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小碎片,大问题

2019-08-03

华夏地理 2019年5期
关键词:戈夫惠特尼仔鱼

这只蓝色手套在水里的时间还不够久,不像多数的海洋塑料会在海浪和阳光的影响下分解成碎片,也就是微塑料。大拇指下方的仔鱼是玉鲳,位于食指根部身上有条纹的是鲯鳅。

夏威夷沿海的幼鱼栖息场,现在充斥着微塑料。许多海洋鱼类靠着海面油状物长大,这里富含浮游生物和其他鱼的食物,根据美国国家海洋和大气管理局在火奴鲁鲁的研究人员调查,海面油状物中现在也含有许多塑料。他们用细孔渔网在大岛沿海的海面油状物中拖捞,再将捞上来的东西加以分析。照片中这只5厘米长的拟态革鲀大约50天大,正在一大片“塑料汤”中游动。

一边是鱼食,一边是塑料。从英吉利海峡取来的少许表层海水中,有一只体长约8毫米的鳞虾、一只比较小的十足类甲壳动物,以及一只橘色海星,它才刚度过在薄膜中漂浮的幼鱼阶段。右边的白色碎片和磨损的红色纤维是聚乙烯,但对幼鱼来说可能看起来和食物没两样。在一项2017年的研究中,普利茅斯海洋实验室和普利茅斯大学的研究人员捕捞了一群仔鱼,结果发现有3%的仔鱼吃下了微塑料纤维。

画上网格的培养皿有助于海洋和大气管理局的技术人员整理样本,找出里面的微小生物,像是中间一排最左侧格子外的豆娘鱼仔鱼。每个格子的长宽都是1厘米。

不久前我到太平洋瓦胡岛西南海岸外浮潜。这座夏威夷岛屿这一侧的岸崖非常陡峭,当我们搭乘小艇往目的地驶去时,很快就看不见水底了。回望岛屿时,我看见一千多米高的怀厄奈山绿色的山坡耸立在沙滩后方。通常山脉会屏障此处水域不受信风影响,但那天却吹起一阵微风,激起的小小波浪几乎让我看不清楚此行想见到的东西:海面上薄薄一层如浮油般的表层水,里面富含有机微粒,新生幼鱼觅食其中,奋力度过生命开头最危险的几个星期。

我把头探进那片泛着光泽的海水中,发现里面是一处幼鱼栖息场:鱼卵像小小灯笼一样漂来漂去,卵黄囊在阳光照射下发出光芒,跟瓢虫一样小的仔鱼迅速游动。一条十美分硬币大小的豆娘鱼从旁游过,相较之下显得巨大。我们的下方有一群身长30厘米的脂眼凹肩鲹,长得像鲭鱼但眼睛很大,它们会吃掉任何不幸生来就小的东西。

我当天的向导是海洋学家贾米森·戈夫和鱼类生物学家乔纳森·惠特尼,他们都在火奴鲁鲁的美国国家海洋和大气管理局工作。这两人为了搞清楚眼前这一片混沌的景象,已投入一項持续近三年的研究计划。仔鱼阶段是渔业科学的“黑匣子”:进去的是受精卵,出来的是幼鱼,但里面到底发生了什么事仍一团模糊。仔鱼又小又脆弱,实在很难供人做研究,而且绝大多数的仔鱼无法活到成年。然而世界各地海域的鱼群,以及以鱼为食的动物的生存,全都取决于有多少仔鱼存活及它们的状态如何。

戈夫和惠特尼最近有一个发现,而戴维·利特施瓦格尔为他们采集的海水样本所拍摄的照片也显示了同一点,那就是聚集在夏威夷沿海油状物里的东西,不是只有鱼类和能够滋养它们的食物。那里也有微塑料,也就是细小的人类垃圾碎片,数量多到仔鱼出生的头几天就会吃到。

对新生幼鱼来说,吃了东西就能多活一天。但如果它们第一餐吃的是塑料,就无法摄取到让它们撑到下一餐的热量。“它们历经万难才达到这个阶段,”戈夫说,“它们孵出后找到这处海面油状物,一边吃一边长大,能活到现在的都是千中选一的幸运儿。而现在塑料却不断汇入。”

“最关键的就是第一餐,”惠特尼说,“如果吃到的是一片塑料可能就完了。只要有一丝塑料进入仔鱼的胃里,就可能造成死亡。”

海洋里的塑料废弃物大多来自河流或随意倾倒在陆地上的垃圾,根据佐治亚大学詹娜·詹贝克于2015年所做的研究,每年平均有900万吨的塑料废弃物往海洋流去。阳光、风及海浪最终会把海洋塑料分解成几乎看不见的碎片,而这些不到5毫米大的微塑料对鱼类会有什么影响,是最大的未知数及隐忧之一。

鱼类为近30亿人口、无数海鸟以及其他海洋动物提供重要的蛋白质。但是调查数据显示,全球鱼群数量自1970年来已经减半。数量衰退的主要原因是过度捕捞,但污染及气候变迁所引起的海水暖化和酸化也带来愈来愈大的冲击。

早在20世纪70年代初期,科学家就在新英格兰和英国沿海捕获的鱼胃内发现塑料颗粒,这是用来制造塑料产品的原料。较近期的研究则发现愈来愈多种成鱼的体内出现更小的塑料微粒。对仔鱼的研究相对要少很多,但是由于环境中的各种事物对仔鱼的影响都比较大,因此它们很可能更容易受到微塑料危害。“任何一种压力源对生命早期阶段造成的冲击,都会比对生命晚期阶段的冲击大。”俄勒冈州立大学的毒理学家苏珊·布兰德说,她正在研究塑料对鱼类生长的影响。

如果新生幼鱼吃的是微塑料,就无法摄取到生存所需的热量,如此一来可能就没机会长大,因为幼鱼要克服的困难已经够多了。

大多數海洋鱼类在释放了数千甚至数百万颗卵和精子到广阔的海洋后,就不再和这些后代相见。鱼卵一两天后孵化,开始自力更生。

刚孵化的鱼看起来奇形怪状,头部过大,鱼尾几乎未成形。它们必须拼命进食才能让身体成形。人类婴儿在子宫的庇护下成长,鱼类则是在进入这个无情的世界后才开始发育。

“它们超早孵化,”惠特尼说,“它们的脑还很小,有些鳍甚至尚未成形,肝脏也还没发育完成,更别提听觉或视觉了。虽然它们只有部分发育,但还是积极地游动、进食、自求生路。”

大多数仔鱼会被掠食者捕食或饥饿至死。“这就是鱼要产那么多卵的原因。”专门研究鱼类早期生命阶段的俄勒冈州大学海洋生态学家苏·斯波诺格尔说。

仔鱼阶段真的是步步惊心,它们刚开始必须在海面油状物中寻找食物。海面油状物大多形成于世界各地的沿海地区,这些地方的海流、潮汐或潜波会让漂浮在水中的有机油污状物质汇聚并集中起来。

有些仔鱼会游到有油状物的海面,有些仔鱼和尚未孵化的卵则漂过去。掠食者也会聚集在海面油状物,如果一条仔鱼有办法逃过被吃掉的命运,并找到足够的食物,那在它出发返回永久栖息地的时候,体长会达到约5厘米。碰对海流就能到达栖息地,碰错海流则会流入大海。在遇到我们的塑料垃圾前,仔鱼的一生就已经充满变数了。

大多数海洋鱼类都是糟糕的父母:它们从未见过自己的后代。

惠特尼和戈夫会来到夏威夷研究海洋科学完全是偶然。37岁的惠特尼于2006年来到这里,以志愿者身份参加一项统计座头鲸数量的计划。研究生期间,他的研究对象缩小到海洋中最微小的生物。

40岁的戈夫在圣地亚哥长大,还不识字就会冲浪了。帮忙割掉缠绕在夏威夷珊瑚礁上重达65吨的废弃渔具后,他开始读研究生,为的是成为海洋学家。他专门研究风、潮汐及海浪对海洋生态系统,尤其是海面油状物的影响。

海面油状物只会短暂存在,一旦天气变坏就会散开,这使得对其进行研究变得很难。戈夫和惠特尼带我去看瓦胡岛沿海的海面油状物,是因为那里很靠近他们的实验室,但他们主要的研究地点是在夏威夷大岛的西侧,那里的两座火山比瓦胡岛的怀厄奈山脉更能防风。陡降的海床带来了意外的好处:海面油状物引来的海水鱼群不仅有岩礁鱼类,还有来自更深层海洋的鱼类,包括商业价值很高的鲯鳅、剑鱼及旗鱼。

“我们最酷的发现之一是这里的鱼种多样性,”惠特尼说,“有深海鱼、中层海水鱼,以及岩礁鱼,全部都在生命最初几个星期在海水表层互动。这种现象实在太特别了。我想不出地球上还有哪个地方可以让来自不同区域的幼体共享一个育苗场。”

他和戈夫本来就预期会在海面油状物中发现塑料,因为夏威夷岛链位于太平洋垃圾带的漂浮范围内,但是他们从未打算加入搜寻微塑料的行列,虽然已经有很多海洋科学家把工作重心摆在这上面。他们聚焦在仔鱼的基础研究上,然而样本中含的塑料实在太多了,他们不得不修改计划。

他们没想到会有这么多塑料。最早解剖的几条鱼中就有一条的肠子内有塑料。

初步结果显示,集中在海面油状物的塑料,比集中在这里的仔鱼还要多。惠特尼和戈夫发现,在海面油状物以外的海水,仔鱼数量几乎是微塑料的三倍;但海面油状物内则正好相反:微塑料的量是仔鱼的七倍以上。平均来说,海面油状物内的塑料量,几乎是外面海水的130倍。

“我们没想到会发现这么大量集中的微塑料。”戈夫说。他们最早解剖的几条鱼中就有一条的肠子内有塑料。

这类塑料所造成的伤害目前在科学上仍无定论,不过实验室的检验已提供了一些线索。如果鱼类吃进去塑料,食欲及成长速度都会降低,这可能会影响到它们的繁殖,最终影响到鱼群数量。“雌鱼长得愈大,体内的卵就愈多,生出的后代也就更多。”布兰德说。

惠特尼和戈夫的实验室解剖了超过650条仔鱼,这些仔鱼的体长大多在8毫米至13毫米之间。他们发现在海面油状物里捕到的仔鱼,有8.6%体内含有塑料,听起来好像不太高,而在海面油状物外的海水捕到的仔鱼,体内含有塑料的比例更不到这个的一半——然而科学家知道,仔鱼生存状态的细微变化,会转化为整体鱼群的巨大变化,而且会因为连锁反应而影响到上层食物链。

海洋和大气管理局的研究人员在剑鱼、旗鱼及其他五个鱼种的仔鱼胃里,发现经常用以制造渔具的聚乙烯和聚丙烯材质蓝色细丝,细丝看起来很像仔鱼垂涎的食物:细小的桡足类,这种略带蓝色的甲壳动物有着细长的触须。

惠特尼和戈夫没有在鲯鳅仔鱼的体内发现塑料,他们也不知道为什么。是因为鲯鳅的视力发育比较早,所以比其他鱼种更能分辨塑料和猎物吗?或是因为吃了塑料的鲯鳅都死了,所以才没有被统计到?

飞鱼似乎特别常吃塑料。飞鱼除了是大型鱼类(例如鲨鱼)的猎物外,还是夏威夷95%海鸟的主要猎物。这些鸟在吃飞鱼的同时也吃进塑料了吗?这会不会影响鸟类呢?戈夫说,研究人员每回答一个问题,就有十个新问题冒出来。

他和惠特尼发现胃里有塑料的鱼之中,最小的体长大约只有6毫米,但它吃进去的塑料纤维还要小。

“这些纤维小于1毫米,几乎无法用肉眼看到,”惠特尼说,这才是“令人震惊的部分:我们看不到的碎片才是问题所在。”

这份海水样本中,蓝色塑料袋已开始分解;两条扭曲变形的渔网绳头让藻类和其他生物聚集其上;一条体长不到5厘米带有斑纹的鲯鳅仔鱼(中间偏右)转身游离绳子;一条2.5厘米长的鳞鲀(上偏左)则游向一块三角形白色塑料碎片,这条鳞鲀约十周大,差不多到了返回礁石的年纪。

在夏威夷沿海,国家海洋和大气管理局团队用渔网连续拖捞八分钟,就能捞起一大堆生物体(左)和塑料(右)。

汇聚的海流把生物和塑料都推移到同一片海面油状物中,实验室的技术人员用镊子将两者分开。电脑程序负责算出塑料碎片的数量并测量大小,技术人员则用显微镜鉴定生物的种类。

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