逐渐缩水的鱼
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有人将类似的鱼类缩水归咎于海水温度变化导致其食物来源减少。但是，科学家却指出，罪魁祸首可能是渔业保护方案的实施。
■本报记者 唐凤
1913年的一个春日，渔民Johan Norman在挪威莫斯克内斯附近追逐着一条雌鳕鱼。积雪覆盖的陡峭高山矗立在这片海域，Norman一边小心驾驶，一边测量这只鱼的大小：82厘米。然后，他取出匕首，割掉一些鳞片，并将它们封在一个小信封里，存放在挪威海洋研究所。
一个世纪过去了，这些鳞片依然“沉睡”在储藏室中，但是海洋却出现了翻天覆地的变化。挪威和其他渔业国家的小帆船被拖网渔轮所取代。1968年，北大西洋鳕鱼丰收，但同时包括大马哈鱼、鳎目鱼、龙虾在内的许多海产品数量开始迅速减少。
到上世纪80年代初，生物学家开始为另一个问题担忧。一些海域的鱼类生长得更缓慢，出现早熟现象，且产卵量下降。这不仅是渔业可持续发展的不利征兆，而且体形较小的鱼也不如大鱼有价值，因为它们的肉更少。
越变越小
有人将类似的鱼类缩水归咎于海水温度变化导致其食物来源减少。但是，科学家指出，罪魁祸首可能是渔业保护方案的实施。各种法规和条约规定，拖网渔船使用的渔网网眼应当够大，这就允许小鱼、幼鱼能够从渔网中逃出。原因很简单，只捕捞那些最成熟最大的鱼，留下小鱼产卵，繁衍下一代。渔业科学家和自然保护论者支持这种规格限制，而且渔民也更喜欢捕捉更有价值的大鱼。
但是，这个理论是否是错的？在过去的50年里，科学家并没有提出任何证据能证明，减少捕捞幼鱼和小鱼能增加年产量。相反，一部分研究人员认为，鱼已经进化得适应这种限制条件，它们开始早熟而非长大。并且由于鱼类体形变小，产卵数量也随之减少。
尽管这些科学家没有否认过度捕捞是鱼类的最大威胁，但他们表示，这种进化压力带来的负面影响难以逆转。“在几年里，人们可以忽视这个问题，但是其影响却在累加。” 挪威卑尔根大学生物学家Mikko Heino说。
实际上，很多科学家对这种理论持怀疑态度。去年，Heino向Norman保存了100年的鳞片寻求帮助。他从鳞片中提取了DNA，拼凑出这只鱼的全部基因序列，从而寻找其生长发育基因，以便了解此类鱼体形缩水的情况。
但是，尽管实验证明这种进化的观点是真的，人们依旧对如何处理该问题争论不休。加拿大不列颠哥伦比亚大学的Carl Walters表示，只有少数人认为，增加渔业限制是明智且有利于可持续发展的。
诱发进化
人为捕鱼诱发进化的理论可以追溯到1981年，当时加拿大渔业科学家William Ricker发现，银大马哈鱼和细鳞大马哈鱼在体形较小时就出现了性早熟，而原因是在公海使用刺网捕鱼的日本渔民只捕捞那些体形更大的鱼。
上世纪90年代，研究人员也已经开始关注其他物种中存在的类似现象。但是，许多年过去了，舆论更倾向于关注一些气候变化和污染等环境因素，而非基因。
直到2002年，美国纽约州立大学石溪分校的David Conover和Stephan Munch发布了一份有争议的实验报告。他们称在长岛附近海域捕捉到包括大西洋银河鱼在内的大批鱼类。
他们将这些鱼分成6组，每组1000条。190天之后，他们捕捞走每组鱼的90%。在第一批的两组鱼里，他们只捕捞大鱼；第二批的两组鱼里他们只捕捞小鱼；最后一批的两组鱼中，捕捞的个体大小比较随机。之后，他们刺激剩下的10%的鱼繁育后代，4代之后，大鱼被捕捞的两组的平均重量只有被随机捕捞的两组的1/3。
但是，批评者认为这些实验不切实际，刺激生育本质上与自然繁殖不同。这场辩论引起了Heino的兴趣，作为一位理论生物学家，他开始用自己的方法研究鱼类的生命史。
方法革新
在过去，研究人员通常绘制种群成熟反应标准图，这种图主要反映鱼性成熟时的典型体形和年龄。但是，Heino意识到，如果在不考虑食物供应、气候以及其他环境因素导致生长率变化的前提下，比较种群间的成熟反应范式可能会让人们误入歧途。因此Heino开发出一种兼顾生长率变量的概率分析法。
利用这种技术，他发现与出生于1980年的大西洋鳕鱼相比，出生于1987年的同类鳕鱼出现成熟低龄化现象，并且成熟时体形更小。2004年，Heino将相关研究成果发表在《自然》杂志，研究报告还指出，这些变化发生在上世纪80年代末90年代初加拿大离岸海域鳕鱼物种崩溃之前。
“这是近代最著名的一次渔业崩溃。”Heino说，渔业捕捞带来的沉重负担是导致鱼类生理变化的主要原因，不过捕鱼时的体形选择使这个问题变得更为复杂。但有批评者指出，该趋势与海水变冷、厚重海冰覆盖洋面以及其他因素也有关联。
无论如何，Heino的研究打开了一扇新的大门，带领人们进入达尔文渔业管理领域，进化生物学家很快尝试评估尺寸限制在其他野生生物种群中产生的影响。2009年的一项研究使用Heino的方法发现，37种商品鱼类中的大多数出现早熟，并且体形比过去要小，这些变化在过度捕捞的鱼类中尤其明显。
美国国家海洋与大气管理局渔业署的遗传学家Jeff Hard指出，1976年，在阿拉斯加的一条河中，体形最大的雌性大马哈鱼——身长大于100厘米——所产的卵占所有此类鱼卵的20%甚至更多。现在，这个比例低于4%。
但是这些物种的基因数据存在缺失，因此科学家通常将该现状归咎于环境变化。“我们几乎无法证明这些。”加拿大麦吉尔大学进化生态学家Andrew Hendry提到。这也是Heino和其他研究人员要从鳕鱼及其他物种的历史样本中寻找DNA的原因。
另一方面，Heino补充了基因研究。在其所在大学的一个特殊房间里，Heino培养了9种孔雀鱼。为了让实验比Conover和Munch的更加符合自然规则，他让这些孔雀鱼自由地进行繁殖。如同在自然界中一样，繁殖种群包含一个广泛的年龄和体形范围。他希望自2009年启动的这项研究能持续到2014年。
不过要使持怀疑态度者信服不是件容易的事。“渔业引发的种群演化是一个颇有趣的次要问题，但是它却被过度渲染了。”美国华盛顿大学渔业学家Ray Hilborn说。他指出，毫无疑问，鱼类种群在进化，但是一些特性，例如早熟等，让这些鱼更加多产，而非变少。“相关数据表明，生长率放慢也是难以令人信服的。保护鱼类最好的方式很简单，就是少捕捞。”他说。
此外，Heino还希望找出海洋政策带来的其他变化。例如，他不认为海洋保护区仅能保护产卵区，实际上这也给那些早熟的鱼提供了额外“福利”，因为相比晚熟的鱼，它们能更快地返回产卵区繁殖。另外他认为，是时候放弃捕鱼尺寸限制了。
现在越来越多的人开始支持这些观点。去年，一个国际水产专家小组撰文反对尺寸限制，他们提到的原因很多，其中包括进化问题。卑尔根大学的Jeppe Kolding研究了非洲小型鱼类后发现，在那些渔民使用非法渔网捕鱼的地区似乎拥有多样、完整的食物网。他指出，当捕捞压力遍及种群和体形时，渔民能网到更多鱼，灭绝某个种群的风险也较低。“你能说这（非法渔网捕鱼）是错误的捕鱼方法吗？”Kolding反问道。
Heino知道推翻这种根深蒂固的捕捞行为需要数十年，因此现在他关心的仅仅是数据。“我们要有耐心，实际意义慢慢才会显现出来。”他说。
《中国科学报》 (2013-02-07 第3版 国际)
《自然》网站相关报道（英文）
