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鸚嘴魚|神奇又重要的「斜杠魚」

2024-02-02科學

2013年,潛水愛好者馬克在澳洲大堡礁附近拍下了珊瑚被「切開」的奇怪照片,引起了廣泛爭論。

有人說這可能是「珊瑚殺手」棘冠海星幹的,還有人說這是人為的破壞,但最後海洋生物學家認為,這是被長著堅硬牙齒的魚咬過的痕跡。究竟是什麽怪魚愛啃食珊瑚呢?

▲ 被「切開」的珊瑚 (圖片來自網絡)

這類魚叫鸚嘴魚,屬於鱸形目、隆頭魚亞目、鸚嘴魚科,廣泛分布於熱帶和副熱帶的珊瑚礁海域。它們有著龐大的家族,全球共10屬99種。 在中國則主要棲息於南海諸島海域,共記錄7屬48種 ,其中大鸚嘴魚屬 ( Bolbometopon )、纖鸚嘴魚屬 ( Leptoscarus ) 均1種,鯨鸚嘴魚屬 ( Cetoscarus ) 和馬鸚嘴魚屬 ( Hipposcarus ) 均2種,絢鸚嘴魚屬 ( Calotomus ) 3種,綠鸚嘴魚屬 ( Chlorurus ) 11種,鸚嘴魚屬 ( Scarus ) 28種。

鸚嘴魚家族的成員從體色、體型乃至顏值都參差不齊,小至十幾厘米,大至1.3米;許多鸚嘴魚擁有熠熠閃爍的絢麗鱗片,但隆頭鸚嘴魚 ( Bolbometopon muricatum ) 除外,身為鸚嘴魚家族中的「大哥大」,它們毅然摒棄了艷麗的外表,披著一身暗沈的綠褐色,裸露在外的「煙漬牙」和現實版的「焦頭爛額」,讓它們成了長相最寒磣的魚類之一。

▲ 隨便長長就算的隆頭鸚嘴魚 (圖片來自網絡,拍攝者:AIELLO R)

但不管鸚嘴魚的外形如何變化,唯一不變的特征就是它們的嘴。鸚嘴魚的嘴的確恰如其名——酷似鸚鵡的喙。它們那永遠合不攏的嘴長著一口「齙牙」,有種每時每刻都在傻笑的錯覺。

除去個性十足的牙口外,鸚嘴魚看似只是普通的珊瑚礁魚類,但實際上,這些愛笑愛吃愛拉愛睡覺的「大憨憨」個個身懷絕技,很難說哪一種技能最教人嘖嘖稱奇。只有一件事可以肯定,它們並不是破壞珊瑚的怪魚,當你越了解鸚嘴魚,就會發現它們遠比你想象的重要。

▲ 棕吻鸚嘴魚|王騰 攝

1 技藝高超的「變裝達魚」

鸚嘴魚特別會變。 改變體色、形態甚至性別 ,對它們來說都是小菜一碟。

幼魚期的它們似乎對性別沒有太多想法,於是清一色都是無性別,多是灰褐色;初期階段的雌魚通常呈紅褐色,只有在性逆轉為終期階段的雄性後才顯露出尊貴的艷麗藍綠色;可當群體數目開始減少時,又或者雄魚遭遇不測時,魚群中體型最大、最強壯的雌魚就會自動轉變成雄性,擔負起繁殖的重任。它們棕紅色的身體逐漸變藍,隨後慢慢長出了深綠色魚鰭,與此同時身形也開始發生巨大變化,有的尾鰭從原來的圓形變成漂亮的雙凹形。

其實變性向來是低等生物保障族群有效繁殖的一種手段,在危機四伏的海裏,要想繁衍生息,就得遵循一些奇怪的生存法則,鸚嘴魚早已接受了這個現實。

▲ 鸚嘴魚的體色變化|王騰 攝

然而,鸚嘴魚顏色各異,種類繁多,且個體從雌性轉變為雄性、幼魚成長為成魚時,體色也會隨之改變,這導致了鸚嘴魚物種鑒定的困難,不利於開展其資源調查、物種起源和前進演化、以及保護與開發等研究。

為探究鸚嘴魚的魚體形態在其種間中的主要差異,中國水產科學研究院南海水產研究所王騰博士團隊於2019—2022年在西沙群島海域 (15°46′N—17°08′N、111°11′E—112°54′E) 采集到10種鸚嘴魚,選取24個形態學性狀進行測量,采用多元分析方法對鸚嘴魚物種進行了形態差異判別分析。

▲ 鸚嘴魚樣本的基本資訊

根據Fisher線性判別函數的交叉驗證結果,10種鸚嘴魚的判別率為47.1%~98.2%,綜合判別率為81.1%。其中,判別率最高的是長頭馬鸚嘴魚 (98.2%);其次為星眼絢鸚嘴魚 (97.7%);第三是灰鸚嘴魚 (97.2%);鸚嘴魚屬內物種的判別率較低 (47.1%~80.5%),其中判別率最低的是截尾鸚嘴魚 (47.1%)。

▲10種鸚嘴魚的交叉檢驗結果

根據10種鸚嘴魚的形態學判別散點圖,10種鸚嘴魚可劃分為4個區域,能有效地將長頭馬鸚嘴魚 (馬鸚嘴魚屬) 跟其他鸚嘴魚物種區分開,將灰鸚嘴魚 (綠鸚嘴魚屬) 跟其他鸚嘴魚物種區分開。

▲鸚嘴魚10個物種的形態學判別結果散點圖

綜上所述,西沙群島10種鸚嘴魚主要的形態性狀具有一定的相似性,而頭長、尾柄長、尾柄高、過眼頭高等形態性狀在鸚嘴魚不同屬間的差異較明顯,可作為判別分類的依據。

2 會織「睡袋」的精致Fish

鸚嘴魚非常重視「好好睡覺」這件事,它們是魚圈中的「睡神」,據說有些鸚嘴魚能夠不間斷地睡上10個小時。鸚嘴魚大都有著招搖的絢麗色彩,它們是如何在海裏睡那麽長時間卻免遭殺身之禍呢?這得益於它們「夢周公」的有趣習慣。

與其他躲進珊瑚縫隙或礁石隱蔽處睡覺的珊瑚礁魚類不同,每當夜幕降臨的時候,一些鸚嘴魚會花上1~2小時,透過鰓中的特殊腺體分泌黏液,形成一個透明的繭,將全身嚴嚴實實地包裹起來,美滋滋地在裏面呆著,一動不動,看起來像是靜止了一樣。這個看似單薄的氣泡「睡袋」不僅可以將鸚嘴魚的氣味隱藏起來,避免被如鯊魚、海鰻等兇殘的捕食者找到,還能在被捕食者攻擊的時候為逃跑爭取黃金時間。次日,鸚嘴魚會咬破「睡袋」,不停地暢遊,直到下一次疲倦襲來。

▲「作繭自縛」的鸚嘴魚 (圖片來自網絡,拍攝者:COLLINS N)

3 珊瑚礁的「生態工程師」

晚上睡飽後的鸚嘴魚,白天就化身為活力十足的吃貨。它們雖然是「吃素」的,餐單主要是珊瑚上的藻類,但由於其上下頜齒愈合成了一排堅韌的齒板,像是一片刀刃,金屬裁切機般的牙齒搭配特殊的顎骨,使得鸚嘴魚在刮食覆蓋在珊瑚上的藻類時,不可避免地也把堅硬的珊瑚像吃曲奇一樣啃掉,這便出現前面提到的珊瑚枝被「切掉」的情景。

▲ 正在啃食珊瑚的鸚嘴魚 (圖片來自網絡,拍攝者:CLEMENTS K)

眾所周知,不到海洋面積0.1%的珊瑚礁,卻滋養著全球25%的海洋生物,於是被稱作海底的「熱帶雨林」。那麽鸚嘴魚咬珊瑚的話,它們就是破壞珊瑚的敵人了咯?一開始,人們的確把鸚嘴魚看成是吃珊瑚的壞家夥,但現在卻紛紛呼籲要保護它們,這又是為什麽呢?

珊瑚礁是由珊瑚蟲進行鈣化作用而形成的。珊瑚蟲在生長時會分泌碳酸鈣(CaCO3) 骨骼,隨珊瑚蟲死去之後,骨骼成為基座,新個體便成長於其上,而骨骼持續堆疊,珊瑚礁就這樣成長。但當珊瑚受到高溫等巨大壓力時,蟲黃藻會被宿主排出,導致珊瑚白化,最終死亡。

不過近些年的研究發現, 鸚嘴魚是珊瑚礁生態系中至關重要的一環 。

Taylor等[1]對西太平洋的大堡礁和印度洋的查戈斯群島嚴重白化的珊瑚礁的魚類族群進行了研究,發現鸚嘴魚的數量增加了2~8倍。因為當大量的珊瑚礁發生白化現象時,珊瑚礁貧瘠的表面很快會被微藻和藍藻所侵染,這為鸚嘴魚提供營養豐富的食物。他們認為珊瑚礁和鸚嘴魚構成一個反饋回路,鸚嘴魚有助於白化珊瑚礁的恢復。即當珊瑚礁受到破壞時,鸚嘴魚的數量就會增加,而隨著珊瑚礁恢復健康,鸚嘴魚數量就會下降。

Shantz等[2]對佛羅裏達群島的珊瑚礁進行了研究。結果顯示,禁止最大型的鸚嘴魚進入後,藻類的生長速度提高了4倍,而禁止大中型鸚嘴魚進入後,藻類的生長速度提高了10倍。

由此表明, 鸚嘴魚可以透過抑制藻類生長來維護珊瑚的健康 。魯迅先生曾說過「無破壞即無新建設」,看來鸚嘴魚是徹底踐行了「不破不立」的真理。

另外值得註意的是,鸚嘴魚會選擇性地啃掉盛極而衰的、而非生長緩慢的珊瑚林,它們啃掉衰老的珊瑚,為年輕的珊瑚蟲騰出空間來定居、生長,從而建造新的珊瑚礁。能把珊瑚礁家園打理得如此井井有條,怪不得鸚嘴魚被譽為是珊瑚礁的「保護神」。

▲ 鸚嘴魚在白化的珊瑚礁上尋找食物 (圖片來自網絡,拍攝者:LINDFIELD S)

4 超強「造沙永動機」

一個冷知識: 熱帶海灘上70%的沙子都是鸚嘴魚的便便 。

鸚嘴魚愛吃也愛拉。如果你跟在一條進食後的鸚嘴魚身後,可能會看見它在投射沙子「煙霧彈」,若是碰見隆頭鸚嘴魚團伙,更會目睹恐怖的「沙塵暴」。

鸚嘴魚在進食時,諸如珊瑚蟲、海藻之類有營養的物質會直接被消化吸收,而那些順帶吃進肚子裏的珊瑚則被其石磨一樣的咽齒磨成細小的顆粒,然後被排出體外成為沙子。大部份沙子被洋流帶走,日積月累後被沖上海岸,形成了一個又一個美麗的白沙灘。可以說,每條鸚嘴魚都是一個超強「造沙永動機」。

▲ 產沙中的鸚嘴魚 (圖片來自網絡,拍攝者:布朗尼飛魚)

據研究[3-5]顯示,鸚嘴魚的便便占珊瑚礁砂總量約80%,一條鸚嘴魚每年可排出細砂約200~300公斤,而隆頭鸚嘴魚更是可以制造近千公斤。馬爾代夫每年新形成的沙子85%是鸚嘴魚的功勞;加勒比海域的白色沙子的97.6%是由鸚嘴魚制造出來的;而夏威夷的鸚嘴魚每年產的沙子甚至能把一個成年人從頭到腳覆蓋!總之,那些讓人夢寐以求的度假勝地白沙灘,都是這些「海洋建築工」的傑作。

解鎖完鸚嘴魚的多重身份,相信你現在已經意識到,鸚嘴魚不僅有趣,還非常重要。它們用奇特之美,日復一日地裝點著碧藍的大海和絢爛的珊瑚林,為促進珊瑚礁的健康成長,以及維護海洋的生態平衡做出了舉足輕重的貢獻,值得成為珊瑚礁上最引人註目的魚類之一。

參考文獻

[1] TAYLOR M B, BENKWITT E C, CHOAT H, et al. Synchronous biological feedbacks in parrotfishes associated with pantropical coral bleaching[J].2019,26(3):1285-1294.

[2] SHANTZ A A, LADD C M, BURKEPILE E D.Overfishing and the ecological impacts of extirpating large parrotfish from Caribbean coral reefs[J].Ecological Monographs, 2019.DOI:10.1002/ecm.1403.

[3] BELLWOOD D R. Production and reworking of sediment by parrotfishes (family Scaridae) on the Great Barrier Reef, Australia[J] Marine Biology,1996,125(4):795-800.

[4] MORGAN K M, KENCH P S. Parrotfish erosion underpins reef growth, sand talus development and island building in the Maldives[J]. Sedimentary Geology,2016,341:50-57.

[5] TUCKER M E, WRIGHT V P. Carbonate sedimentology[M]. New York: John Wiley & Sons, 2009.

相 關 文 章

康誌鵬,劉永,李純厚,趙金發,石娟,王騰*. 西沙群島10種鸚嘴魚魚體形態學研究 [J]. 南方水產科學. DOI:10.12131/20230157.(點選論文題目 可了解詳情)

撰文|章麗萍,王騰