躁動的海洋

文穎

巴哈馬群島上發(fā)生了一起17頭突吻鯨集體擱淺事件，其中兩頭突吻鯨死亡。當?shù)睾Ｑ笊飳W家將15頭突吻鯨送回到水里，并將未能拯救的兩頭鯨魚頭部完整地保存了下來，儲存在冰柜里，運至美國波士頓實驗室進行尸檢。尸檢結(jié)果顯示，此次鯨魚集體擱淺事件非同尋常。

擱淺事件發(fā)生時，一支美國海軍正在附近進行聲吶測試。環(huán)保組織者指出，海軍聲吶測試是導致數(shù)以千計的鯨魚和海豚死亡的罪魁禍首。來自美國馬薩諸塞州的伍茲霍爾海洋研究所的研究人員沃爾夫?qū)ｉT研究水下“聽覺”，她用掃描儀對那兩頭鯨魚的耳朵進行了檢查，希望尋找到突然暴露在極強噪聲環(huán)境中引起耳部神經(jīng)損傷或毛細胞喪失的跡象。然而，她眼前的現(xiàn)象令她大吃一驚：兩頭鯨魚的內(nèi)耳充滿了血。

放眼全球，巴哈馬群島擱淺事件只是眾多鯨類擱淺事件之一，似乎應該沒什么好大驚小怪的。然而，從夏威夷群島、加那利群島、希臘，到馬達加斯加島海岸附近，為何在海軍使用高強聲吶水聲測位系統(tǒng)或進行其他嘈雜工業(yè)活動時，就會發(fā)生海洋哺乳動物的擱淺事件呢？

目前，環(huán)保組織者也已發(fā)出警告，稱噪聲污染不僅會干擾海洋哺乳動物，對魚類和海洋無脊椎動物也會造成重大影響。聲音，尤其是破壞力較大的噪聲，如打樁機或槍發(fā)出的聲響，可能會驚嚇到這些動物，擾亂其行為方式。船舶發(fā)出的聲音也會給魚兒們帶來干擾，尤其是在繁忙的沿海地區(qū)。聲吶系統(tǒng)更甚，能嚴重威脅海洋哺乳動物和魚類的生存。隨著海洋開發(fā)步伐不斷加快，噪聲污染越來越嚴重。

為控制人為噪聲對水生動物的影響，我們需要清楚地了解噪聲是如何影響海洋生物的。不過，人們對不同的水下生物能聽到何種等級的聲音，或者說，在某些情況下，它們能否聽到聲音這一事實都知之甚少。

在波瀾壯闊的大海里，聲音無處不在。用心聆聽，就會聽見許多海洋動物的聲音。例如鯨類的鳴叫、海豚發(fā)出的“嘰嘰咻咻”的聲音、鯊魚接近時發(fā)出的“沙沙”聲以及鼓蝦揮動大鉗子時發(fā)出的脆響等。毫無疑問，人類活動正在加劇海洋噪聲污染，如不斷向海洋延伸的工業(yè)、海上的交通、風力發(fā)電站的建設，以及頻繁使用氣槍來尋找石油和天然氣的行為等，都會帶來噪聲。噪聲有時會突然爆發(fā)，有時則會連續(xù)發(fā)生，其音頻均超出了自然水平。測量表明，在過去50年中，每隔10年，某些海域的水下背景（噪聲）就會翻一番。

人類制造的聲音大多為低頻聲音，大多數(shù)水生動物都能聽見，且在水下傳播很遠，這意味著，人為噪聲在水下造成的影響要遠遠大于陸地。突如其來的聲音如氣槍聲，可能會驚嚇到水生動物，迫使它們遠離經(jīng)常覓食的區(qū)域，影響其覓食能力。研究人員對加拿大芬迪灣內(nèi)的鯨魚進行研究發(fā)現(xiàn)，當船只遠離海灣時，鯨魚受壓力刺激分泌的激素水平會降低不少。

那么，海洋動物究竟可以聽見何種等級的聲音呢？研究人員對海豹的耳朵進行檢測。海豹聽覺敏銳，內(nèi)耳有勃起組織，在水下會充血膨脹，組織內(nèi)血液的充盈可以將聲波傳至內(nèi)耳，使得海豹在水下能聽到稍大于陸地上的音頻范圍。

隨后，研究人員也發(fā)現(xiàn)了噪聲影響對海洋無脊椎動物和魚類的證據(jù)。沃爾夫通過觀察烏賊對坦克發(fā)出的聲音作出的反應，首次確定了烏賊的聽覺范圍以及對聲音的敏感程度。當烏賊受到威脅時，會依據(jù)危險程度選擇噴墨，以改變身體顏色或身體大小來逃生。由于烏賊沒有明顯可辨認的耳朵，許多人都認為烏賊沒有聽覺。不過試驗表明，烏賊是有聽覺的，而且聽覺范圍與魚類似。烏賊會隨著聽覺范圍內(nèi)各種頻率聲音的變化而舞動觸手，身體顏色也會變來變?nèi)?，時而絢麗時而暗淡。高音頻會使烏賊噴出墨，將周圍的海水染黑。這種反應的普遍性和顯著性十分令人驚訝，很明顯，烏賊對聲音是有反應的。且這兩種反應都是烏賊面對捕食者時的逃生方式。

不過，絕大多數(shù)無脊椎動物并不能直接感測到聲波，而是在聲波沖擊到身體時才會感測到聲音。不過，鑒于生理結(jié)構(gòu)，無脊椎動物只能感測到較短距離內(nèi)的聲音，因此人為噪聲可能不會對它們造成太大影響。

研究發(fā)現(xiàn)，某些鯨類似乎能忍受一定頻率范圍內(nèi)的噪聲。英國圣安德魯斯大學的皮特和他的同事研究發(fā)現(xiàn)，當商業(yè)船只發(fā)出的噪聲干擾到露脊鯨交流發(fā)出的聲音時，露脊鯨會改變其交流的音頻。然而皮特指出：畢竟一頭鯨魚能夠發(fā)出的聲音是有限的，因此鯨魚對噪聲的適應能力也是有限的。如果人為噪聲繼續(xù)加劇，即使鯨魚調(diào)整其發(fā)聲頻率，也可能不再適應周邊的噪聲環(huán)境。近親物種之間，甚至是同一物種不同個體之間，對噪聲作出的反應也大不相同。比如，領(lǐng)航鯨，不但不會逃離聲吶噪聲，反而會被其吸引；而抹香鯨大多數(shù)時候則會忽略噪聲的存在，盡管聲吶噪聲可能會減弱其捕食能力。

通過檢查兩頭死亡鯨魚的頭部，沃爾夫排除了聲吶噪聲直接導致鯨魚死亡的可能性，沒有確鑿證據(jù)表明鯨魚耳朵充血一定是聲音引起的?？赡苁泅L魚潛水時出現(xiàn)了差錯，如上升速度過快或在水底停留時間過久，水壓發(fā)生變化時鯨魚未能恰當?shù)卣{(diào)整和適應，從而引起耳朵出血。不過，她認為，即使聲吶噪聲未對鯨魚造成致命一擊，但仍可能引起鯨魚的異常行為，最終導致其死亡。沃爾夫解釋道：“聲吶噪聲一定是驚嚇到了鯨魚，擾亂了其行為方式，我曾目睹過人類與之相似的出血情況。鯨魚試圖逃離噪聲時，可能會突然停止?jié)撍允Я朔较?，進而沖向了海岸。

那么，我們該如何保護海洋生物免受噪聲污染的影響呢？研究人員已經(jīng)研發(fā)出了一種可以將動物隔絕在嘈雜區(qū)域幾千米外的方式。

研究團隊分別為海豹、海豚和魚量身打造了一個專用設備，該設備在水下會隨機播放列表上的聲音，使得水生生物得以隨著聲音的變化而游動。設備會不定時播放不同聲音并逐漸增大音量，這樣能避免水生生物習慣于某一特定聲音并能將設備本身的干擾因素最小化。在測試過程中，設備會按照物體靠近時頻率增加的節(jié)奏增大音量。音量增大對所有哺乳動物而言都極其可怕，這聲音就像警報一樣會吸引它們的注意并促使它們遠離該區(qū)域。到目前為止，這一設備已經(jīng)發(fā)揮了積極的作用。一家瑞典疏竣公司試圖在水下爆破以擴大港口面積時，使用了這一設備，在爆破后的瓦礫中，人們沒有發(fā)現(xiàn)魚群。而其他類似的爆破行為卻造成了數(shù)以千計的魚死亡。在荷蘭的風力發(fā)電場建設過程中也啟用了這一設備，以保護海豚。該設備還被用于地震勘探。

荷蘭國家應用科學研究院的湯姆認為人類可以改進發(fā)出噪聲的工業(yè)設備，從而控制工業(yè)噪聲的破壞性。例如，在地震勘探中，氣槍采用較窄的波束，可以減少海底被聲波擊中的面積。

?？L有“耳朵”

目前，他正以水下噪聲的主要來源——船只的螺旋槳為研究對象來研究船只發(fā)出的噪聲。他發(fā)現(xiàn)，通過重新設計船只螺旋槳和船體可減少船只發(fā)出的噪聲。船只快速移動時，螺旋槳會產(chǎn)生空化氣泡，當氣泡爆破時會產(chǎn)生沖擊波，類似于鼓蝦揮動大鉗子時發(fā)出的脆響。這種“類似鼓蝦的鉗子聲”可擊暈甚至殺死一些小型的水生動物。湯姆指出，船只設計師需標注螺旋槳發(fā)出的噪聲水平，造船廠也可選擇建造噪聲水平較低的船只。

該聲音研究項目團隊正在繪制北海聲音圖，用于調(diào)查研究船只噪聲水平對整個海洋噪聲的影響程度。該圖還將標注生物學家收集到的不同物種的棲息地及其所在深度等信息，從而提醒船只在駛過敏感物種棲息的地區(qū)時應更加小心謹慎。即使聲吶噪聲沒有對海洋動物造成致命一擊，但它仍可能引起致命的傷害。今后，船只上的聲吶設備發(fā)出的聲音可采用降調(diào)而不是升調(diào)，因為動物直覺認為音調(diào)較低的聲音威脅更小。

目前，相關(guān)機構(gòu)已出臺了有關(guān)噪聲水平的管理規(guī)定，但目前尚未頒布航運國際通用規(guī)則?？茖W家呼吁公眾關(guān)注人為噪聲和動物行為之間的關(guān)系，從而更好地保護海洋生物。盡管海洋生物保護剛剛起步，但保護意識會充分發(fā)揮其積極作用。例如，在美國，軍方在基地進行聲吶測試時，現(xiàn)在會有意識地保護突吻鯨，一旦發(fā)現(xiàn)突吻鯨個體，他們會迅速降低聲吶的音調(diào)水平。

與幾年前相比，如今海洋的聲音已不再那么神秘。但許多科學家認為他們有責任辨認出會引起動物災難的種種惡劣條件，如多艘船只出現(xiàn)在鯨魚擱淺的密閉海域，并發(fā)出聲吶噪聲。湯姆說：“尸體解剖不可能解釋所有問題。沒有人能主動告訴我們某一動物的歷史，我們必須盡可能地將每一事實拼湊起來，進行認真分析、判斷?！?/p>

海葵長有可調(diào)節(jié)的“耳朵”，可檢測到獵物。蝦和浮游生物等微小生物排放的糖類附著在?？|手表面的毛細胞上，可促進毛細胞的生長。海葵觸手表面毛細胞纖毛越長，則可以更準確地檢測到游過的獵物發(fā)出的較低頻率。這不是海葵的唯一技能。?？诳拷C物時所作的劇烈運動通常會損壞毛細胞的纖毛，但它們可以迅速分泌出一種蛋白質(zhì)混合物，可在約4小時內(nèi)修復這些受損的纖毛。

?？蓪⒆约悍至殉蓛砂脒M行繁殖，它們的恢復能力和適應能力簡直令人難以置信。?？男迯蜋C制足以說明這種動物具有不可摧毀性。正是這一特性吸引了科學家沃森。沃森認為，人類或可受益于?？倪@種生理機能：海葵體內(nèi)具有修復功能的蛋白質(zhì)可以再生魚的毛細胞纖毛，因而推測這些蛋白質(zhì)或許也可修復哺乳動物耳朵內(nèi)的毛細胞。

不同于魚類，哺乳動物不具備修復其感覺細胞的能力，因此暴露于極其強烈的噪聲環(huán)境中會導致耳朵永久性損害，因此需在毛細胞死亡前注射修復蛋白質(zhì)。沃森認為，人類在暴露于噪聲環(huán)境之前注射此種蛋白質(zhì)，或可防止聽力喪失。

聯(lián)合國教科文組織發(fā)表聲明說，許多海洋生物都是通過聲音獲取環(huán)境信息，就像人類對眼睛的依賴一樣。但海洋工業(yè)化正加劇海洋噪聲污染，而科學家對此領(lǐng)域卻不甚了解。只有人類對海洋聲音了解得越多，才越有可能與海洋生物和諧相處。