[科普中国]-尼莫找不到回家的路？或许是因为珊瑚礁的声音变了

《海底总动员》里，有一群居住在珊瑚礁中的小丑鱼，其中最出名的，莫过于尼莫。在电影中，它的爸爸马林对它十分呵护，当它走丢后，马林曾穿越整个海洋去找它。

但现实中的小丑鱼，和电影里不同，它们虽然有护卵行为，却不会把小尼莫们抚养长大。一旦孵化，小尼莫们就会到大洋里过着浮游生活，长成米粒大小后，便开始独自寻找合适的珊瑚礁定居了。

热闹的珊瑚礁

汪洋大海中，适合小尼莫定居的珊瑚礁只占千分之二。那么，它该如何找到珊瑚礁呢？

听一听，也许就会有线索了。健康的珊瑚礁是个很热闹的地方， 不仅颜色五彩斑斓，声音也很多样 。

（澳大利亚的珊瑚海 | WWF）

健康珊瑚礁的声音：采集自大堡礁的埃利奥特夫人岛 | Natural History Museum

珊瑚礁的背景音， 听上去有点像小时候吃跳跳糖时 ，舌头上蹦蹦跳跳的声音。比起这声音的喧腾程度，发出这声音的生物——枪虾就显得很小只了。

枪虾，约拇指大小 | WHOI

虾如其名，与众不同的大螯就是它的"手枪"，枪虾会以超高速闭合它的"手枪"，挤出的水柱冲击周围水体产生气泡，气泡瞬间爆裂，发出"枪声"，同时伴随冲击波，一下击晕它们的猎物。此外，枪虾还会用这些声音来交流。 所以，当珊瑚礁里的很多只枪虾都在捕食、交谈，"噼里啪啦"就成了珊瑚礁的背景声 。

（枪虾使用它的“手枪” | 参考文献[1]）

另外的声音来自于珊瑚礁鱼类，当它们一起大合唱时，你仿佛置身于百鸟争鸣的盛况。

三种鱼的唱诗班：来自双棘原黄姑鱼牛蛙般的叫声，来自????科成员的的嗡嗡声，以及蝙蝠鱼发出的较为柔和的“ba-ba-ba”声 | 参考文献[2]

这时的它们很可能在大快朵颐，或是交配产卵 。每当夜幕降临，深层的浮游生物垂直迁移到海洋表面，以它们为食的鱼类也开启了夜间吃货模式，捕食的声音不绝于耳。而在产卵时节，来自雀鲷科，鳕科，鮨科，石首鱼科的好几个物种都喜欢聚集在海流合适的产卵地，用声音来激发大家的交配热情。

除了这些，还有鹦嘴鱼啃食珊瑚骨骼的声音，海胆搜刮礁石上的海藻声音，"吧唧吧唧"简直旁若无人... 反正这些珊瑚礁居民可谓一刻不消停，总会制造些声响出来 。

这些"嘈杂"的声音，恰好是小尼莫回家的线索。

消失的珊瑚礁声音

但对于小尼莫来说，珊瑚礁的线索似乎越来越模糊了。

最主要的原因是 珊瑚礁的声音越来越小了 。当珊瑚礁发生衰退，以此为栖息地的海洋生物也会遭受打击。 失去了“闹腾”的居民们，珊瑚礁的声音复杂度、多样性、音量都会降低 。

科学家分别在2012年和2016年前往澳大利亚蜥蜴岛，采集珊瑚礁的声音。他们发现2016年收集到的声音远不如以前丰富多彩了。

衰退珊瑚礁的声音：声音均采集自澳大利亚蜥蜴岛，前一段采自2012年，后一段采自2016年，感觉一下有什么改变？| Tim Gordon

从2012年的喧闹到2016年的无声：蜥蜴岛经历了什么？

很可惜， 它经历了该地区有记录以来最严重的衰退 ：在2014年4月热带风暴Ita中, 它丧失了40%的珊瑚礁；紧接着，又经受了2015年5月的热带风暴Nathan；2016年初，由于极端高温天气，超过60%的珊瑚发生了白化。

（衰退的蜥蜴岛 | Tim Gordon VS 健康的蜥蜴岛 | Phoebe Smith）

蜥蜴岛只是一个缩影，随着全球变暖，海水温度升高，在全球范围内，已经有54%的珊瑚礁发生中等或以上程度的衰退。

受损的鱼类听力

即便有的珊瑚礁还健康如前，喧闹依旧， 小尼莫的听力也出现了问题 。

几乎所有的鱼类都能听到声音。由于鱼类身体的密度和周围海水相当，它们无需收集声音的外部结构（不似在陆地上的我们，有外耳和中耳），一双位于颅腔内鱼脑旁的内耳就是它们的听力器官。内耳中有三对钙质的耳石，紧靠着感觉表皮，负责听觉的产生。

（左图：鱼类的内耳位于颅腔内；右图：除了三对和我们很相似的半规管外（浅蓝色），还有三对耳石（黄色），靠近感觉表皮（红色） | 参考文献[4]）

问题是，这些钙质的耳石对酸溶液十分敏感。随着人类燃烧化石燃料，越来越多的二氧化碳（CO 2 ）被排放，而其中的三分之一被海洋吸收并溶解。 海水的pH因此下降，导致酸性溶液腐蚀尼莫的耳石 。

对于尼莫们来说，“耳朵不灵敏了”可不仅仅意味着听不清珊瑚礁的信号。随之而来的，还有潜伏的危机。

（三种吃幼鱼的珊瑚礁鱼类：拟雀鲷科的褐拟雀鲷、合齿鱼科的革狗母鱼、隆头鱼科的新月锦鱼 | Reef Life Survey, Philippe Bourjon, Leonard Low）

据统计，有 60%的珊瑚礁幼鱼，会在定居下来的这段时间落入狩猎者的肚中。由于海洋酸化导致听力受损的小尼莫，将更难分辨这些天敌的声音，这会大大增加它被捕食的几率。

海洋噪音干扰

除了二氧化碳，过多的海洋噪声也会干扰小尼莫追踪声音线索，甚至会造成它的激素分泌混乱。

和在空气中相比，声音在海水中传播更快也更远，因此，“噪音污染”问题在大海中会更严重。珊瑚礁大多毗邻陆地，人类的海洋活动（比如近岸工程建设、船舶运输、渔业活动等）产生的噪音能在海水中传播数千米，会严重干扰海洋生物的日常生活。

（热带浅海珊瑚礁（蓝色＋号）与位于珊瑚礁4千米以内的主要港口（红色星号）的全球分布图 | 参考文献[5]）

为了观察噪音会对小丑鱼产生什么影响，科学家在小丑鱼居住的海葵附近放置了喇叭，播放摩托艇的声音。结果发现， 受噪音干扰的小丑鱼更喜欢躲在海葵里，减少外出捕食，而且变得十分好斗，会攻击住在同一个海葵里体型更小的同伴 。

进一步研究发现，它们的皮质醇、睾酮、11-酮睾酮的水平都升高了。皮质醇也叫“压力激素”，开展该项研究的科学家Suzanne Mills猜测，“ 这意味着摩托艇的噪音会让小丑鱼倍感压力 ，压力之下，它们的应激反应也受到了影响，这时如果有捕食者，后果可能是致命的。”

（小丑鱼和摩托艇 | Frederick Zuberer）

如何改变现状

其实，珊瑚礁的声音除了能为珊瑚礁幼鱼提供寻找线索外， 还能给人类的珊瑚礁监测系统提供新的维度 。比如，从中我们可以读出这个珊瑚礁的生物多样性如何？鱼群喜欢聚集在哪个位置产卵？一些偏远珊瑚礁的状态还好吗？……

（Stephen Simpson利用水听器记录鱼群的声音 | BBC纪录片：The Secret Sounds of Fish）

但科学家的工作就止步于监测声音了吗？当然不是，事实上， Stephen Simpson的团队正在探索能否将声音素材转变为实用的工具，提出了“ 声音富集 ”策略。

他们收集了近1吨死去的珊瑚骨骼，堆起了36个骨骼堆。其中有12个是实验组，会在夜晚（幼鱼喜欢在夜晚回到珊瑚礁定居）用水下扩音器播放健康珊瑚礁的声音，剩下的24个则作为“寂静的”对照组。

6周后，比起“寂静的”对照组，充满健康珊瑚礁声音的实验组骨骼堆得到更多幼鱼的青睐，不仅数量上翻倍，物种多样性也增加一半，而且，各个营养级的鱼类（吃藻的、吃浮游生物的、吃无脊椎动物的、吃鱼的以及什么都吃的）都增加了。

（Tim Gordon在珊瑚礁布放扩音器 | Harry Harding）

失去的声音，我们可以重新播放。那多出来的噪音可以消除吗？

幸运的是，噪音污染，是最容易逆转的环境污染之一 ：空间上，可以让船舶和工程远离重要的繁殖地、育哺场；时间上，可以避开幼鱼们回归珊瑚礁的季节；而技术上，船舶可以使用噪音更少的新一代引擎，近岸工程建设则可以采用气幕来降噪。

（气幕原理：以图中的海上风力发电工程为例，在打桩机周围布一圈软管，压缩的空气从管上的小孔释出，围绕噪音源形成一圈致密的气泡“幕布”，隔断声波的传播 | Continental AG）

从长远来看，在全球范围内减缓气候变暖和海洋酸化对珊瑚礁的保护至关重要，但要解决这个问题，并非一朝一夕就能达到。我们只能从改善局部区域的环境做起，降低近岸工程的影响，减少水体污染，以及不可持续的渔业行为（过度捕鱼、炸鱼、电鱼、毒鱼等），让珊瑚礁以更好的状态应对全球变化。

（离我们很近的地方，也有美丽的珊瑚：2020年5月，深圳大澳湾首次拍到野外珊瑚排卵 | 潜爱詹小凤）

（小尼莫的原型：眼斑双锯鱼（ Amphiprion ocellaris ） | Lily Romero）

珊瑚礁的声音，枪虾的声音，唱诗班的鱼，你喜欢哪一个？

作者名片

作者：艺敏

编辑：范可鑫

排版：凝音

题图来源：图虫创意

参考文献：

[1] T Kaji, A Anker, CS Wirkner, & AR Palmer. (2018). Parallel saltational evolution of ultrafast movements in snapping shrimp claws. current biology cb, 28(1), 106.

[2] Jamie N. McWilliam, Rob D. McCauley, Christine Erbe, Miles J. G. Parsons. (2018) Soundscape diversity in the Great Barrier Reef: Lizard Island, a case study. Bioacoustics 27:3, pages 295-311.

[3] Gordon, T. A. C. , Harding, H. R. , Wong, K. E. , Merchant, N. D. , Meekan, M. G. , & Mccormick, M. I. , et al. (2018). Habitat degradation negatively affects auditory settlement behavior of coral reef fishes. Proceedings of the National Academy of Sciences, 201719291.

[4] Popper, A. N. , & Hawkins, A. D. . (2019). An overview of fish bioacoustics and the impacts of anthropogenic sounds on fishes. Journal of Fish Biology.

[5] PIANC Working Group 108. (2010). Dredging and port construction around coral reefs.

[6] Gordon, T.A.C., Radford, A.N., Davidson, I.K. et al. Acoustic enrichment can enhance fish community development on degraded coral reef habitat. Nat Commun 10, 5414 (2019).