南极之行（四）：南极企鹅和海洋食物网

上接《南极之行（三）防止晕船》

南极之行（四）南极企鹅和海洋食物网

去南极旅游的大部分时间是在邮轮上度过的，邮轮上温暖舒适。即使到了南极，每天上下午最多只是分别2个小时离开邮轮，或登陆看企鹅，或坐冲锋艇（zodiac）观赏冰川、鲸鱼和南极自然风光等。所幸我们到达南极时的天气不错、每天阳光灿烂，即使外面环境温度在摄氏0度以下，也没有感觉很冷。在邮轮上，参加随行的南极探险队员和科学家们抽空举办了很多有关南极各种知识的讲座，使得我们南极之行过得非常充实。以前阅读过的书本知识得到了具体化的理解、未知的补充和系统的综合，使得我们更深入地了解南极的生态环境。

快要越过Drake海峡时，随着风浪渐渐平和，很多游客似乎从晕晕乎乎的颠簸状态中活跃起来，积极地到7楼会议厅听讲座的人多起来了。考虑到有些人晕船或感染了新冠不能前去7楼的会议厅，房间里电视10频道一直同步拍摄7楼的会议厅的各种活动，这样游客可以在自己房间里（甚至可以躺在床上）收听各种讲座或会议。

这其中有一个讲座是讲《南极海洋食物链》，和通常海洋食物链的结构相同，但更具体在南极有关的生物。在海洋中，各种生物种群的食物关系，呈食物金字塔的形式：从食物链上端的鳕鱼说起：一条鳕鱼为获取热量和正常生活，每天需要食用400克的鲱鱼为食。而400克大大小小的鲱鱼，为获取热量，维持生命，需食用4000克的浮游动物。而4千克的浮游动物，以硅藻为食而获取热量。这一层的浮游动物要维持其正常生活，需要食用40千克硅藻。这些硅藻处在生物金字塔最低部，它们是海洋中的单细胞植物，其数量非常大。可以看出，每下降一级，其食物量以10%几何数而增加。相反，而每上升一级，食物又以10%的几何级数减少。呈现一个下大上小的金字塔型。通过海洋食物网建起的金字塔，经过四至五级的能量依次转移，维持各生命群体之间的平衡。当接近海洋食物金字塔的顶端时，生物的数目比起底部来说，变得很少。在海洋中，处在顶部的是海洋哺乳类动物，如海狮、海豹、海象、鲸鱼等。

海洋食物链，其实是一个闭合的循环体：食物链是从绿色植物（如浮游植物类等），转换到食草动物中（如浮游动物），并以吃活的植物为生，顶端是食肉生物。这个过程，就是“大鱼吃小鱼、小鱼吃虾米，虾米吃泥土(浮游生物)”。当顶端食肉生物死亡后，腐败的尸体或腐质分解得到微生物，提供给以摄食腐质的生物为生的捕食者，如绿色植物、浮游植物等。这样食物链就形成了一个闭环。亿万年来，这种奇特的金字塔式的生物种群间的关系，维系海洋生物种群间的生命存在方式。当然维系这个食物链的能量不是因为各个物种没有损耗的永动机形式的持续循环转换，而是太阳参与了最底层植物的光合作用，不断地给食物链提供了能量。

海洋动物实际上是地球上种类和数量最多的动物，在海洋中生活着几十万种动物，除虎鲸和鲨鱼等凶猛的食肉动物之外，绝大多数的鱼类都是“和平共处”、相安无事的。在海洋中，各种类型的食物链之间，是相互连接的。但有时也不是非按某种特定来进行，而是有交叉，有连接，多种方式混合方式进行的。例如地球上最大的动物：鲸鱼(须鲸)，处在食物链的最顶端，却常常跳过中间的食物链，以海洋中几乎是最小的动物：小鱼和磷虾为食。这看上去有些不合理，但是细细分析一下，就会发现鲸鱼非常聪明：因为如果以食物链的高端生物为食物，鲸鱼的数量就会受到有限食物的限制。在海洋中，磷虾不仅数量巨大，而且聚集在一起密度也很高。它们似乎是按照某种指令，聚集成一团一团的，专等鲸鱼来食用。如果不是这样的话，身躯庞大的鲸鱼，整日在茫茫海洋中，疲于奔命，寻找捕获食物，无论如何是无法填饱肚子的。同样，磷虾以其顽强的生命力和特有的繁殖能力，建立起最为庞大的密集群体，源源不断为鲸鱼提供食物。

南极磷虾是南极生物地理区中的关键物种，是该地大部份动物的主要食物来源。在讲座中，南极探险队员给我们讲了南极磷虾的重要性，除了鲸鱼越过生物链吃南极磷虾外，南极的各种企鹅也是以南极磷虾为主食。她告诉我们到了南极，会看到许多企鹅白白的肚子上被沾染了橙红色肚兜，那是它们不小心跌倒、趴在了自己的粪便上的结果。不仅如此，企鹅的粪便还把他们做窝产卵的雪地染成橙红色。

与陆地上食物链相比，海洋中各种生物建立起的食物链是非常有效的。海洋食物链在通常情况下，比陆地食物链具有更多环节。但无论是陆地，还是海洋里，生物之间的食物链并不那么单纯，而是极为复杂。所以生物学家建议使用海洋食物网的概念。海洋食物链所表达的是在各个营养级发生转变的摄食关系，但海洋食物链的营养级在许多时候产生逆转和分枝，而用食物网的概念去描述，能将复杂的海洋生物摄食模式准确反映出来。随着数字时代的科技发展，日本研究人员研发出利用数字使海洋生物食物链关系一目了然的新方法：

在食物链中，通过光合作用获得能量的植物位于底端，而肉食动物位于上端，呈金字塔状。越是位于食物链上端的生物，细胞内两种氨基酸中含有的氮15就会以一定的比例增加。他们利用这种方法为海洋生物，从低到高以1至5定义其生物链地位。例如最低端的海洋植物海藻为1.0，以海带、海草为食的紫海胆为1.9，粗腿厚纹蟹介于小鱼和浮游动物之间，为2.5，黑鲷鱼为3.3，同时吃小鱼和浮游动物的鱿鱼则是3.6，日本真鲈为4.0，角鲨则为4.8。

南极探险队员给我们介绍：南极洲（包括南极大陆和周围的岛屿）没有任何植物，只有很少的苔，所有动物都是海洋食物网的一部分，包括空中的飞鸟，因为它们最终会和冰川一样归于海洋。我们要观看的企鹅有一些是海狮、海豹等海兽的食物，通常他们会在海边浅滩上被海狮、海豹等海兽围猎。企鹅在海边浅滩上游泳的方式和在深水里不一样，它们会像海豚那样跳跃到水面、腾空、再跳进水里，目的是防止海兽们的袭击。

南极探险队员和科学家给我们举办的讲座内容和次数最多的是关于企鹅。企鹅是南半球特有的鸟类，生活在整个南半球的许多地方，共有18种，分6个企鹅科。其中有一种勇敢的加拉帕戈斯企鹅（Galapagos）竟能顺着寒冷的海流游到加拉巴哥斯群岛附近的赤道水面，其它企鹅却从未在北半球露过面，赤道就像是一种屏障。而生活在南极的企鹅只有7种，但数量很多，约有1.2亿只，占世界企鹅总数的87%。南极的7种企鹅分别是：帝企鹅、王企鹅、白眉企鹅、阿德利企鹅、帽带企鹅、马克罗内企鹅和南跳崖企鹅。

听了探险队员对企鹅的介绍，作为理工男，很喜欢用表格来描述18种企鹅的分布情况：

6属	18种	身高（厘米）	体重（公斤）	分布地区	天敌	特性
1、王企鹅属	1、帝企鹅Emperor Penguin	90-120	50	南极	豹海豹	一次孵1个蛋
	2、王企鹅King Penguin	70-100	10-18	南极	豹海豹	一次孵1个蛋，14个月
2、阿德利企鹅属	3、阿德利企鹅Adélie	46-75	4-6	南极	海狮、海豹、虎鲸	是高度熟练的游泳者，最高速度可达每小时70千米，1次生2个蛋
	4、帽带企鹅Chinstrap Penguin	68-76	3-5	南极	海狮、海豹、虎鲸	最大胆和最具侵略性的企鹅之一，1次生2个蛋
	5、白眉企鹅Gentoo Penguin、叫金图企鹅	50-90	4.5-8.5	南极	海狮、海豹、虎鲸	第3大企鹅，1次生2个蛋

3、冠企鹅属（Crested Penguins）	6、南跳岩企鹅Southern Rockhopper	45-58	2-3.4	南极、福克兰群岛、南美洲南部	海狮、海豹、虎鲸	特别能跳
	7、北跳岩企鹅 Northern Rockhopper	45-58	2-3.4	南大西洋		特别能跳
	8、竖冠企鹅Erect Crested	50-70	2.5-6	新西兰
	9、斯岛黄眉企鹅Snares	50-80	2.5-4	新西兰		擅长潜水和攀岩
	10、白颊黄眉企鹅（皇家企鹅，Royal）			新西兰和澳大利亚
	11、马克罗尼（Macaroni）	70		南极、福克兰群岛	海狮、海豹、虎鲸
	12、峡湾企鹅Fiordland、凤冠企鹅、黄眉企鹅	60	2-6	新西兰南岛

4、黄眼企鹅属

13、黄眼企鹅（Yellow eyed）

62-69

3-8.5

新西兰

安静沉默

5、环企鹅属	14、非洲企鹅（African）			南非		唯一生活在非洲
	15、洪堡企鹅（humboldti）	56-70	3.6-5.9	秘鲁、智利
	16、麦哲伦企鹅（magellanic）	61-76	2.7-6.5	南美洲东南部	鸟类天敌
	17、加拉帕戈斯企鹅Galapagos	45	2.5	南美洲科隆群岛		唯一一种被发现赤道线附近的企鹅

6、小企鹅属

18、小蓝企鹅（Little Blue）

30-33

1.5

新西兰和澳大利亚

老鼠、短尾鼬、黄鼠狼

体型最小的企鹅

12月2号，到达南极的前一天，发音和甄嬛相同的华人学者（我们也就称呼她甄嬛），特地给我们华人用中文举办了一个《南极野生动物讲座（Antarctica wildlife lecture in Chinese）》。这是我第一次认真听野生动物、尤其是鸟的讲座。我以前对美国中学生要学习了解1000多种鸟的知识，作为理工男，我感到很不理解，我当时认为这些知识对技术工作没有用。这次南极旅游时，就感觉自己的鸟类知识非常有限，多了解鸟类知识对旅游观景非常有用。也很羡慕鸟类很自由，可以每年迁徙很多地方。就在我准备去南极前几周，北加州的鸟开始大量迁徙，我们公司前后停车场都有树荫，那几天几乎所有人的车上都留下很多鸟粪。可能正是北半球的鸟向南半球迁徙时路过我们公司，并在树上歇脚。

甄嬛给我们介绍：南极地区的鸟类全部是海鸟，是鸟类的一个演化支。并且把南极地区的鸟分为2目：一类是不会飞的企鹅目，另一类是鹱（读音hù户）形目均为飞鸟。2014年对48种代表性鸟类的全基因组分析得出结论，企鹅是鹱形目的姐妹群，它们大约在6000万年前分开演化。和企鹅的种类类似，南极地区鹱形目科的海洋飞鸟的种类只有36种，加上其他洲每年从北半球遥远的地方迁徙过来的侨民，共约50种。在南极地区哺育后代的36种本土海鸟中有7种是企鹅科，其它为信天翁科、南海燕科、海燕科19种、鹈燕科、鹱科等。

南极地区海洋飞鸟的种类稀少，但数量却相当可观，约有6500万只，其中南极的信天翁类约有3900万只，海燕约1100万只，企鹅1.2亿只。所以海鸟总数约1.78亿只。据海鸟学家估算，全世界的海鸟约有10亿只。南极洲是世界上的第五大洲，其面积约为1,400万平方公里，佔地球陆地面积的10%。但南极地区的海鸟占世界海鸟总数的18%，因此，南极地区被称为飞鸟天地。

南极地区的海鸟主要分布在南极大陆沿岸和南极辐合带南北的岛屿上，这些海洋飞鸟主要以磷虾为食，也食用乌贼和鱼类等海洋生物，在南大洋海洋生态系中起着重要作用。每年要消耗约4000万吨海洋生物，所以鸟类在南极海洋食物网中也起着重要作用。

我们这次南极旅游所登陆的地方只能看到如上图片中的阿德利企鹅（左）、白眉企鹅（中）、帽带企鹅（右）。在投影仪上，我们看了很多企鹅的相片。多次讲座之后，我们感觉对南极的生态和生物有了很多的了解，都盼望着12月3日早点到来，能一睹真正的企鹅和其它南极生物。

（未完待续）

下接《南极之行（五）登陆南极欺骗岛》