新研究證實：鯨魚糞便中的微量元素與營養物滋養了古代海洋

藍鯨和其他鬚鯨，透過嘴巴過濾海水來捕食小型海洋生物，曾經在地球的海洋中大量繁衍。然而，在20世紀，南半球有高達150萬頭鬚鯨遭到獵殺，其中包括超過95%的大型物種，像是長鬚鯨（Balaenoptera physalus）和藍鯨（Balaenoptera musculus）。出人意料的是，在捕鯨活動結束後的數十年間，昔日捕鯨區域的磷蝦生物量銳減（超過80%），尤其是在南冰洋。

近期有一種理論認為，鯨魚在海洋環境中不只是掠食者。鯨魚排洩出的營養物，可能是這些海洋生態系統的重要肥料。華盛頓大學主導的新研究支援了這一理論。研究發現，鯨魚的排洩物中含有大量的鐵元素，這是一種在海洋生態系統中常常稀缺的重要元素，同時還含有無毒形式的銅，另一種必要的營養物，某些形式的銅可能會對生物造成危害。

工業捕鯨對鐵和銅迴圈的破壞。圖片來源：Monreal等人，doi: 10.1038/s43247 - 024 - 01965 - 9。

華盛頓大學的博士生Patrick Monreal表示：「我們對鯨魚糞便進行了新的測量，以評估鯨魚對浮游植物重要營養物迴圈的重要性。」

他還指出：「我們的分析表明，歷史性捕鯨活動導致的鬚鯨種群大量減少，可能對南冰洋產生了更大的生物地球化學影響，而南冰洋對全球碳迴圈至關重要。」

環繞南極洲的南冰洋，人類活動罕至，但被認為在全球氣候中扮演著重要角色。強大的環極洋流將深海海水帶到海面。大量類似植物的浮游植物蓬勃生長，支撐著磷蝦的種群，直到今日，在未受保護的海域中，磷蝦仍被撈捕用於水產養殖和寵物食品。

為了探究鯨魚排洩物在這個生態系統中可能扮演的角色，Monreal和他的同事分析了五份鬚鯨的糞便樣本。其中兩份來自南冰洋的座頭鯨，三份來自加州中部海岸外的藍鯨。

華盛頓大學的研究員Randie Bundy博士說：「好在鯨魚的排洩物會漂浮在水面上。研究人員用附在罐子上的網子收集它，這種物質通常呈現為泥漿狀。」

他還提到：「我們的假設是，鯨魚實際上是在為生態系統新增營養物，浮游植物可以利用這些營養物，從而大量繁殖，然後磷蝦就能以它們為食。」

先前的研究已經在鯨魚排洩物樣本中發現了大量的主要營養物，如氮和碳。而這項新研究則著眼於遠離陸地時供應短缺、且經常是海洋生態系統生長限制因素的金屬元素。」

Bundy博士表示：「在南冰洋，鐵被認為是浮游植物生存所需的最稀缺或最具限制性的營養物之一。」

所有樣本中都含有鐵元素。研究人員還發現了另一種金屬——銅。Bundy博士說：「鯨魚排洩物中銅的含量之高，真的讓我們大吃一驚。我們一開始還在想，難道鯨魚的糞便真的有毒？」

進一步的分析顯示，稱為配體的有機分子與銅原子結合，將它們轉化為對海洋生物安全的形式。其他配體則有助於使鐵元素能夠被生物利用。」

研究人員表示：「我們目前還不清楚配體的來源，但懷疑它們可能來自鯨魚胃中的細菌。」

該研究結果於1月10日發表在《通訊地球與環境》期刊上。

P.J. Monreal等人，2025年，《鯨魚排洩物中的有機配體促進鐵的可用性並降低銅對表層海洋的毒性》，《通訊地球與環境》6，20；doi: 10.1038/s43247 - 024 - 01965 - 9