人为低频声对两种海洋底栖甲壳动物的影响：关乎生态平衡的关键研究

《Marine Biology》：Anthropogenic low-frequency sound effects on resting metabolism and energy pathways in two marine benthic crustaceans

为探究人为低频声对海洋底栖无脊椎动物的影响，研究人员以等足类的长眼寄居蟹（Idotea balthica）和端足类的欧洲钩虾（Gammarus locusta）为对象展开研究。结果发现，长眼寄居蟹对低频声耐受性强，而欧洲钩虾在低频声下氧消耗率显著降低。该研究对评估海洋生态影响意义重大。

　　在广袤无垠的海洋世界里，声音就像一把双刃剑。自然声音如海浪涌动、地震活动和动物交流，是海洋生态系统的和谐乐章；但近年来，人为低频声（10 - 500Hz）却如不速之客，随着船舶交通、海上风电场建设运营的增加而不断增多，在海洋中肆意蔓延。船舶航行产生的声音能传播至 10,000km 之远，海上风电场在建设和运营过程中也持续制造低频噪音。

目前，人为低频声对海洋哺乳动物和鱼类的影响已被较多研究，可对于底栖无脊椎动物的影响却知之甚少。要知道，底栖无脊椎动物在海洋生态系统中扮演着至关重要的角色，它们参与物质循环、能量流动，是海洋食物链的重要环节。若它们受到人为低频声的干扰，整个海洋生态系统可能会失衡。所以，为了填补这一知识空白，德国阿尔弗雷德?魏格纳研究所（Alfred Wegener Institute）等机构的研究人员开展了一项极具意义的研究，相关成果发表在《Marine Biology》上。

研究人员选取了两种广泛分布于欧洲海域的常见海洋底栖甲壳动物 —— 长眼寄居蟹（Idotea balthica）和欧洲钩虾（Gammarus locusta）作为研究对象。这两种动物不仅是海洋底栖群落的重要组成部分，在生态系统功能中发挥关键作用，还是众多鱼类的重要食物来源。

为了开展研究，研究人员首先精心准备实验动物。长眼寄居蟹养殖在 10°C 环境，投喂褐藻墨角藻（Fucus vesiculosus）；欧洲钩虾养殖在 18°C 环境，喂食墨角藻、胡萝卜和甜菜的混合物。实验时，挑选性别分开、体重相近的个体。实验装置也经过巧妙设计，用 “噪音蛋” 产生 90Hz 的低频声，设置添加噪音和不添加噪音两个处理组。每个实验组包含多个实验单元，用呼吸室和 OXY - 4 设备测量动物的氧消耗率，实验结束后采集样本测定线粒体中四种关键酶（细胞色素 c 氧化酶（COX）、电子传递系统复合体 I 和 III（ETS）、柠檬酸合酶（CS）和乳酸脱氢酶（LDH））的活性。

研究结果显示：

• 长眼寄居蟹：在 1 - 4h 和 68 - 72h 的实验过程中，添加低频声对长眼寄居蟹的氧消耗率没有显著影响，72h 暴露后酶活性也未受影响。这可能是因为长眼寄居蟹生活在沿海栖息地，长期接触潮汐等自然声音，对嘈杂环境有一定适应能力。而且其代谢率与蜕皮周期密切相关，实验中观察到的差异可能源于个体蜕皮周期的不同。
• 欧洲钩虾：与长眼寄居蟹不同，欧洲钩虾在短期（1 - 4h，降低 39%）和长期（68 - 72h，降低 35%）暴露于低频声时，氧消耗率均显著降低，但 72h 后酶活性似乎未受影响。这可能是因为低频声触发了其类似躲避捕食者的行为，减少活动以避免被发现，同时抑制代谢来减少能量消耗。此外，研究还发现雌性欧洲钩虾的 CS 和 COX 活性较高，这可能与它们需要更快游泳、投入更多能量产生配子以及更多蜕皮以达到性成熟有关。

在讨论部分，研究人员指出，长眼寄居蟹对人为低频声有较高耐受性，这可能与其生活环境和对自然声音的适应有关；而欧洲钩虾对低频声更为敏感，其氧消耗率降低的现象与其他一些潮间带生物类似，反映出不同生物应对压力的不同策略。但由于实验无法测量粒子运动，目前还不清楚实验中的低频声如何转化为粒子运动进而影响动物。而且实验设计与自然环境有差异，后续还需进一步研究以评估在自然条件下人为低频声对海洋无脊椎动物的影响。

这项研究意义非凡，它首次对长眼寄居蟹和欧洲钩虾受人为低频声影响进行了深入探究，揭示了两种动物对低频声的不同响应，为评估人为低频声对海洋生态系统的影响提供了重要依据。同时表明，人为低频声可能影响无脊椎动物的能量预算，像欧洲钩虾这类敏感物种可能因长期暴露在低频声中而面临生存挑战，进而影响海洋食物网和生态系统的稳定。未来研究可进一步探索不同频率、强度的低频声以及多种环境因素共同作用下，海洋无脊椎动物的响应机制，为保护海洋生态环境提供更有力的科学支持。