資料，而衛星也無法測量海面以下的情況，但象海豹卻為這片尚未被探索的海洋提供了獨特的視窗。

重要的是，這個區域擁有地球上大部分的魚類生物量。由於這裡也是象海豹的覓食區域，追蹤象海豹的覓食成功率，可以提供一種前所未有的方式來測量廣闊海洋中魚類族群的可用性。貝爾特蘭表示，這是一項重大發現，因為人類正考慮捕撈這些魚類族群，以滿足日益增長的蛋白質需求。

考慮到海洋在碳封存、氣候調節、氧氣生產以及為數十億人提供食物方面的重要性，貝爾特蘭強調，迫切需要在海洋生態系統中測量變化。她指出，象海豹的廣闊覓食範圍和數百萬次的覓食嘗試，使牠們成為海洋中魚類族群和頂級掠食者的絕佳生態哨兵。

具體來說，每隻象海豹在為期七個月、約6,000英里的太平洋旅程中，平均會進行約75,000次覓食嘗試。這意味著，每年只需追蹤14隻象海豹，就能估算出4.4百萬立方公里海洋體積中的魚類可用性。此外，為象海豹稱重也能讓研究人員測量獵物豐度的長期波動。隨著商業船隊為了滿足需求而增加捕撈的深度和廣度，永續漁業管理需要評估魚類族群的規模以及牠們對環境變化的反應。

除了為海洋神秘的暮光帶提供可視性外，這項研究還因另一個原因而引人注目：這篇論文的共同作者包括14名大學生，他們參加了由貝爾特蘭和阿諾保護區主任帕特里克·羅賓遜教授的沉浸式、探究性田野課程。在這門課程中，學生們參與了實地考察，學習如何提出科學問題、進行探索性資料分析，並透過導師指導的實踐展示他們的成果。

貝爾特蘭實驗室的博士生艾莉森·佩恩表示，他們希望學生們能感受到自己是科學家社群的一部分。這門課程為學生和導師提供了合作進行真實世界科學研究的絕佳機會，並增強了學生在科學過程中的信心。

佩恩最近還帶領發表了另一篇研究文章，探討象海豹在達到最佳年齡後，其繁殖成功率如何下降。在2022年課程開始時，學生們集思廣益，選擇研究不同年份的象海豹群體表現。每對學生負責專案的一部分，其中一名學生麥迪·裡德下載了海洋學資料，以測試海洋條件與象海豹幼崽存活率之間的關聯。

裡德發現，過去四十年中，象海豹的存活率和繁殖成功率與其覓食區域的海洋條件密切相關。她表示，這讓她非常興奮，因為她直接體驗到了課堂上所學的概念如何應用到實際研究中，這極大地激發了她追求生物海洋學研究職業的動力。

貝爾特蘭實驗室的成員最近還在《生態學通訊》上發表了一篇相關的觀點文章，探討長期研究如何為培訓生態學家提供這些包容性機會。

貝爾特蘭指出，暮光帶中的魚類是生態上重要的獵物，而這個區域可能很快就會成為漁業開發的目標。然而，科學家對這些魚類的瞭解甚少，其豐度的最佳估計範圍存在十倍的不確定性。這些魚類族群的減少可能會對生態系統中的許多其他物種產生巨大影響，包括人類依賴的食物和飼料來源。

這項研究整合並應用了過去六十年來的研究資料，包括貝爾特蘭之前的兩位計畫領導者伯尼·勒博夫和丹·科斯塔的資料。科斯塔表示，這項努力記錄了象海豹在數千英里外的海上行為與其在海灘上的繁殖成功之間的關聯，這只有透過長期資料和多學科團隊的合作才能實現。

這項持續研究之前的發現包括象海豹的長距離覓食遷徙、象海豹對小魚的高頻率覓食嘗試，以及象海豹幼崽質量可能與母體覓食成功率相關的可能性。

新研究顯示，象海豹的覓食成功率與可以透過衛星測量的大尺度海洋學指數密切相關。貝爾特蘭表示，這種關聯使他們能夠測量海洋的脈搏，並估計過去五十年和未來幾年的魚類可用性波動。因此，這項研究的洞察和工具為永續漁業提供了關鍵的生態基準，並評估了人為環境變化對整個海洋盆地魚類族群的影響。

參考文獻：象海豹作為東北太平洋暮光帶的生態哨兵，2025年2月13日，《科學》。DOI: 10.1126/science.adp2244