(英媒1月11日)
最新研究发现,大嘴水牛鱼令人困惑地拥有极长寿命,而且似乎越老越健康。但科学家们担心,它们的数量即将崩溃。如果你在五月来到明尼苏达州的莱斯湖岸边,你可能会看到成群的大鱼在水仅几尺深的野生水稻丛中游动。
这些是大嘴水牛鱼,它们是世界上寿命最长的淡水鱼。有些鱼的寿命甚至超过100年。每年,这些重达23公斤的巨鱼都会穿过莱斯河,在湖中产卵繁殖。然而,这种规律性的产卵却掩盖了一个隐藏的保护问题:六十多年来,这里的新一代幼鱼都没有成功活到成年。
几十年来,大嘴水牛鱼一直被人们忽视。然而,在过去几年里,科学家们开始意识到这些巨大且寿命惊人的鱼类是多么独特,同时也发现它们可能正处于危险之中。
大嘴水牛鱼原产于北美,从加拿大的萨斯喀彻温省南部和曼尼托巴省一直延伸到美国的路易斯安那州和德克萨斯州。公众和垂钓者常将它们视为“粗鱼”(一个非科学的术语),意味着它们并不特别受欢迎,因为它们不是商业捕捞对象,因此没有经济价值。
正是这种对大嘴水牛鱼的看法导致科学家们长期以来一直忽视它们。然而,在过去五年里,研究人员对它们有了一系列新的惊人发现。
首先,有记录显示,它们的寿命可达127年,使其成为世界上寿命最长的淡水鱼。而且它们似乎不会随着年龄增长而生物性衰退。最近,研究人员意识到,它们近几十年来稳定的种群数量可能是因为这些老鱼没有死亡,即使它们未能产出存活至成年的幼鱼。
研究这些鱼的少数专家担心,它们的数量可能会急剧下降,甚至无法避免。到目前为止,研究清楚表明的是,我们对大嘴水牛鱼的了解太少,还有许多未解之谜。
“它们是世界上最古老的动物种群之一,但却没有对这个物种进行任何管理或保护,”明尼苏达州德卢斯大学的鱼类研究员亚历克·拉克曼说,他是研究大嘴水牛鱼及其衰老问题的首要专家之一。
拉克曼领导的研究团队在2019年发表的一篇论文中首次发现了明尼苏达州大嘴水牛鱼的百年寿命。在此之前,人们认为这种鱼的寿命只有26年左右。他后来在北美其他地区的其他水牛鱼物种中也证实了存在大量百岁个体。
拉克曼对这些鱼的兴趣与他之前的博士研究方向不同,他的博士研究是关于阿拉斯加北极的非叮咬蠓虫。出于好奇,他参加了一些鱼类学课程,并学习了如何使用大多数鱼类耳朵中的耳石(一种石状结构)来确定鱼的年龄。耳石会随着时间的推移长出年轮,就像树木一样。通过将其切成薄片,科学家们可以数出并分析这些年轮,从而准确判断鱼的年龄。
当他回到明尼苏达州时,再次出于好奇,拉克曼开始解剖周围本土鱼类的耳石。“我鉴定过的第一条大嘴水牛鱼将近90岁,”他说,“我当时想,‘哇,天哪’……一开始真难以置信。”
这一发现让拉克曼对这种奇怪但鲜为人知的鱼类产生了更多疑问。几年后,他与生物衰老领域的专家合作,评估了不同年龄大嘴水牛鱼的已知压力和衰老标志物。
研究人员观察了免疫细胞比例以及端粒长度(端粒是染色体末端的DNA区域,限制细胞分裂的次数),这两者都是生物衰老的指标,并将其与显示鱼类真实年龄的耳石年轮进行了比较。
该研究的共同作者、北达科他州立大学的生物学家布里特·海丁格表示,2021年发表的研究仅提供了每条鱼在某一时刻的健康状况快照,她的研究方向是生物体为何以不同速度衰老。但她说,研究表明“我们在这些生物身上真的没有看到随年龄增长而衰退的迹象”。
与通常预期的不同,鱼类年龄的增长并未与端粒缩短(一种生物衰老的迹象)相关。相反,它似乎与更好的免疫功能有关,包括中性粒细胞与淋巴细胞的比例下降——这一变化表明,这些鱼在衰老过程中能更好地应对身体压力,免疫力也会增强。
海丁格表示,关于这些鱼为何能在老年时保持健康,仍有许多未知之处,但它们可能通过一种酶来维持端粒长度,防止端粒缩短。然而,不幸的是,端粒无法告诉我们大嘴鱼的最大寿命可能是多少,也无法保证它们越老越好的趋势会继续下去。毕竟,“衰老是一个非线性过程”,海丁格说。
但最近的研究还展开了另一个谜题。由于样本中如此高比例的鱼都异常年老,这引出了另一个问题:年轻的鱼都去哪里了?
拉克曼和他的合作者决定对明尼苏达州莱斯湖中的鱼类年龄进行抽样调查,同时每年观察它们的产卵行为。在最近的一篇论文中,他们报告说,在抽样并鉴定年龄的390条鱼中,有389条(占99.7%)的年龄超过50岁。中位年龄为79岁,这意味着该种群中的大多数鱼都是在第二次世界大战结束前出生的。
但真正令人震惊的是,尽管大嘴水牛鱼每年5月左右都能成功产卵,孵化出许多幼鱼,但到了夏末,所有幼鱼的迹象都消失了。事实上,60多年来,这里一直没有成功繁衍出新一代幼鱼,拉克曼说。“1957年之后存活的每一条幼鱼都是统计上的异常值。”
研究人员认为,这种惨淡的存活率很可能是另一种本土鱼类——梭鱼的捕食所致。梭鱼也在莱斯湖产卵,只是时间稍早一些,因此很可能是幼梭鱼在捕食幼水牛鱼,拉克曼说。科学家们推测,这些鱼之所以寿命异常长,实际上是对其幼鱼很少能成功存活的一种适应。但要确定这一点,还需要更多研究。
“对我来说,这有点像鸡和蛋的问题”,莱斯湖国家野生动物保护区的管理员沃尔特·福特说,他也是该论文的共同作者。一方面,他说,它们可能一直是一种寿命很长的物种,因此繁殖幼鱼可能从来都不是一件紧迫的事情。另一方面,也许幼鱼难以存活到成年促使了这个物种的寿命越来越长。
无论原因是什么,没有人知道目前60年的间隔是否正常,也不知道这些鱼的最大寿命可能是多少。莱斯湖的种群并非孤立存在,因此可能与来自其他地方的其他种群混合。到目前为止,研究所涉及的大多数(如果不是全部)大嘴水牛鱼种群都同样偏向于非常老的鱼——这表明这种情况可能很普遍。随着当前一代越来越老,这些种群可能变得脆弱。
“拉克曼的新论文真正可怕之处在于”,海丁格说,她意识到高水平的成年鱼死亡率“可能会消灭这个种群”。拉克曼补充说,目前没有人知道大嘴水牛鱼的数量有多少,也不知道存在多少个不同的种群。
成年大嘴水牛鱼没有天敌——除了人类。虽然它们在加拿大被列为特别关注物种,在宾夕法尼亚州被列为濒危物种,但在美国其他地区,几乎没有对它们采取任何保护措施。它们是受欢迎的弓钓目标,而在明尼苏达州,对弓钓者一次可以捕杀的数量没有限制,福特说。他说:“我们经常会在不远处发现一堆堆被丢弃的鱼”。
拉克曼表示,保护和提高意识是关键。人们常常会把大嘴水牛鱼误认为是入侵的鲤鱼物种,认为消灭它们是在帮助生态系统。具有讽刺意味的是,大嘴水牛鱼是本土物种,可以帮助保护这些生态系统免受入侵物种的侵害。
福特表示,既然我们现在已经知道这些鱼非常古老,而它们的幼鱼却难以存活,他希望像明尼苏达州这样的州能尽快对捕捞它们设置必要的限制,同时科学家们可以了解更多信息,并想办法帮助这个物种。他说:“我们需要加快对这方面的研究,这看起来很紧迫。”
然而,只要大嘴水牛鱼不被广泛认为是一种重要或有趣的物种,就很难进行这样的研究。大嘴水牛鱼也不被认为具有生态重要性,这导致它们被忽视。这是一个恶性循环:大嘴水牛鱼被忽视,没有资金用于它们的保护或研究,而研究的匮乏又使我们无法看到它们的重要性和脆弱性,因此它们继续被忽视。许多其他被忽视的鱼类物种也有类似的情况——新的研究才刚刚开始揭示其他“粗鱼”如弓背吸盘鱼、弓鳍鱼和红马吸盘鱼之前未知的复杂性。
在专家们能够知道如何帮助大嘴水牛鱼之前,还有很多需要了解的地方。“我们对大嘴水牛鱼的基本生物学知识了解很少,”加拿大魁北克市国家科学研究所的鱼类生态学家伊娃·恩德斯说,“我们对它们的新陈代谢率,或者它们能耐受的温度范围了解很少——如果你想对物种分布进行预测或建模,以应对气候变化,这些都是非常重要的变量。”
拉克曼补充说,对于明尼苏达州的种群来说,科学家们甚至不知道它们从哪里迁徙而来,也不知道它们在产卵前后一年中的其余时间在哪里度过。
拉克曼说,幼鱼难以存活到成年的一个理论可能是水坝建设对栖息地造成了破坏。如果真是这样,他们能否找出问题的症结所在,并及时扭转这一趋势,还有待观察。
如果研究人员和保护主义者行动不够迅速,我们就有可能失去一种拥有迷人且可能独特的生物秘密来抵御衰老的物种。不清楚我们剩下的时间是几十年还是只有几年,但时间正在流逝。
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