海洋哺乳动物的繁殖取决于海洋资源的不稳定临界点
不断变化的环境条件可能会使海洋哺乳动物更难找到猎物，从而威胁到海洋哺乳动物的种群，一项新的研究表明，猎物的小幅逐渐减少可能会对动物种群产生深远影响。
雌性象海豹的繁殖成功取决于它们在长达数月的觅食迁徙过程中寻找猎物和增加体重的能力。加州大学圣克鲁斯分校的研究人员研究了象海豹在公海中的行为策略、体重增加和终生成功产仔之间的关系。
他们的发现于3 月 8 日发表在《生态学快报》上，揭示了质量增加与幼崽生产之间关系的一个尖锐阈值，表明存在一个生理临界点，在该临界点质量增加不足会导致繁殖失败。
“我们发现在觅食期间潜得更深可以让雌性获得更多的质量，而获得更多的质量会导致它们生存机会的边际增加以及它们一生中生产的幼崽数量的大量增加，”通讯作者 Roxanne 说。 Beltran，加州大学圣克鲁斯分校生态学和进化生物学助理教授。
Beltran 的团队使用长期运行的 UCSC 象海豹研究项目在 Año Nuevo Reserve 收集的 25 年数据来研究行为策略和觅食成功对雌性北象海豹生存和繁殖的影响。海豹携带的生物记录器记录了它们在长达数月的迁徙过程中的活动，包括海豹去了哪里和潜水深度，而在 Año Nuevo 海滩上收集的数据告诉研究人员哪些动物幸存下来，它们增加了多少体重，以及如何他们一生中有许多幼崽。
“从概念上讲，一个人必须获得足够的能量才能生存和繁殖是有道理的，但我们能够证明这些是如何交织在一起的，并提出何时生存可能优先于繁殖，”共同第一作者基思埃尔南德斯说，他曾在作为 UCSC 贝尔特兰实验室的博士后学者从事这项研究，现在在俄勒冈州立大学。
雌性象海豹每年在冬天产下一只幼崽。他们花了四个星期在海滩上照顾他们的小狗，完全依靠储存的能量，直到他们可以让小狗断奶并返回海洋喂养。冬季繁殖季节过后，它们会出海两个月，然后返回群落蜕皮。然后他们离开进行漫长的蜕皮后迁徙，在七到八个月内穿越北太平洋数千英里。
在这些觅食之旅中，海豹个体采取不同的策略，从海岸出发到不同的距离，潜入不同的深度，并瞄准不同的猎物(各种鱼类和鱿鱼)。研究人员发现，潜水深度是体重增加的最强预测指标。较深的潜水海豹从海岸迁徙到更远的地方，并且比较浅的潜水海豹有更多富含能量的饮食。
由此产生的质量增加直接影响海豹产仔的能力。没有增加足够体重的雌性在返回海滩后不会生下幼崽。阈值约为 205 公斤(450 磅)：体重低于此值的动物很少产仔，而体重超过 260 公斤(573 磅)的动物几乎总是产仔。
生存还取决于体重的增加，雌性寿命越长，产下的幼崽就越多。先前的研究表明，从长远来看，数量相对较少的长寿雌性象海豹产生了该群体中的大部分幼崽。这些“超级妈妈”的寿命可能长达 23 岁，一生产下超过 15 只幼崽，而大多数雌性的寿命几乎没有那么长，而且产下的幼崽要少得多。然而，让这些妈妈如此成功的策略长期以来一直是个谜。
“我们发现额外 5% 的觅食成功导致幼崽的终生产量增加 300%，这是由于质量增加对每年的生存和分娩以及养育幼崽的影响，”Beltran 说。“这些发现告诉我们哪些策略可以让这些长寿的哺乳动物成功完成最重要的工作，即保持活力并为下一代做出贡献。”
埃尔南德斯说，这项研究还为研究其他物种的人口趋势提供了一个框架。
“一旦我们了解了动物年度周期中的关键时期，确定觅食成功、生存和繁殖成功之间的关系就可以为有效的管理实践提供信息，”他说。
北象海豹种群目前状况良好，在 19 世纪被猎杀至濒临灭绝后，每年增长约 4%。然而，与此同时，由于气候变化，它们的海洋环境正在发生变化，渔业正在探索深层“中远洋”区域的潜力，象海豹在那里找到能量最丰富的猎物，贝尔特兰说。
“开阔海域捕鱼和气候变化都可能对象海豹的食物资源产生巨大影响，”她说。“象海豹现在非常成功，但随着未来几年环境的变化，这种情况可能会改变。”
除了 Beltran 和 Hernandez，该研究的合著者还包括加州大学圣克鲁斯分校的 Richard Condit、Patrick Robinson、Chandra Goetsch、Marm Kilpatrick 和 Daniel Costa，以及索诺玛州立大学的 Daniel Crocker。这项工作得到了海军研究办公室和国家科学基金会的部分支持。
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