为什么座头鲸会制作捕食工具？为什么选择气泡网来捕食？

在阿拉斯加东南部的冰冷海域，座头鲸展示了一种令人惊叹的捕食技能，它们会制造气泡网来围捕磷虾群。2024年《皇家学会开放科学》的一项研究首次通过科学数据证明，这种行为不仅是本能，更是一种主动的工具制造行为，能精确控制气泡网的结构以提高捕食效率。

为什么说气泡网是“工具”，而不是本能？

座头鲸是海洋中孤独的旅行者，除了繁殖季节，其他时间基本倾向独居，觅食范围广阔，长距离迁徙。

在动物行为学中，工具使用的定义是利用外部物体改变环境以提高效率，而座头鲸的气泡网完全符合这一标准。它们通过下潜、喷气、围捕、收网几个步骤完成的，先垂直下潜到猎物聚集的水域，然后从鼻孔中喷出大量的气泡，这些气泡在水中形成一个个小泡泡，通过不断地游动，将气泡聚集起来，形成一个巨大的气泡网，将猎物包围在其中，最终将被困在气泡网中的猎物一并吞入腹中。

研究发现，鲸鱼能控制气泡网的环数、气泡间距和深度，有些座头鲸还会制造出复杂的双层气泡网，以提高捕猎的效率。而且气泡的目的明确，与捕食行为直接关联。座头鲸的表现表明，它们是在利用气泡网捕食，而不是本能这样做的。

为什么座头鲸选择制造气泡网来捕食？在研究座头鲸为什么选择制造气泡网之前，首先要知道气泡网是如何工作的？研究团队通过无人机和动物标签的数据，科学家重建了气泡网的三维模型。发现其运作分为三个阶段：气泡释放→猎物围堵→捕食。

通过传感数据，鲸鱼在22米深处开始释放气泡，并继续下潜至平均25米，气泡以脉冲形式释放，内环比外环更密集。然后，气泡形成多层同心圆，最内环面积仅37平方米，正好接近鲸鱼张口面积的2倍，迫使磷虾向中心聚集，气泡间距从外环的松散到内环的紧密，从外到内逐渐收紧，最内环面积比外环小 7.2倍，通过气泡网，使猎物密度提升7倍。最后，鲸鱼以2.1米/秒的速度垂直冲过气泡网中心，张口时间仅2.2秒。

使用气泡网，能使猎物捕获量提升7倍，同时不增加能量消耗，实现高效的捕食。但尽管气泡网高效，但研究发现，仅2.8%的鲸鱼，使用这种策略。

图：从 UAS 和标记方法收集的变量和数据🔽

 ( a ) UAS 得出的双环气泡网气泡网指标，包括内环的面积和直径，以及外环的水平气泡间距离（即网格大小）。 ( b ) 鲸鱼产生的气泡脉冲，显示 (i) 左鳍状肢、(ii) 之前的气泡脉冲和 (iii) 新的气泡脉冲。 ( c ) 鲸鱼在突进前立即张开嘴巴，可见 (iv) 上颚、(v) 鲸须、(vi) 下颚和 (vii) 右鳍状肢。 ( d ) 鲸鱼在突进后接近水面，(viii) 嘴巴在冲破水面之前闭合，(ix) 可以看到完整的气泡网。

❓思考题：使用气泡网捕食时，座头鲸的猎物密度能提高多少倍？

A.2倍
B.5倍
C.7倍
D.10倍

参考文献：A. Szabo, L. Bejder, H. Warick, M. van Aswegen, A. S. Friedlaender, J. Goldbogen, J. M. Kendall-Bar, E. M. Leunissen, M. Angot and W. T. Gough. Solitary humpback whales manufacture bubble-nets as tools to increase prey intake. Royal Society Open Science, 2024 DOI: 10.1098/rsos.240328