鯊魚在穩定其生態系統方面起著至關重要的作用。隨著氣候變化不斷加劇，這一作用可能更加重要。
撰文：AMY MCKEEVER
灰礁鯊是印度太平洋海域的一種常見鯊魚，主要以短喙鼻魚為食。攝影：LAURENT BALLESTA，NAT GEO IMAGE COLLECTION
鯊魚是海洋中最兇猛的掠食者之一，同時也是最脆弱的動物之一。四分之三的公海鯊魚和鰩魚物種面臨滅絕的威脅，主要是因為過度捕撈。
多年來，科學家們一直警告說，鯊魚急劇減少可能會帶來災難性的後果。因為鯊魚是幫助控制食物鏈的頂級掠食者，所以從邏輯上講它們是關鍵物種——對生態系統有巨大影響的物種。沒有關鍵物種，生態系統就會改變甚至消失。
然而，對於鯊魚來說，長期以來這個觀點主要停留於理論層面。鯊魚和其海洋棲息地很難研究，僅僅是進入水中觀察就需要特殊的裝備。已知的500多種鯊魚體型各異，捕食不同的動物，生活在截然不同的環境中，因此幾乎不可能精確地確定每一種鯊魚的影響。
這些複雜問題一直困擾著過去研究者開展有關鯊魚如何自上而下地影響其生態系統的研究。例如，2007年的一項研究似乎提供了明確的證據，表明北大西洋大白鯊的減少導致了牛鼻鱝的過度繁殖，反過來又導致扇貝、蛤和牡蠣的大量滅絕。不過，科學家們質疑雙殼類動物數量的減少是否受到了其他因素的影響，比如海上交通。
“我們想要進行簡單的研究，但這是不可能的，”佛羅里達國際大學的海洋生態學者、鯊魚灣生態系統研究專案的創始人Michael Heithaus說。20多年來，他一直在研究這個位於澳大利亞西部、面積達23000平方公里的保護區。
鯊魚灣的研究表明，鯊魚有助於保護其所在的生態系統，但並不一定是作為捕食者，而是作為管理者。鯊魚能保持生態環境的穩定性和恢復能力，進而減緩氣候變化，減小極端天氣事件的影響，比如熱浪和颶風。
揭秘海洋生態系統
鯊魚灣是研究鯊魚與環境互動的理想場所。虎鯊季節性的來到鯊魚灣，因此研究人員有機會觀察其他動物在它們出現和消失時的行為。鯊魚灣是聯合國教科文組織世界遺產，擁有健康的捕食者和獵物種群，以及茂密的溫帶海草草甸，後者能減緩水流，保持海水清澈，併為許多物種提供棲息地和食物。海草還能捕獲二氧化碳（一種強效的溫室氣體），穩固海底儲存二氧化碳的沉積物。一旦二氧化碳被儲存在沉積物中，就可以存留數萬年。
“我不知道地球上還有哪個地方像這裡一樣，”莫特海洋實驗室的研究科學家Rob Nowicki說，他曾與Heithaus在鯊魚灣合作研究。“這是大規模測試鯊魚與環境互動的完美環境。”
自從國家地理探險家Heithaus 1997年啟動該專案以來，研究人員一直在收集鯊魚灣生態系統的所有元素的資料，為理清其錯綜複雜的關係奠定基礎。
2012年發表的一項重要發現表明，虎鯊能將鯊魚灣的食草動物嚇跑，比如儒艮（海牛的近親）和海龜，進入熱帶海草草甸，而熱帶海草的碳吸收效率低於溫帶海草。換句話說，失去熱帶海草對環境的危害並不像失去溫帶海草那麼大。
不過，在鯊魚減少和海龜得到保護的海域，比如加勒比海和印度尼西亞海域，海龜會過度食用海草，破壞人類為減緩全球氣候變化而付出的努力，猶他州立大學水生生態學和全球變化實驗室的主任Trisha Atwood說。
“在過去的20年裡，我們已經意識到，像海草這樣的生態系統實際上是地球上最好的碳儲庫之一，它們吸收碳的速度比任何陸地森林都快，” Atwood說。
2015年，Atwood在2012年研究的基礎上展開了研究，結果發現鯊魚灣的虎鯊還能阻止食草動物擾亂溫帶海草下方充滿碳的沉積物。
“我們並不是說不應該保護海龜，”她說。“我們認為應該保護鯊魚，這樣它們就能幫助管控自己的飲食物件。”
從極端天氣中恢復過來
鯊魚灣還為研究者研究鯊魚如何使生態系統更能適應氣候變化的影響提供了更深刻的認識。
2011年，一場極端的海洋熱浪襲擊鯊魚灣，摧毀了大約90%的溫帶海草，使鯊魚灣變得更加脆弱。研究人員知道海草需要很長時間才能恢復，因此將其視為一個研究機會。
“我們想知道在鯊魚灣這個虎鯊被捕撈殆盡的奇怪世界裡會發生什麼，”Nowicki說。“儒艮能回來完成熱浪還未完成的工作嗎？”
Nowicki和同事們把海灣的海草床劃分成小塊，模擬它們在有鯊魚和沒有鯊魚的情況下如何變化。他們發現，未受到虎鯊保護的海草床最終瀕臨崩潰。與此同時，鯊魚巡邏的區域更加穩定，因為鯊魚為海草提供了更多的恢復時間。
研究表明虎鯊是鯊魚灣真正的關鍵物種，可能也是其他地方的關鍵物種，Nowicki說。
“這清楚地表明，擁有健康的鯊魚種群對生態系統的穩定非常重要，”研究的合作者Heithaus說。“隨著生態系統受到越來越多的打擊，我們更應該做的或許是培育完整的捕食者種群，而不是祈禱，希望一切正常。”
綜合影響
鯊魚灣讓我們得以瞭解鯊魚作為掠食者所扮演的重要角色，但Heithaus表示，現在的問題是這一模式是否適用於全球各地。“你不能只研究鯊魚，而應該研究生態系統的各個方面。”
例如，Heithaus說，也有證據表明，牛鯊幼崽（可在淡水中活動）將重要的營養物質沉積在大沼澤地上游，但這些營養物質能起到多大作用還有待觀察。
Nowicki將生態系統中的鯊魚多樣性比作支撐一座橋的支柱，失去一個物種就相當於切斷另一根支撐整個結構的支柱。
“問題是我們不知道什麼時候會導致崩潰，”他說。不過，對於像鯊魚這樣的捕食者，“我們需要關注，因為失去它們我們會損失更多。”
（譯者：流浪狗）
