这种软体动物面临灭绝危险

2022-04-11 18:54:23

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原创：国家地理中文网

在南大西洋海岸发现的天王赤旋螺是佛罗里达州的州贝壳。但专家表示，几十年来不加节制的捕捞以及栖息地的退化，正使这种令人惊叹的软体动物面临灭绝危险。摄影：MICHAEL PATRICK O'NEILL, BLUEPLANETARCHIVE
撰文：CYNTHIA BARNETT
根据一项新的研究，天王赤旋螺的寿命和繁殖时间都比我们之前所了解的要短，该研究警告称，墨西哥湾的天王赤旋螺数量可能正接近崩溃。
天王赤旋螺的纺锤形螺壳可以长到30厘米多，橙红色的身体像交通锥一样明亮，这使它成为美国东南部海滩上最引人注目的物种之一。过去，它们的体型还要大：佛罗里达州的历史照片显示，游客们拖着天王赤旋螺的螺壳，长度大概是一个小孩身高的一半。这种尺寸的螺壳如今已经见不到了，研究人员不禁要问为什么。
科学家们利用贝壳年轮学——树木年代学或年轮科学的贝壳版——来调查这些动物的寿命。根据记录，其米白色螺壳从一端的尖顶到另一端的漏斗尖长达60厘米。由于它们的身型如此之大，一些科学家一度认为这些掠食性海螺可以活半个世纪或更久，雌性海螺会在几十年内将数十万只小海螺送入大海。然而，新的研究表明情况并非如此。
在7到10年之间，“它们的实际寿命明显缩短了，”这项新研究的负责人、南佛罗里达大学海洋生态学家Gregory S. Herbert说道。周三发表在《PLOS ONE》的新研究表明，雌性海螺在生命晚期才产卵。现存最大的天王赤旋螺要比研究中用到的历史上最大的海螺体型小、年纪轻，“留在野外的最大的雌性海螺可能一生中很少有产卵活动，如果它们在野外真的存在的话，”文章警告称，这将使海湾地区的天王赤旋螺种群陷入危机。
早些时候的研究表明，天王赤旋螺的尺寸在过去几十年里一直在缩小，“这是临界点即将到来的普遍迹象，”Herbert说道。和其他生活在人口密集海岸附近的海洋动物一样，由于开发和污染，天王赤旋螺失去了相当大的栖息地，包括它们最喜欢的泥滩和海草床上的繁殖地。由于气候变化，它们的海湾栖息地也在变暖，鉴于额外热量对其他大型软体动物的负面影响，科学家认为这将进一步增大它们的压力。但科学家们也表示，因为天王赤旋螺的螺壳备受追捧，人们对其进行了过度捕捞，这才是造成它们数量减少、体型变小的更直接原因。
根据佛罗里达鱼类和野生动物保护委员会的数据，佛罗里达州天王赤旋螺的商业捕捞量从1996年的14511只下降到2000年的6124只；2015年为1461只;，到2020年，只有67只。休闲垂钓捕捞量尚不清楚。

1948年，佛罗里达州萨尼贝尔岛，一个孩子拖着天王赤旋螺的螺壳。如今，无论是空壳还是活体动物，这样的尺寸都很少见了。摄影：STATE ARCHIVES OF FLORIDA

1948年，佛罗里达州代托纳海滩，Betty Boone从一个巨大的天王赤旋螺螺壳中倒出了水。摄影：STATE ARCHIVES OF FLORIDA
钻得数据
为了估计年龄和生殖成熟度，Herbert的团队分析了博物馆收藏的大型天王赤旋螺螺壳的化学同位素。海洋软体动物利用周围海水中的碳酸钙来建造自己的壳，这成为了记录其生命历史和环境信息的化学日记。在双壳类动物（如蛤蜊）中，科学家们可以将壳锯成两半，在横截面上读出标记时间的年轮纹，就像树轮一样。螺壳的构造是螺旋状的，因此我们不可能找到一种能显示出所有年轮纹的方式来切割外壳。
Herbert的团队使用微小的牙齿钻头钻入螺壳，磨出细粉来测量氧和碳同位素的相对重量。研究人员从每个螺壳的尖顶开始——这是海螺胚胎曾经居住并开始建造外壳的地方——沿着螺旋生长的外壳，一直研磨到螺壳边缘，收集了数百个样本。
通过分析氧同位素，了解温暖和寒冷季节的温度变化，科学家们就能确定贝壳的年龄。碳同位素受到动物自身生理的强烈影响，尤其是繁殖，这有助于研究人员推断出雌性海螺第一次产卵的时间。碳同位素还显示，雌性天王赤旋螺会在它们的卵块中注入大量能量，卵块是由成千上万个胶囊组成的蜂窝状结构，每个胶囊滋养着一个胚胎海螺，在其孵化和爬走之前，海螺会生长出完美的、豌豆大小的壳。
该研究还包括目前已知的最大的天王赤旋螺螺壳，这颗60.7厘米的美丽螺壳目前正在位于佛罗里达州萨尼贝尔岛的贝利-马修斯国家贝壳博物馆（Bailey-Matthews National Shell Museum）展出。科学家们不能钻开这颗创纪录的螺壳，但可以通过绘制它的螺线并与其他螺壳的生长曲线和同位素值比较，来估计它的年龄。最后，他们得出结论，建造它的动物活了16年，这可能是该物种的最大年龄。
佛罗里达鱼类和野生动物研究所的软体动物研究员Stephen P. Geiger表示，这只天王赤旋螺的年龄让人大吃一惊。佛罗里达鱼类和野生动物研究所为州监管机构提供物种管理方面的建议。传统观点认为，这只创纪录的天王赤旋螺至少有半个世纪的历史。Geiger说，还在研究天王赤旋螺基本生物学知识的科学家们假定雌性天王赤旋螺在漫长的一生中有很多机会产卵。这种假设使得天王赤旋螺被列入了“不受监管”的类别——就像佛罗里达州绝大多数鱼类和软体动物一样——对获准的商业捕捞者不设限制，对休闲垂钓者的日捕捞量限制为45千克。那可是很多海螺啊。

佛罗里达州棕榈滩附近的珊瑚礁上，一只天王赤旋螺正在产卵。摄影：MICHAEL PATRICK O'NEILL, BLUEPLANETARCHIVE

佛罗里达州西南部的凯斯岛（Kice Island）附近，退潮时，一只天王赤旋螺（北半球最大的海螺）向一只左旋香螺（lightning whelk）靠近。天王赤旋螺在进食前会用其硕大的橙色足部让猎物窒息。它们是海洋软体动物中的顶级捕食者，但人类会为了获取珍贵的螺壳对它们进行过度捕杀。摄影：AMY TRIPP
罕见的海螺
虽然这项研究的重点是佛罗里达州的天王赤旋螺，但这一物种分布很广，从北卡罗莱纳到大西洋沿岸，绕墨西哥湾，向南到墨西哥的尤卡坦半岛。据环境考古学家Karen J. Walker称，古代沿海地区的人以天王赤旋螺为食，并将螺壳坚硬的内柱用作沉子。作为以更小、更常见的海螺(如左旋香螺)为食的顶级掠食者，天王赤旋螺的数量总是少于其他软体动物。
然而，Herbert将海湾地区的死壳位置与今天栖息地的活体动物进行比较后发现，天王赤旋螺过去的活动范围要大得多。活动范围的缩小可能意味着它们正变得越来越稀少，或者一些种群已经灭绝，Herbert说道。科学家们并没有可靠的种群基线；20世纪中期，在最早的天王赤旋螺研究开始时，美国的贝壳收集热潮已经开始。1966年，圣彼得堡贝壳展向每个拥有50.8厘米以上天王赤旋螺的人提供免费入场券。那个时代的报纸文章显示，收藏家和纪念品猎人拿着螺壳，其厣（螺类介壳口圆片状的盖）完好无损，这通常表明这只海螺被收藏时还是活体，其厣与壳相连。
在那之后的几十年里，人们的环保意识逐渐增强，这帮助了这些贝壳居民，因为有道德的海滩游客会将活贝类留在岸上。佛罗里达州几个沿海地方政府，以萨尼贝尔岛为首，也开始禁止或限制活贝类收集。但在大部分海岸地区，为了满足水族馆市场或古玩交易市场的需求，天王赤旋螺仍在被大量捕捞，单个螺壳可以卖到100美元甚至更多。
研究结果表明，天王赤旋螺将受益于捕捞限制，比如小型螺可以至少产一次卵，高产的大型雌性也能得到保护。雌性天王赤旋螺比雄性大得多，因而更易成为捕捞对象。
标志物种濒临灭绝
这项新研究非常令人信服，它让人们看清了一些问题的紧迫性，贝利-马修斯博物馆的科学主管兼策展人、《鹦鹉螺》杂志的编辑José H. Leal说道。《鹦鹉螺》是最古老的软体动物科学期刊之一。让人们对保护软体动物产生兴趣是一个不小的挑战，但保护天王赤旋螺是一项很有价值的事业，Leal说道，他没有参与这项研究。“它能被看见，也令人惊叹。它是代表着佛罗里达州的贝壳。”
佛罗里达州立法机构在1969年指定天王赤旋螺为州贝壳。投票当天，棕榈滩贝壳俱乐部的会员们将一个贝壳放在佛罗里达州160名立法者围坐的桌子上。今天，与佛罗里达州其他一些代表物种一样，它也被人类逼到了绝境。比如，佛罗里达美洲狮在狩猎和栖息地丧失的压力下，已接近灭绝。该州的代表性海洋哺乳动物海牛正在遭受大规模死亡，这与污染造成的海草食物来源的丧失有关。该州的州树--龙鳞榈，正被一种入侵害虫传播的致命疾病所侵蚀，并且由于海平面上升造成的土壤盐碱化而在沿海森林中消亡。
这项研究强调了在不收集和杀害稀有动物的情况下，贝壳年轮学如何帮助填充软体动物的生活史，Herbert说道。尽管种群数据有限，但研究结果清楚地表明，天王赤旋螺值得保护。“它就像一个摇摇欲坠的花瓶，还没有倒下，但如果没人接住它，它就会粉身碎骨。”
（译者：陌上花开）