鲸鱼为什么跳跃?

鲸鱼为什么跳跃?鲸鱼为什么跳跃?

1。跃水行为主要是同鲸的群体交往，同它们的通讯联系和玩耍（这是一个特定的动物行为学名次，具体请看附录的全文）有关。 2。跃水也可以作为一次侵害行为、一次挑战、一次力量炫耀或是一次求偶动作的显示。 附录：全文 鲸为什么跳跃 （文章中相关图请看 　　鲸类的跃水动作，似乎是有目的的。它同鲸类的集群生活特点有联系，可能起着通讯的作用。 　　鲸类跃出水面，几乎是动物所能完成的最强有力的单项动作。 英文称为：“breaching（跃水）”，这是18和19世纪捕鲸者对这一戏剧性动作的专门用语，今日的研究者们仍然沿用它。鲸类有巨大的身躯和重量，却能腾空而起，人们不禁要问：这种动物为什么要这样做？ 　...全部

  1。跃水行为主要是同鲸的群体交往，同它们的通讯联系和玩耍（这是一个特定的动物行为学名次，具体请看附录的全文）有关。 2。跃水也可以作为一次侵害行为、一次挑战、一次力量炫耀或是一次求偶动作的显示。
   附录：全文 鲸为什么跳跃 （文章中相关图请看 　　鲸类的跃水动作，似乎是有目的的。它同鲸类的集群生活特点有联系，可能起着通讯的作用。 　　鲸类跃出水面，几乎是动物所能完成的最强有力的单项动作。
  英文称为：“breaching（跃水）”，这是18和19世纪捕鲸者对这一戏剧性动作的专门用语，今日的研究者们仍然沿用它。鲸类有巨大的身躯和重量，却能腾空而起，人们不禁要问：这种动物为什么要这样做？ 　　鲸类跃水给多数观众提供了观察其全貌的良机，并留下丰富多采的印象。
   1939年J。N。Reynolds在《The Knickerbocker》一书中为读者描述过太平洋捕鲸的历险记，他写道，“有时候，一个巨大的、不像样的驱体骤然从水面跃起，又迅速落入水中，砸得浪花四溅，就如同某些大腹便便的市参议员跳苏格兰高地舞那样，笨拙的模样令人发笑。
  ”而对于Herman Melville，鲸跃水动作则是令人肃然起敬的。Melville在《白鲸》中写道，“以其最大速度从无穷深渊中跃起”，“抹香鲸的整个身躯腾入空中，堆起一座令人眼花缭乱的泡沫之山，远在七八海里之外都能见到它的雄姿。
  抖落的漫天浪花似乎是它披拂的长须。” 　　前几个世纪的捕鲸者，在缓慢行驶的帆船上搜寻目标时，是有很多机会见到他们想要捕获的鲸类的。多年以来，捕鲸者们谈论的趣闻便构成了人们描述鲸类跃水和其他行为的蓝本。
  人们对鲸类跃水提出了各种人格化的解释，譬如是进食、伸展、娱乐、被箭鱼追逐，以及针对捕鲸者的一种挑衅性行为等等。 　　在过去几年里，在外海对鲸类作的科学考察已开始获得有关其各种行为（包括跃水）的有用的定量资料。
  美国野生动物基金会的Roger Payne及其助手在阿根廷瓦尔迪兹半岛（Valde’s Peninsula）沿海对露脊鲸的长期研究，已提出了许多深入的见解。其他一些重要研究，包括加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的Kenneth S。
  Norris和若干其他学者在下加利福尼亚沿海对灰鲸的研究；加利福尼亚大学圣克鲁斯分校的James D。Darling，Woods Hole，海洋研究所的Peter Tyack以及其他人在夏威夷沿海对座头鲸的研究。
  我自己的工作主要是在夏季对纽芬兰外北大西洋西部的座头鲸和在冬季对西印度洋群岛的“银洲”的座头鲸进行研究。 　 　　作长期观察对了解鲸类跃水行为是非常重要的，因为这一现象平日很少见。对多数鲸类来说很难见到它们跳跃一次。
  因此，通常要花许多年时间才能目睹到相当数量的跃水。从这方面来说，在“银洲”的研究具有特殊的重要性。冬季，座头鲸从北大西洋西部聚集到那里进行交配和生育。聚集的密度约每平方公里一条鲸。其中许多要作跃水动作：为估计整个鲸群的大小，我们做了横跨“银洲”200公里的航行，此过程中我们看到的密集小群（一般含有1～4条鲸）中大的有 20％的鲸发生跃水动作。
   　　座头鲸的一次跳跃要举起相当于485个人（平均体重为68公斤）的生物量。最大的座头鲸身长近15米，体重33吨。 　　座头鲸和其他一些鲸类的跳跃可以完全离开水面，也可以仅一半身体露出水面的轻松上涌。
  座头鲸四分之一以上的跳跃属于至少将70％的身体露出水面的跳跃。但整个鲸完全出露于水面之上是很少见的。座头鲸跳跃同海面所成的角度可高达70°。 　　Payne从峭壁和小飞机上观察了露脊鲸的跃水过程。
  鲸在获得足够的速度之前总是水平游动的。达到一定程度之后，它的头便向上倾斜，并升高其尾叶。这样便把水平动力转换成垂直动力，从而使鲸露出水面。由于是水平地运动，鲸可在只有几米深的水中跳跃。 　　鲸类还可以完成看起来与跃水相类似的其他动作。
  其中之一是向前猛冲。在这个特技动作中，鲸类冲刺超过水面的部分不超过其身体的40％。冲刺可以是水平的、垂直的、或两者之间的任何角度。鲸可以选取一定的方向，使其背面或腹面置于最高点，也可以侧身游动。
  鲸在猛冲时，它的嘴常常是合拢的，但有时则满嘴衔着浮游生物或小鱼。因此，往往认为猛冲可能与觅食有关。在大的鲸群中，当它们彼此要取胜对方时，例如2～10条雄鲸要竞相靠近一条雌鲸时，座头鲸也会有猛冲动作。
  鲸在水下游动，无意之中划破水面。有时也会出现这种猛冲。另一方面，跃水似乎是一种有目的的活动。 　　某些海兽在水面以上作有意识跳跃的另外一种活动是“海豚式游泳”，即海兽快速游动时所作的一系列水平跳跃。
  不列颠哥伦比亚大学的 Bobert W。Blake计算得出，通过这种跳跃，小的鲸或海豚可使摩擦阻力降至最小。他还指出，大的鲸不会从海豚式游泳方式中得到好处，的确我从来未见到座头鲸有这种动作。 　　鲸类的跃水动作可分为两类，一类可称为“腹拍式”，另一类是纯跃水。
   　 腹拍式是鲸类的背在整个跃水过程中总是朝上的，然后以腹部着水。纯跃水动作是鲸侧身从海水中跃出，鳍肢拍打着旋转上升，最后背部落水。座头鲸的纯跃水动作约占80％，而腹拍式约占20%。 　　容易见到做腹拍式动作的鲸喷水。
  Payne认为，腹拍式动作对鲸类来说，像人一样是痛楚的。但腹拍动作使喷水孔离开水面的时间比纯跃水动作要长。因此，当鲸在跃水过程中需要呼吸时就选择这种动作。 　　鲸类的跃水动作往往是几次动作连续进行的。
  个别鲸每40秒左右跃水一次，可连续跃水几分钟。 　　 北大西洋西部座头鲸的密集小群，平均跃水频率为9。4次（这一平均包括一个连续过程只有一次跃水的情况）。通常一个连续过程的所有跃水似乎都是由一个海兽完成的。
  在银洲我们观察到的一个连续跃水过程在7分钟内就有130次，很可能所有这些动作都是由同一个海兽完成的。 　　连续跃水的趋势是，腹拍式紧跟着腹拍式，纯跃水跟随着纯跃水。不管是座头鲸还是露脊鲸，在一个连续过程中，它们身体露出水面部分总是趋于越来越少。
  人们自然而然地会想到，鲸大概是渐渐觉得劳累了。 　　一条鲸在作跃水动作时消耗的能量有多少？它离开水面时力量有多大？利用跃水鲸照片的测算，我通过小型计算机模拟了这个过程。在一次全跃水过程中（大部分身体以35°角离开水面），一条12米长成年座头鲸跳出水面时的速度为 15节（每小时17英里）。
  因为这几乎是它能够达到的最大速度，所以一次完全的跃水代表着座头鲸推动力的极限。 　　完成这样一次跃水动作所必须的能量大约为2 500千卡。鲸类安静时的代谢率每天约为 300 000千卡。这样，一次跃水动作所消耗的能量略低于鲸每天最低热量需求的百分之一。
  这个能量相当于鲸吃掉2。6公斤毛鳞鱼所放出的能量。毛鳞鱼是 　　座头鲸的主要食物，它一次可食掉100公斤毛鳞鱼。因此，一次跃水在鲸的的每天能量消耗中并不占有特别重要的地位。但20次或更多次数的连续跃水过程却要消耗相当多的能量。
  因此很自然，连续的跃水会一次比一次弱。 　　现在还很难说清楚：为什么鲸类要跃水？巨大鲸类行为的研究与天文学研究有些类似。在辽阔的视野内目标往往只是隐约地闪现的。观察者无法做实验，只能根据不充分的数据不断地作推论。
  在这种条件下，研究某种活动功能的一种方法是去考察这种活动的前因后果。 　　我曾经乘小帆船跟随成群的座头鲸几百小时，从早到晚了解它们的日常活动。通过这项工作，连同Payne和其他人的观察，获得了鲸作跃水条件的比较清楚的图像。
  它并不能得出一组关于鲸类跃水的严格规律；在高级动物行为的研究中，通常这类严格规律是无法得到的。最好的方法是从统计学的观点提出某些有意义的趋势。这种趋势表明，跃水行为主要是同鲸的群体交往，大概是同它们的通讯联系和玩耍（指小鲸）有关。
   　　当一个密集小群（两条以上的鲸）分成两组，或者两个密集小群（有时候每一小群仅有一条鲸）合并时，往往发生跃水动作。在尾叶击水（鲸的尾叶在水面上拍打）的15分钟之内也常发生跃水。类似地，它也可能与鳍肢击水（鳍肢提升到水上又拍打下去）和其他一些动作有关。
  洛克菲勒大学的 Christopher W。Clark以及Payne在露脊鲸中也观察到类似现象。 　　 　　下面一点是值得注意，也是与上述观点明显矛盾的：座头鲸在夏季跃水行为较少。即使经常有小群分开或合并的情况出现也很少跃水。
  但交配和分娩在冬季进行，可能那时候这类集群交往比起夏季的集群交往更为重要。因此，跃水率不仅同发生集群交往的次数有关，而且与它们在鲸类生活中的重要性有关。 　　人们通过不同种鲸跃水率的观察，可以看到跃水与集群交往活动之间的另一种关联。
  考察这个问题时，我列出了平均体重与体长立方之比的表格，它可表明鲸的粗胖程度。可以猜想，较粗胖的鲸一定不喜欢跃水，因为从流体力学的观点来看是不利的。但令人奇怪的是，观察表明较胖的鲸却更频繁地做跃水动作。
   　　露脊鲸、灰鲸和座头鲸——研究得最多的三个肥胖种类——在冬季聚集在传统的繁殖场所。它们在那里很少进食，依靠储存于厚脂肪层中的能量过活。在这些繁殖场所，鲸的集群交往是很频繁的，有时很活跃，在那里能看到跃水的次数最多。
   　　 　　相反，蓝鲸、长须鲸和?鲸——它们都很细长——在冬季不常到这些繁殖地点，它们分散于各地。这或许会降低它们的能量支出，因此不需要有厚脂肪层。它们可利用强有力的低频声，以及可能存在的一夫一妻制的集群方式接近配偶。
  总之，它们很少有近距离的集群交往。 　　虽然对北极露脊鲸、长褶须鲸或小?鲸的集群方式知道得不多，但近距离观察的总的印象是，这些须鲸类中集群交往较多的种类跃水率也较高。抹香鲸是一种有牙齿的、跃水频繁的鲸，它们具有特别复杂的集群方式。
   　　跃水研究提供的其他线索是什么呢？从几个独立研究获得的一个意想不到的发现是，当风连续增大时。鲸类跃水的频率也增加。当鲸在大风中力图摆脱海浪的淹没去呼吸空气时，频率并非突然增加，而是在中等风速时频率逐渐增大。
  Payne推测，当海洋中的风和浪掩盖了鲸的正常发声时，鲸可能利用跃出水面又回到水中的拍打声作为通讯联系的手段。 　　Payne还获得了使他认为跃水可能具有信号功能的另外一项发现：在露脊鲸群中跃水又会唤起跃水。
  换句话说，有鲸在附近跃水时，单个鲸发生跃水的可能性便会增大。出于对这个发现的好奇，我完成了银洲断面谱分析程序的某些初步研究。结果表明，跃水的座头鲸形成一些直径为10公里的群。假如一条鲸处于另一条正在跃水鲸的10公里范围以内，则这条鲸很可能会发生跃水。
  在旺季，一群中可能会聚集着100条座头鲸，其中可能有10～15条正在跃水。条件好时，预计它们会听到几公里以外的跃水声响。因此。这些发现便支持了Payne关于跃水具有信号功能的假说。假如其他鲸看到或听见某次跃水，信息就会被传播。
  这个信息至少是“一条鲸发生了跃水”。 　　跃水是传播其他信息的有效途径吗？对海面观察者来说，跃水形成壮观的场面和宏大的声响，但跃水时刻其他鲸是在水面以下的。就是在最清洁的水中，水下视线的极限也只有大约50米。
  但在有利条件下，声音在海水中则传播得相当远。因此，问题就变为可否不用发音，而是通过跃水来产生较大的声响（至少有几个频率范围）。对一次跃水所产生的水下声音的强度，知道得还很少。是否鲸力图使跃水的声音输出达到最大，现在还一无所知。
   　　跃水也可以作为一次侵害行为、一次挑战、一次力量炫耀或是一次求偶动作的显示。侵害行为的动机似乎是不太可能。鲸是一种体表圆滑，缓冲性好的动物。因此难以设想跃水会造成严重伤害，除非牺牲者比跃水者弱小得多。
  我知道，有一次一条座头鲸在纽芬兰沿海作一系列跃水时撞到一只小船上，但看来这件事是偶然的，并不是鲸的侵害行为。我在小船上跟随鲸类许多个月份，观察到几千次跃水动作，但我从未感觉到其中哪一次是对人类有侵害性的。
  何况鲸类用其鳍肢作拍打动作可以更有效地显示侵害行为。 　　作一次纯跃水动作是鲸给视线和听觉所及范围内所有其他鲸显示其最大力量的表演，因此跃水对寻求配偶、挑战和显示体魄强壮是有用的。一条雌鲸选择配偶至少部分是根据跃水的力量，或是在一系列跃水中维持强大能量或声响输出的能力而确定的。
  这样雄鲸将证明自己是强壮和精力旺盛的，从而间接证实在遗传上是健康的。 　　 　　类似这种相互关系，还使得跃水有助于向其他寻求雌鲸的对手作挑战和显示力量。当雄鲸间存在这类竞争时，我们经常能看到露脊鲸和座头鲸的跃水动作。
   　　 　　人们还应考虑关于玩耍这个有些模糊的概念。动物完成一件没有直接明显功能的动作，人们便称其为玩耍。因此，这个概念便成了一些不能理解行为的混合体，跃水行为常常被包括在其中。近来，玩耍概念已引起若干生物学家和动物行为研究者的严重关切，现在它已被看作是一种有效的（但还难以下定义的）行为。
  假如跃水是鲸的一种重要活动，假如活动的方式影响着它的效果，就很有理由说明为什么鲸的幼仔，可能还有成年的鲸会这样“玩耍”。 　　跃水具有动物行为学家称之为玩耍的其他活动所具有的大多数特点：在集群环境中它是很平常的，且多由年幼的鲸作，在许多场合下，它没有明显的功能。
  有些研究者推测，对年幼的其他动物来说，玩耍的目的是帮助肌肉发育；对幼鲸来说，跃水可以起到这种作用。 　　最壮观的跃水活动是由幼鲸完成的。露脊鲸、灰鲸和座头鲸的幼仔在生下来只有几个星期的时候，便开始有跃水活动，而且是很剧烈的，往往连续跃水许多次。
  在西印度群岛的银洲，幼仔的跃水常比成熟鲸来得频繁。的确，对成年的鲸来说，作为玩耍定期地投入这种剧烈活动是不多见的。因此，对成年鲸来说，不能把玩耍视为跃水的主要目的。 　　我所报告的发现和介绍假说，都没有指出跃水的任何一项明确的功用。
  证据表明这项活动有多种功用。尽管同集群行为有强烈的相关性，并具有体质技能信号的特征，但并没有决定性的证据支持这两种假说。 　　我的主观评价是，跃水行为通常用于加强其他视觉和听觉通讯手段。它是一种感情的表达。
  正如人们为了强调一件事情，可以提高嗓门，作手势，甚至跳起来，而对鲸来说，则是跃水。像窃听者那样，人类观察者们往往漏掉了这个信息，而只是注意那些表面易见的特点。　　 。收起