编辑推荐:
为探究人为噪声对淡水鱼类的影响,研究人员开展 “气枪震源对湖泊鱼类生理和行为影响” 的研究。结果发现气枪射击影响鱼类多个方面,这有助于了解人类活动对水生生态系统的影响,为相关决策提供依据。
在地球的湖泊生态系统中,鱼类自由自在地生活着。然而,随着人类活动的不断扩张,湖泊的宁静被打破。交通网络的延伸、水下资源的开采,尤其是地震勘探中使用气枪产生的强烈噪声,如同闯入湖泊的 “不速之客”,让湖泊的声学环境发生了巨大改变。这些噪声不仅改变了湖泊原本的声音景观,还对生活在其中的鱼类造成了诸多未知的影响。
以往,科学家们主要通过实验室研究来探索噪声对鱼类的影响。但在实验室里,鱼被限制在狭小的水箱中,无法展现出在自然环境中的真实反应。而且,圈养的鱼压力基线水平较高,基因表达也可能与野生鱼不同,这使得实验室研究结果难以准确反映野生鱼在自然环境中的情况。因此,开展实地研究,深入了解人为噪声对淡水鱼类的影响迫在眉睫。
来自法国萨瓦勃朗峰大学(Univ. Savoie Mont Blanc)、瑞士应用科学与艺术大学西部(HES - SO)等机构的研究人员,针对这一问题展开了深入研究。他们以日内瓦湖为研究场地,利用地震勘探寻找地热源的契机,开展了气枪声音对鱼类从分子水平到群落水平影响的研究。该研究成果发表在《Scientific Reports》上,为我们揭开了气枪噪声影响鱼类的神秘面纱。
研究人员采用了多种关键技术方法。在样本采集方面,使用拖网在地震调查前后捕获幼年拟鲤(Rutilus rutilus),并利用水声学技术测量鱼类分布和数量。同时,通过采集环境 DNA(eDNA)来评估鱼类的丰度。在数据分析上,运用统计分析方法对实验数据进行处理,以探究气枪射击对鱼类的影响。
研究结果如下:
- 环境声音特征:地震调查期间,整个频率范围内的环境声音水平显著增加,30 - 400Hz 频率范围的能量最强,且研究区域内声音水平无显著差异。
- 生理和形态影响:从分子水平看,气枪射击后幼年拟鲤鳞片中的皮质醇水平显著增加,表明其压力增大;细胞水平上,超氧化物歧化酶(SOD)和谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)表达显著上升,显示出氧化应激增强;个体水平上,气枪射击导致拟鲤侧线神经丘通道的长度和宽度发生显著变化,眼睛大小也有明显差异,不过胃内容物的干质量和填充率在地震调查期间与之前相比未降低,甚至有所升高。
- 行为变化:在个体鱼的分布上,垂直和水平分布在地震调查期间无明显变化;鱼群方面,经过长时间射击后,鱼群密度增加,平均表面积减小;通过 eDNA 分析发现,三种鱼类的 eDNA 信号在气枪射击开始后呈下降趋势,且沿岸区域鱼类密度未增加,说明鱼类未在此处避难;从群落水平看,水声学数据显示气枪射击前后,中上层鱼类密度显著降低,约 35% 的鱼类逃离了研究区域。
研究结论和讨论部分指出,该研究首次在湖泊环境中证明了气枪射击对听觉敏感鱼类有显著影响。气枪射击导致鱼类逃离研究区域,使中上层鱼类密度大幅下降,且鱼类未在沿岸区域找到避难所。虽然研究中未观察到明显的鱼类死亡现象,但气枪射击对幼年拟鲤的影响不容忽视,其引发的一系列应激反应可能会对鱼类个体造成伤害。同时,研究还发现不同鱼类对气枪噪声的反应存在差异,这与环境、鱼类的听觉敏感性等多种因素有关。
这项研究具有重要意义,它让我们更清楚地认识到地震调查对湖泊鱼类的影响,为后续的研究和相关决策提供了宝贵的参考。不过,研究也存在一定的局限性,如仅在一个湖泊的特定区域进行研究,且部分数据由于技术原因未能完整获取。未来的研究可以在此基础上,扩大研究范围,增加样本数量,进一步深入探究人为噪声对鱼类的影响机制,为保护湖泊生态系统和鱼类资源提供更有力的支持。