我们有幸拥有鲨鱼的7个原因

一只柠檬鲨幼崽在巴哈马群岛的红树林中导航。(图片来源:Shane Gross/Shutterstock)

鲨鱼受到人们的广泛尊重,但这并不意味着它们的存在总是受到赞赏。我们往往只关注被咬伤的小机会,而忽视了这些古老鱼类所能提供的宝贵好处。

在已知的超过375种鲨鱼中,只有大约30种已知攻击过人类,即使这些鲨鱼对人类的总体威胁也很小。每年有数百万人进入海洋,但全球每年平均发生75起无端鲨鱼袭击事件,其中只有不到10起是致命的。鲨鱼袭击的几率大约是1100万分之一,远低于激流、闪电或船只等其他海滩危险。

另一方面,鲨鱼有很好的理由害怕我们。据估计,人类每年杀死1亿只鲨鱼,主要原因是捕鱼、割鳍和意外的副渔获。再加上气候变化和猎物物种的过度捕捞等不那么直接的威胁,这引起了人们对一些鲨鱼物种未来的严重担忧。

鲨鱼数量的减少不仅仅是一个学术或道德问题。鲨鱼扮演着重要角色在海洋生态系统中,也成为一个有用的仿生学来源。如果鲨鱼最近的麻烦不能很快得到改善,我们可能最终会学会以艰难的方式欣赏它们的存在。为了让人们更多地了解鲨鱼的光明面,这里有一些鲨鱼造福人类的方式:

鲨鱼有助于调节海洋食物网。

哥斯达黎加的锤头鲨
一只锤头鲨在哥斯达黎加的科科斯岛国家公园里航行。 (图片来源:Michael Bogner/Shutterstock)

在过去4亿年左右的时间里,鲨鱼与它们的生态系统形成了深刻的、相互依存的关系。这些系统由复杂的食物网组成,鲨鱼通常处于顶端,是顶级掠食者。像老虎、狼和其他顶级捕食者一样,许多鲨鱼是关键物种,这意味着它们扮演着如此重要的角色,它们的消失将极大地改变生态系统。

例如,在美国大西洋沿岸,1970年至2005年间的过度捕捞导致了几种大型鲨鱼种群的崩溃——双髻鲨和虎鲨可能减少了97%以上,而双髻鲨、公牛鲨和暗鳍鲨减少了99%以上。研究人员发现,这导致了曾经被这些掠食者压制的猎物物种的激增,包括成群的牛鼻鳐鱼,它们摧毁了北卡罗来纳州的海湾扇贝渔业。

研究也在其他地方揭示了类似的动态。在巴西海岸,一个2014年的研究发现虎鲨、灰鲨、沙虎鲨、双髻鲨和双髻鲨“是具有较大生态功能价值的物种,可能对食物网的较低层次产生强大影响”。在澳大利亚,a2013年的研究研究发现,随着鲨鱼数量的减少,像鲷鱼这样的中型捕食者增加了,而较小的以藻类为食的鱼类则减少了。

鲨鱼保护着珊瑚礁和海草床。

澳大利亚的黑鳍礁鲨
一条黑鳍礁鲨在澳大利亚昆士兰海岸的珊瑚中游泳。 (图片来源:Ian Scott/Shutterstock)

随着时间的推移,它们与生态系统一起进化,许多鲨鱼变得如此有影响力,它们的存在似乎就保护了栖息地。在上面提到的2013年的研究中,澳大利亚西北部珊瑚礁中大型食肉鲨鱼的减少与鲷鱼等“中间捕食者”的增加和小型草食性鱼类的减少有关。随着周围食草动物的减少,藻类会淹没珊瑚礁系统,限制其从白化等压力中恢复的能力。

鲨鱼也被证明可以保护其他种类的海洋生态系统,在某些情况下,鲨鱼会捕食食草动物,而不是帮助它们。西澳大利亚鲨鱼湾的情况就是这样,在那里,一项对虎鲨的长期研究发现了类似的好处那些陆地上的顶级掠食者.当海草床在2011年的热浪后挣扎时,它们在虎鲨出没的地区恢复得更快,因为鲨鱼吓跑了吃草的海龟和儒艮.鲨鱼甚至不需要杀人就能达到这种效果;恐惧本身就能改变食草动物觅食的方式。

佛罗里达国际大学(FIU)的科学家迈克·海瑟斯在一份报告中说:“这都是关于捕食者和猎物如何相互作用的。声明.“在许多情况下,仅仅是对鲨鱼的恐惧就足以保持海洋生态系统的健康,并能够对压力做出反应。”

一些鲨鱼有助于减缓气候变化。

虎鲨和海草
对虎鲨的恐惧有助于阻止食草动物过度食用海草。 (图片来源:Marion Kraschl/Shutterstock)

虎鲨对海草的保护可能远远超出了海底本身。虽然海草床只占地球海洋面积的不到0.2%,但它们占每年海水吸收的全部碳的10%以上。根据FIU海草专家James Fourqurean的说法,每单位面积,这些水下草草地可以储存的碳量是地球上温带和热带森林的两倍。

沿海海草床每平方公里可储存83,000公吨碳,大部分在它们下面的土壤中。相比之下,典型的陆地森林每平方公里可以储存约3万吨,大部分储存在树木的木材中。失去这些草甸不仅会破坏它们生长的当地生态系统,还会破坏抵御全球温室气体污染的宝贵缓冲。通过保护海草,鲨鱼间接帮助对抗人类引起的气候变化。

鲨鱼活着比死了更值钱。

鲸鲨旅游
仅在澳大利亚,鲸鲨旅游每年的价值约为1100万美元。 (图片来源:Leonardo Gonzalez/Shutterstock)

尽管有大量鲨鱼被偶然捕获,但人类也为了它们的肉和鳍而广泛捕猎它们,这是中国美食的关键成分鱼翅汤.然而,吃鲨鱼肉或软骨并不是个好主意,因为食肉动物特别容易吃鲨鱼肉或软骨重金属的生物积累像水银。尽管相对无味的鱼翅有健康功效,但没有证据表明它们有任何益处。

鱼翅的价格是出了名的高,然而,与一条活鲨鱼一生所能产生的价值相比,一块平淡无奇的软骨的一次性回报仍然相形见绌。除了生态角色的经济效应,某些鲨鱼物种也是吸引游客的磁石,只要它们是负责任的生态旅游业的一部分,它们就可以为当地经济提供重大推动。

例如,澳大利亚有四大鲨鱼旅游产业——大白鲨、灰护士鲨、礁鲨和鲸鲨——价值总和每年2550万美元2017年的一项研究显示。在马尔代夫的南阿里环礁鲸鲨之旅2012年收入760万美元,2013年收入940万美元。2011年的一项研究发现,珊瑚礁鲨鱼旅游每年为帕劳的经济贡献约1800万美元,占该国国内生产总值的8%。因此,在帕劳最顶级的潜水地点,每条鲨鱼每年价值17.9万美元,一生总计价值190万美元。如果像研究人员估计的那样,每条鲨鱼的肉和鳍能卖到108美元,这意味着仅凭旅游吸引力就能让一些鲨鱼获利活着比死了值钱一万七千倍

鲨鱼激发了更好的飞机和风力涡轮机。

鲨鱼齿,
鲨鱼齿可以减少阻力,增加升力。 (图片来源:Pascal Deynat/Wikimedia Commons)

尽管人们仍然为了鲨鱼肉和鲨鱼鳍而捕杀鲨鱼,但偷窃鲨鱼的行为也越来越多概念和设计从野生动物中提取,而不是仅仅提取野生动物本身。这包括模仿鱼翅汤,但也包括可以改进广泛技术的更先进的想法。被称为生物仿生近年来,这种从各种生物中汲取灵感的游戏迅速流行起来。

对于鲨鱼来说,生物仿生学的重点主要是v形的,牙齿状的鳞片,被称为齿状。几十年来,科学家们一直在研究这些尺度,正如哈佛大学的研究人员在2018年报告的那样,牙齿提供了强大的空气动力学特性减少阻力,增加升力.许多类型的飞行器都使用涡发生器来提高性能,但模仿鲨鱼皮肤的鳞片似乎能以较低的姿态提供更高功率的涡发生器。

该研究的作者报告说,与没有涡发生器的翼型相比,鲨鱼灵感的涡发生器可以实现高达323%的升阻比改进,这表明它们可以优于传统设计。“你可以想象这些涡旋发电机被用于风力涡轮机或无人机,以提高叶片的效率,”研究合著者卡蒂亚·伯托尔迪在一份报告中说声明.“研究结果为改进的、受生物启发的空气动力学设计开辟了新的途径。”

鲨鱼可以帮助我们对抗超级细菌。

鲨鱼抗菌微图案
鲨鱼微图案的特写,它模仿了鲨鱼皮肤的齿形。 (图片来源:Mann et al.)

鲨鱼的牙齿还赋予了这种鱼除空气动力学之外的其他超能力,比如抵抗藻类、藤壶和其他在海洋动物皮肤上寄生的害虫。鲨鱼皮本身并不是抗菌表面,但它能高度适应这些生物的附着,这种耐药性激发了一些强大的抗菌合成材料。其中包括被称为鲨纹的微图案,这是一组模仿鲨鱼皮肤的微脊。

在一个2014年的研究与光滑的表面相比,鲨鱼的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的数量减少了94%,这是一种危险的耐药超级细菌,而且它的性能也优于铜,铜是一种常见的抗菌材料,对细菌细胞有毒。Sharklet的抗菌特性完全是结构性的,模仿了鲨鱼牙齿自然排斥藻类和藤壶的方式,而不是依赖于毒素或抗生素。

美国每年已经有超过200万的细菌感染,导致约2.3万人死亡,而MRSA等耐药菌株的增加——由于过度使用抗生素——对公共卫生构成了日益严重的威胁。受鲨鱼启发的微图案可以降低这种风险,尤其是在添加了二氧化钛纳米颗粒等其他抗菌物质后,这种物质可以增强材料对大肠杆菌和葡萄球菌感染的抵抗力2018年的研究

鲨鱼天生就很酷,即使它们不能帮助我们。

大白鲨跃出水面
一只大白鲨在南非海岸狩猎时入侵。 (图片来源:Sergey Uryadnikov/Shutterstock)

鲨鱼已经在地球上存在了近4.5亿年,这意味着它们在第一批恐龙出现之前的2亿年就已经在海洋中徘徊了。尽管我们对恐龙和它们已灭绝的同类充满敬意,但值得注意的是,甚至更古老的动物一直都在我们的眼皮底下游来游去。这些动物可能会以上述方式间接地让我们受益,但即使它们没有,它们也是天生的神奇生物,因为它们本身的存在而值得存在。

鲨鱼已经积累了很多令人难以置信的怪癖在这段时间里,太多的事情无法一一列举。从巨大的鲸鲨,地球上最大的鱼,到微小的侏儒灯笼鲨,一种可以放入人手的深海物种。有cookiecutter鲨鱼从活的猎物身上取下一小块肉,它们有突出的颚和巨大的滤食性动物,能吞下浮游生物。格陵兰鲨鱼它们可以活400年,直到150岁生日才达到性成熟,是已知的脊椎动物中寿命最长的。许多鲨鱼都有神奇的嗅觉,还有特殊的器官来感知猎物的电场,而双髻鲨则拥有360度的视觉。

当然,某些物种会对人类构成威胁,但这种相对较小的风险不应该让我们看不到鲨鱼所能提供的所有好处和魅力。尽管冲突很少发生,但一旦你知道如何避免鲨鱼攻击在美国,人们更容易关注的是,我们是多么幸运,能与这些非凡的鱼类共享海洋。