本文來源于海潮天下（Marine Biodiversity）

▲上圖：新西蘭豪拉基灣（Hauraki Gulf）諾伊塞斯群島（the Noises）附近，由當?shù)睾Ｄ戇^度啃食海帶所造成的“海膽荒漠”（Urchin Barren）邊緣地帶。由于捕食者數(shù)量減少，海膽種群失控，它們將海藻林啃食殆盡，形成了一片貧瘠的海底景觀。攝影：Shaun Lee（CC BY-SA 4.0）

本文約1900字，閱讀約5分鐘

如果你去海藻林中潛水，可能會看到忙著啃食海帶的新西蘭海膽（Evechinus chloroticus）。海膽的這種“口腹之欲”，其實對海藻林的健康至關(guān)重要。如果海膽吃得太歡，海藻林就可能被啃光，導(dǎo)致生態(tài)系統(tǒng)失衡。以往我們總覺得，是捕食者的數(shù)量直接決定了海膽的數(shù)量，但一篇最新研究揭示了一個更巧妙的機制——僅僅是捕食者的“氣味”，就能讓海膽主動“放下筷子”。這項研究作為開放獲取論文，已于2025年11月11日發(fā)表在《科學(xué)報告》（Scientific Reports）期刊上。

這項研究的重點在于，去量化捕食性魚類釋放的化學(xué)信號對海膽行為的非致死影響。在此之前，科學(xué)家們對于海膽因感知到危險而改變行為（即所謂的“風(fēng)險效應(yīng)”）的研究，大多集中在龍蝦等無脊椎動物捕食者身上。但魚類作為海膽的主要天敵，它們帶來的“化學(xué)警報”究竟有多大影響，一直缺乏直接的實驗證據(jù)。

一條處于中年體色的雌性藍鱈魚（Parapercis colias）特寫。攝影：Daan Hoffmann（CC BY-SA 4.0）

研究人員在實驗室里進行了對照實驗，讓新西蘭海膽分別暴露于普通海水和含有藍鱈魚（Parapercis colias）排泄物的水中。藍鱈魚是新西蘭南部水域捕食海膽的魚類之一。實驗結(jié)果非常清晰地表明，體型較大的海膽（直徑在6–8厘米之間）在聞到藍鱈魚的“氣味”后，它們的海帶消耗量顯著減少，降幅大約在40%左右。

更有意思的是，這種對魚類氣味的反應(yīng)，與它們面對紅巖龍蝦（Jasus edwardsii）的化學(xué)信號時，幾乎是同步和等效的。

這表明，即便海膽因為體型大而受到魚類直接捕食的風(fēng)險沒那么高，它們依然會因為感知到威脅而開啟防御模式。

▲上圖：新西蘭海膽（Evechinus chloroticus，當?shù)胤Qkina）的標本照片。此標本采集于新西蘭海洋區(qū)域北地大區(qū)的Bay of Islands，現(xiàn)收藏于奧克蘭戰(zhàn)爭紀念博物館。圖源：aucklandmuseum

不過，并非所有海膽都表現(xiàn)出了同樣強烈的反應(yīng)。

對于體型較小的海膽（直徑3~5厘米），它們對藍鱈魚信號的攝食量就沒有表現(xiàn)出明顯的減少，反應(yīng)傾向于“模棱兩可”。那么問題來了，海膽是選擇“逃跑”還是“少吃”呢？研究人員在實驗中觀察到，無論是否有捕食者氣味，海膽的活動軌跡、是否躲藏到避難所下，以及與食物接觸的頻率，都沒有明顯區(qū)別。換句話說，它們既沒有選擇逃跑，也沒有躲起來不吃。因此，科學(xué)家們推斷，海膽攝食量減少最可能的機制是“注意力轉(zhuǎn)移”：面對危險時，海膽的優(yōu)先級從“大快朵頤”轉(zhuǎn)向了“保持高度警惕”。

至于海膽為何對魚類和龍蝦兩種不同捕食者的氣味反應(yīng)如此一致，研究人員提出了一個有趣的猜想：這兩種捕食者可能通過消化共同的食物（比如魚類）而產(chǎn)生了相似的代謝物。海膽檢測到的可能并非是某個特定捕食者的“身份證明”，而是一種泛泛的“有厲害的捕食者在附近”的通用化學(xué)警報。而體型較小的海膽反應(yīng)較弱，可能是因為它們長期隱蔽生活，缺乏足夠多的機會接觸并“學(xué)習(xí)”這種復(fù)雜的風(fēng)險信號。

這項研究，首次確鑿地證明了捕食魚類僅僅通過釋放化學(xué)信號，就能在不殺死海膽的情況下，有效降低它們的攝食強度。這對于人類評估過度捕撈對海洋生態(tài)系統(tǒng)帶來的間接影響至關(guān)重要——即便捕食魚類數(shù)量減少了，殘存下來的魚類帶來的“化學(xué)威懾”，仍然在以一種以前未曾了解的方式，幫助保護海藻林。

感興趣的海潮天下（Marine Biodiversity）讀者可以參看該研究的全文：
Curtis, J.S., Dillingham, P.W. & Wing, S.R. Chemical cues from a predatory fish (Parapercis colias) suppress feeding rates of the New Zealand sea urchin (Evechinus chloroticus). Sci Rep 15, 39443 (2025). https://doi.org/10.1038/s41598-025-23130-8

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資訊源 | Sci Rep 15, 39443 (2025)

文 | 王海詩

編輯 | 海潮君

日期 | 2025年11月14日

【參考資料】

https://www.nature.com/articles/s41598-025-23130-8

https://environment.govt.nz/assets/publications/Environmental-Reporting/9.5-Kelp-forest-extent-and-quality.pdf

Tait, L., D’Archino (2024). Kelp forest extent and quality. In: Lohrer, D., et al. Information Stocktakes of Fifty-Five Environmental Attributes across Air, Soil, Terrestrial, Freshwater, Estuaries and Coastal Waters Domains. Prepared by NIWA, Manaaki Whenua Landare Research, Cawthron Institute, and Environet Limited for the Ministry for the Environment. NIWA report no. 2024216HN (project MFE24203, June 2024).

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