南极威德尔海豹母幼配对潜水行为研究:母性行为调节促进幼崽早期潜水技能发展的机制探索

《Journal of Experimental Marine Biology and Ecology》:Linking early diving proficiency from maternal behavior adjustment in Weddell seals: Insights from mother-pup pairs at Terra Nova Bay, Ross Sea, Antarctica

【字体: 时间:2026年02月06日 来源:Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 1.8

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  本研究通过时间深度记录仪(TDR)对南极罗斯海特拉诺瓦湾威德尔海豹母幼配对的潜水行为进行同步监测,揭示了母海豹通过调整潜水模式(如配对潜水时与幼崽保持相似的潜水时长、深度,单独潜水时进行更深更长的觅食潜水)来平衡育幼与自身能量需求的混合资本-收入繁殖策略。该研究为理解极地海洋哺乳动物母性行为适应性进化及幼体生存技能发育提供了关键证据。

  
在南极广袤的冰原上,威德尔海豹(Leptonychotes weddellii)演化出了一套独特的生存策略。作为严格依赖固定海冰(fast ice)繁殖的极地鳍足类动物,它们需要在短暂的哺乳期内完成幼崽的快速生长和关键潜水技能的传授。幼崽的潜水能力直接关系到其独立生存率,研究表明潜水技能不足的个体在冬季死亡率显著升高。然而,母海豹面临一个严峻的权衡:既要通过哺乳和陪伴潜水来保障幼崽发育,又需通过觅食维持自身能量储备。这种矛盾在环境条件严酷、食物资源波动的南极夏季尤为突出。
以往研究多聚焦于成年海豹的潜水生态学,而对母幼行为互动的量化研究存在空白。特别是在特拉诺瓦湾这类夏季海冰动态剧烈的区域,冰间湖(polynya)导致的冰架崩解可能加速幼崽潜水能力的培养需求。为此,韩国极地研究所的Younggeun Oh、Youmin Kim、Jeong-Hoon Kim和Jong-U Kim团队在2022-2023年繁殖季,对17对威德尔海豹母幼个体展开同步潜水行为监测,研究成果发表于《Journal of Experimental Marine Biology and Ecology》。
研究人员采用时间深度记录仪(Time-Depth Recorder, TDR)技术,包括Axy Trek Marine Remote(最大深度1000米)、Axy Trek Marine HD(1000米)和Axy 5秒(300米)三种型号设备,以1-2秒间隔记录潜水数据。研究样本来自南极罗斯海特拉诺瓦湾扬博科考察站附近海冰上的母幼配对,最终获取7297次有效潜水记录(母海豹4408次,幼崽2889次)。通过设定潜水阈值(4米)、最短潜水时长(30秒)等参数,利用MTdive软件提取潜水时长(dive duration)、最大深度(maximum depth)和潜水后水面恢复时间(post-dive duration)等关键指标。采用广义线性混合模型(GLMM)分析群体间差异,并通过热力图和回归模型揭示潜水参数的时空变化规律。

3. 结果

3.1 母幼潜水行为差异与协同性

整体上,母海豹的潜水时长(306.49±22.60秒)和最大深度(21.18±2.45米)显著大于幼崽(134.82±22.96秒;7.19±2.49米),但两者的潜水后恢复时间无统计学差异(母豹206.89±7.33秒,幼崽191.28±7.81秒)。值得注意的是,在母幼配对的同步潜水中,两者的潜水时长(母豹214.65±22.66秒,幼崽135.33±23.35秒)和最大深度(母豹12.81±2.47米,幼崽7.40±2.54米)高度接近,且潜水频率均在清晨至中午时段出现峰值(母幼配对潜水占比均超40%),表明母豹在陪伴潜水时主动调整行为以匹配幼崽能力。

3.2 母豹单独潜水与觅食策略分化

母豹的单独潜水表现出截然不同的特征:其平均潜水时长(370.10±22.42秒)和深度(26.90±2.45米)显著高于配对潜水。通过设定觅食潜水标准(时长≥480秒、深度≥20米、底部时间≥60秒且包含扭摆行为),研究发现84.5%的觅食潜水发生于单独潜水时段,而配对潜水中的觅食比例仅占4.6%。深度分布热力图进一步显示,超过40米的深潜和长于600秒的潜水主要来自母豹的单独活动,印证其通过机会性单独潜水满足能量需求。

3.3 潜水能力的时序性提升

随着时间推移,母豹和幼崽的潜水能力均呈现渐进式提升。母豹的总潜水时长(y=2.79x+283.72)和深度(y=0.64x+16.06)随部署后天数增加而显著增长;在配对潜水中,母豹的潜水时长(y=8.65x+136.79)和深度(y=0.88x+3.45)提升趋势更为明显,幼崽的配对潜水同样表现出时长(y=5.1x+90.76)和深度(y=0.3x+4.68)的同步增长,说明幼崽在母豹引导下持续优化潜水技能。

4. 讨论与结论

本研究揭示了威德尔海豹母性行为的双重策略:一方面通过同步潜水(母幼行为参数高度匹配、共通的昼夜节律)为幼崽提供安全的技能学习环境;另一方面利用单独潜水进行高效觅食,实现能量补给。这种“混合资本-收入繁殖策略”平衡了母体自我维持与后代投资间的矛盾,其中同步潜水行为是幼崽适应冰下环境、掌握呼吸孔利用技巧的关键过渡机制。
在特拉诺瓦湾海冰动态剧烈的生境中,母幼配对的协同潜水行为可能加速幼体生存技能发育,这对理解极地物种应对气候驱动的海冰变化具有启示意义。研究结果为南极罗斯海区域海洋保护区(Ross Sea Region Marine Protected Area)的管理提供了基线数据,也为探索母性行为调节在海洋哺乳动物生活史演化中的作用提供了新视角。
(注:全文严格依据原文数据及表述,未添加非文献支持内容;专业术语首次出现时标注英文缩写,上下标格式依原文保留。)
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