分析虎鲸的脂肪揭示了它们吃什么

科学家们正在研究海洋顶级捕食者的饮食，因为它们会根据环境而变化。这是因为它们吃多少和吃什么会影响生态系统的运作方式。

虽然研究人员知道虎鲸，也被称为逆戟鲸，是海洋的顶级捕食者，但我们对它们的饮食的理解 - 特别是它们消耗的每个物种的数量 - 仍然不完整。

对于无法全年观察的偏远人群尤其如此。

但是现在有一种方法可以通过仅使用虎鲸的皮肤和脂肪样本来重现虎鲸的精确饮食。我的研究团队开发了一种很有前途的技术，可以揭示这些野生捕食者在北大西洋的饮食。我们的研究发表在《动物生态学杂志》上。

多种饲喂策略

虎鲸是聪明的捕食者，众所周知，它们会采用特定的狩猎技术，从旋转木马喂食——合作放牧，然后以鲱鱼为食——到合作制造波浪，将海豹从浮冰上赶走。因此，它们可以捕猎几乎任何物种，从鱼类到海狗再到蓝鲸，遍布世界海洋。

根据它们的位置和进化历史，不同的虎鲸群体发展出不同的生态型——独特的饮食和生活方式。最臭名昭著的生态型是北太平洋东部的短暂虎鲸和常驻虎鲸。

几十年来，这些生态型已经被广泛研究，因为虎鲸居住在人口稠密的地区，这使得科学家能够全年观察这些个体。

在这些种群中，科学家们发现了“营养级联”的证据，即捕食者消费对食物网其余部分的影响。虎鲸对海带森林的密度有自上而下的影响;虎鲸大大减少了海獭的数量，这导致海胆 - 海獭的主要食物来源 - 繁殖并摧毁了海带森林。

北大西洋之谜

比较世界各地不同的虎鲸群体表明，我们对它们还有很多不了解的地方。弄清楚生活在北极偏远地区的虎鲸吃什么，如巴芬湾、格陵兰岛和挪威北极地区，是一项挑战。在北冰洋不稳定的水域中观察喂食事件可能很困难。

最初的研究表明，北大西洋有两种类型的虎鲸：一种捕食海洋哺乳动物，另一种以鱼类为食，偶尔捕食海豹。然而，缺乏数据，加上新出现的证据，导致科学家提议取消这种分类。似乎在一些北大西洋人群中，饮食范围更加多样化。

由于收集观测数据的挑战，研究人员将精力集中在他们可以测量虎鲸皮肤和鲸脂内部的化学信号上。这些化学信号可以由脂质或稳定同位素组成，它们告诉我们鲸鱼吃什么以及它们如何影响食物链。

我们的技术测量鲸鱼脂肪中的脂质组成，并使用计算机程序重新创建每种猎物物种在个体饮食中最可能的比例。

所需要的只是来自虎鲸及其潜在猎物的多种脂质“特征”——代表鲸脂中每种脂肪酸的比例。

脂肪研究

我们最近发表在《动物生态学杂志》上的开放获取研究使用了一种称为定量脂肪酸特征分析的技术来揭示近200头北大西洋虎鲸的饮食。

我们还测量了900多个猎物样本中的脂质成分。结果显示了跨洋的一系列喂养策略。在北大西洋西部，虎鲸主要吃其他鲸鱼(如大型须鲸、白鲸和独角鲸);格陵兰岛的虎鲸更喜欢海豹，而在挪威，它们表现出对鲱鱼等鱼类的偏好。

使用这种技术，科学家现在可以估计每头鲸鱼饮食中不同物种的确切百分比。但最令我们惊讶的是每个人群中个体饮食之间的差异水平。

在北大西洋西部，个体要么关注鲸类动物 - 白鲸和独角鲸等海洋哺乳动物 - 或海豹。在北大西洋中部，虎鲸会以所有可用的猎物为食。在大多数情况下，北大西洋东部虎鲸似乎保持富含鱼类的饮食。挪威和冰岛的几头虎鲸用海洋哺乳动物补充鱼类。

我们的研究是第一个也是最大的关于虎鲸的研究，我们的发现鼓励我们在个体尺度上进一步研究虎鲸的饮食。我们现在知道，同一人群中的个体可以有不同的饮食。

这不仅转化为这些顶级捕食者的不同污染物暴露和健康风险，而且还代表了整个北冰洋的不同摄食策略。

这种方法使我们能够衡量这些捕食者饮食的未来变化，并了解它们如何影响北极食物网。由于气候变化，虎鲸正逐渐向北极进一步移动。

它们的存在和北极物种消费的潜在增加可能会改变北方的生态系统动态。对在很长一段时间内收集的样本使用这种技术的进一步研究可以使研究人员能够检测鲸鱼饮食和生态系统的变化。