一只柯氏喙鲸在意大利海岸附近完成优美的鲸跃。（图片提供: Natacha Aguilar de Soto/University of La Laguna, Spain）

 

柯氏喙鲸是深海的王者。为了寻找猎物，它们能够下潜到水下2000米的深度，柯氏喙鲸也因此成为哺乳动物中的潜水冠军。然而让科学家无法解释的是，作为对海军声呐试验的响应，这些冠军有时竟会死于一些让人类潜水员痛苦不堪的减压疾病。一个新的数学模型推测，声呐通过复制另一种天敌发出的声音，迫使柯氏喙鲸采用了一种危险的潜水模式。

 

最近20年来，研究人员一直怀疑鲸的死亡与人类的声呐试验有关。2000年，美国海军曾宣布，它们的声呐试验导致6只柯氏喙鲸在巴哈马群岛的海滩上搁浅。从那时开始，至少有5次鲸在声呐测试点附近的海滩上搁浅而亡的记录。研究人员至今尚未搞清声呐如何使动物失去方向感，并最终导致搁浅，但一些海洋生物学家推测，声呐发出的强烈声波会迫使鲸浮出水面。研究人员同时找到证据，在鲸体组织中发现了小氮泡，它们损害了鲸的器官。相同的情况也出现在那些过快上浮的潜水者当中，即人们常说的气栓症。但是为了防止氮在体内积聚，鲸在潜水时通常都会屏住呼吸，因此气栓症的假设似乎难以自圆其说。由美国马萨诸塞州Woods Hole海洋学研究所的海洋生物学家Peter Tyack领导的一个研究小组推测，鲸可能以某种方式改变了自己的潜水行为。

 

为了规避天敌，柯氏喙鲸会重复进行一些较浅的下潜。研究人员寻思，是否正是这种行为导致了潜水冠军的死亡，尤其因为海军声呐——其频率与柯氏喙鲸最害怕的敌人逆戟鲸发出的声音几乎相同——能够迫使鲸采用一种类似的浅层下潜模式。因此，研究人员用数学方法分析了柯氏喙鲸和海豚的潜水方式，旨在测试在这种重复的浅层潜水过程中，氮泡是否会在鲸的组织中膨胀。研究人员将已知的生理学数据引入这一数学模型，从而绘制了3小时内，鲸在30米到80米的海底重复下潜时，氮泡体积在循环系统、大脑、肌肉和脂肪组织中增长的情况。

 

科学家相信，在正常的潜水模式下，当海洋哺乳动物的下潜深度超过72米时，它们的肺会塌陷。Tyack认为，这是一种“聪明的机制”，它能够防止氮渗透到血液中。研究小组的数学模型显示，如果鲸的肺在一系列的浅层潜水中没有收缩，那么增加的压力将使氮泡向组织中扩散，从而增加形成气栓的危险。限制长时间的声呐测试将防止海洋哺乳动物以这种有害的方式潜水。研究小组在最新一期的《海洋哺乳动物科学》（Marine Mammal Science）上报告了这一研究成果。

 

美国加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的海洋生物学家Terrie Williams认为，研究活体海洋哺乳动物的潜水模式是非常困难的，因此这一模型“真的很实用”。一些新的研究弥补了模型假设存在的疏漏，例如用实际观测来证实这种躲避天敌的行为，这些都将帮助科学家最终确认声呐试验的安全距离和规模，澄清围绕这一问题的种种猜测。Williams表示：“下一步需要搞清的问题是鲸究竟多快就能患上减压疾病。”（科学时报 群芳 译自www.science.com，12月18日）