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为什么科学家要从死鲸身上挖耳屎?

苏澄宇

有一群科学家对抠耳屎充满兴趣,只不过他们抠耳屎的对象体型有些庞大——鲸。

(图片来源:Veer图库)

几个世纪以来,世界各地的科学家乐此不疲,从死去的鲸鱼中挖出一大堆耳屎,做各种各样的研究,最后还会将没用完的鲸鱼耳屎收藏到博物馆内。

史密森尼国家自然历史博物馆的鲸陈年老耳屎 (图片来源:NBC NEWS)

鲸的耳屎长啥样?

由于鲸没有手,也没有棉球棒,所以由脂肪酸、醇类、胆固醇组成的耳屎在鲸鱼的耳朵里年复一年堆积起来,简直是其生命历程的写照。从鲸挖出的耳屎最长超过50厘米,重达1公斤左右,这应该是地球上最大的耳屎了↓↓:

这条10英寸长的耳屎于2007年从一条搁浅的蓝鲸中提取出来。

耳屎是一层一层堆叠出来的,在上面可以看到堆叠的痕迹,这有点类似于年轮。耳屎主要由脂质和角质蛋白组成,由深色和浅色的层(生长层群)交替组成,大概每半年就叠出一个轮,相当于每半年给这些化学物质存一个档。

耳屎的年轮 (图片来源:twitter@Baylor)

除了脂质和角蛋白,鲸的耳屎里还有各种其他物质,比如内源性的激素和来自外界的各种有机污染物。

鲸的耳屎可以看出什么?

前面说了耳屎具有年轮的作用,所以对于科学家来说,最直接的就是可以从鲸的耳屎里看出这只鲸活了多久。

比如下面这坨耳屎里有68个轮,也就是说有34岁左右。

这是一头从上世纪90年代出生后活了34年的鲸 (图片来源:参考文献1)

除了年龄之外,耳屎还能看出更多东西。

科学家可以观察耳屎每一个轮的激素和化学成分,来了解鲸在经历性成熟、怀孕和分娩等重大生活事件时的情况,也可以用来研究鲸在一段时间内承受了多大的压力。

这就需要研究一个和压力相关的激素了--皮质醇。皮质醇属于肾上腺皮质激素中的糖皮质激素,由肾上腺分泌,在应付压力中扮演重要角色,故又被称为“压力荷尔蒙”。

和人类一样,如果鲸受到了外界的压力,比如航运、渔业、噪音以及污染物,就会产生应激反应,然后皮质醇就会通过下丘脑 - 垂体 - 肾上腺轴而产生。

科学家通过研究20头鲸的耳屎,得到皮质醇的相关图谱↓↓:

鲸鱼皮质醇与捕鲸数量和海面温度的关系 (图片来源:参考文献1)

从这个图谱中,科学家发现从19世纪末到20世纪70年代,长须鲸、座头鲸和蓝鲸承受的压力越来越大,这可能是由于商业捕鲸活动的缘故。

渔业船业对鲸鱼的生活造成影响 (图片来源:Veer图库)

对鲸造成压力不止是捕鲸活动,还有战争。

科学家发现,从1939年到1945年期间,鲸的皮质醇水平一直很高,但那时候捕鲸活动并不多。所以科学家推测是另一个压力源导致了皮质醇分泌的增加:二战。正是二战期间的飞机、炸弹、船只等发出的噪音,给海里的鲸鱼造成了压力。

到了现代,则有了新的压力源:温室效应。科学家发现,从1990年到现在,随着海洋温度的上升,鲸的压力水平也在上升。

为什么一定要选耳屎?

如果想通过日常检测获取鲸皮质醇水平的长期数据非常困难,想要对单个鲸的一生进行追踪并进行采样是基本不可能的。

当然有科学家通过鲸须来获取相关数据。鲸须是用来过滤食物的,它包含了大约10年的皮质醇信息,但鲸往往可以活50到100年,所以如果想要从鲸须来了解,那也只能看到它们生活的一瞥。

而层层叠叠的耳屎,提供的是鲸一生的数据,这也是为什么选择耳屎作为研究对象的原因。然而,提取这类信息并非易事。因为要逐层对耳屎进行分析,每分离一层就需要好几天的精心工作。

研究人员在切鲸的耳屎 (图片来源:twitter@sverrirdh)

耳屎还能助听?

对于人类来说,耳屎的存在主要是为了防止灰尘和水进入我们的耳道,避免影响听力,但是耳屎积累太多了也不是一件好事,因为耳屎太多会使对声音形成阻碍,使得我们听力变差。

鲸的耳垢起到了完全相反的作用,它帮助鲸拥有更好的听力。

一只雌性弓头鲸的耳屎 提取于1964年 (图片来源:NBC NEWS)

鲸耳道内堆积起来的长长的耳屎,实际上是鲸的一种助听器。根据科学家的研究,发现鲸的外耳道耳屎和海水的密度是差不多的,这也就是说声音在进入耳道内的时候,通过的是同一种介质,声音在同种介质内的传播是不会有损耗的。

声音在不同介质之间传播的效率会大大降低。如果鲸的耳朵空荡荡,声音从水中进入密度完全不一样的空气中,相反还会对声音的传播形成阻碍。所以耳屎并没有对声音形成干扰,反而帮助了声音进入耳朵。

看了这么多,大院er脑海中回响起一首歌:如果你愿意一层一层一层地剥开我的心~

其实鲸的耳屎就像地质学的宝藏,层层叠叠地堆积在鲸耳朵里,等着人类去发掘其中的秘密。

参考文献:

1. Trumble, S. J., Norman, S. A., Crain, D. D., Mansouri, F., Winfield, Z. C., Sabin, R., … Usenko, S. (2018).Baleen whale cortisol levels reveal a physiological response to 20th century whaling. Nature Communications, 9(1).doi:10.1038/s41467-018-07044-w

2. Hunt, K. E., Lysiak, N. S., Moore, M., & Rolland, R. M. (2017). Multi-year longitudinal profiles of cortisol and corticosterone recovered from baleen of North Atlantic right whales (Eubalaena glacialis). General and Comparative Endocrinology, 254, 50–59. doi:10.1016/j.ygcen.2017.09.009

3. https://ocean.si.edu/ocean-life/marine-mammals/whale-earwax-what-you-can-learn-strange-collections

4. https://www.healthline.com/health/earwax-buildup#treatment

5. https://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%9A%AE%E8%B3%AA%E9%86%87

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