互动科普

海牛

Thomas J.O. Shea*

这些巨大的水生食草兽在咀嚼能力上超过了它们在新大陆所有竞争者。现在，它们唯一的敌人——人类，掌握着它们生存的关键。

从前，一个年轻的女孩在河边洗澡。突然，她看见一群男子向她走来，惊慌失措的女孩跳进水里，用扇形树叶遮住下身。害羞使她没入水中，再也没有起来：女孩变成一头海牛，她的扇形树叶则成为海牛独特的匙形尾。

以上是一则从西非的马里传播出来的民间传说。奇妙的是，这则故事同海牛的起源——它是一种离开陆地到海洋和河流中生活的哺乳动物——不谋而合。尽管从非洲到美洲的民间文化中，无数传说都谈到了海牛，但只有在近期的科学考察中，海牛才暴露出它们的秘密。为了适应水生食草动物的生活，它们产生了许多独特的适应性变化，包括牙齿的不断供应——不断补充磨损掉的牙齿——以及使它们可以在长达七个月之久的时期中不吃东西的异常缓慢的代谢速度。体形笨重、行动迟慢的海牛唯一的敌人便是人类。

海牛属于哺乳动物纲海牛目(Sirenia)，如此命名是因为(至少在某些人看来）它们看上去就像是海妖(siren)。水栖牛目动物大概是起源于旧大陆的,它们的祖先是也产生出大象、蹄兔,也许还有土豚的陆栖哺乳动物。我们不知道是什么自然选择的力量推动一种古老的哺乳动物去利用一种大型水栖食草动物的小生境。不过，时至今日我们仍然可以看见这样一种生态策略的开端。苏格兰沿岸岛屿上驯养的绵羊以潮间带的海藻为食，甚至在一块块的海藻区之间游来游去；南太平洋上托克劳岛的猪经常沿着珊瑚礁觅食，它们把头没入水中涉水前进。

化石证据表明，旧大陆的海牛目动物在3500万年以前的始新世或者渐新世到达与外界隔绝的南美地区。已知最早的海牛生活在1600万到1300方前的中新世中叶(不过，那时海牛的牙齿还不具现代海牛所拥有的技艺。目前，海牛目动物包括海牛科中的三种海牛，以及它们更老的亲戚、儒艮科中的儒良。第二种儒艮，斯特勒海象(Steller’s seacow),在1741年发现后的25年间，就被人类捕猎完了。

直到中新世后期，利用海草地的儒艮一直占据着西大西洋和加勒比海的水域。海牛虽然既能以淡水植物为食，也能以咸水植物为食，它仍只生活在南美的河流和港湾中。现在人们只能在印度洋和西太平洋温暖的浅水区中发现儒艮。正如霍华德大学的古生物学家Daryl P. Domning提出的那样,很显然，这种动物是在大约100万年以前被突然崛起的海牛赶到了现在的居住地,因为海牛在咀嚼能力上超过了它们这一历史更久的亲戚。

海牛的咀嚼本领来源于它们有取之不尽、用之不竭的牙齿。海牛只有前臼齿和臼齿分列在颚的两边，但它们不断被从每一边的后部长出(像智齿一样)并自动前移的新牙所取代。磨损了的前牙脱落，把牙床分开的骨组织不断分解又不断重新形成，以使新牙在口腔中以每个月大约一至二毫米的速度前移。这一过程在海牛的整个生命历程中都会发生。甚至连最老的标本也显示出在其每一列牙齿后面有冒出的新臼齿。

这样一种适应性变化表明了早期的海牛食物中磨蚀性的增加。例如，禾本科植物的出现使马进化出牙冠较高的白齿，这种植物中砂低状的氧化硅含量很高。目前，禾本科植物是所有三种海牛的食物中的重要组分。而只生活在海中的儒艮的主食则是海生被子植物(海草)。古代的加勒比海儒艮目动物大概也是以这种食物为生的。

Donuiing指出，近来丰富的禾本科植物似乎在中新世就已经侵入了南美洲的生态系统。上新世和更新世时期的大陆冰河作用降低了海平面，增加了泥沙及土壤的侵蚀和径流。泥沙的沉积可能增加了海草中磨蚀物质的量。更加耐沙的海牛科动物也侵入了这些生境。在大约一百万年以前，海牛科动物已将它们的觅食生境扩大到包括海草了，并且取代了大西洋和加勒比海中的儒艮。

在亚马孙河地区，中新世后期的造山运动产生了一个暂时的闭合盆地：隔绝在这里的海牛科动物变成了亚马孙海牛(T.inunguis）。而西印度海牛(T.manatus）则显然是上新世和更新世时代南美沿海海牛科动物稍有变异的后代；目前它可以被分成来自佛罗里达和安的列斯群岛的亚种。一种类似的动物也在距今比较近的时期——大约从上新世晚期开始——取道跨洋海流来到西非，形成了西非的海牛T.senegalensis.

海牛和人类长期以来就有着密切的关系，这种关系主要是指食物方面的。这些巨大的动物——我和我的同事曾称出一头佛罗里达海牛重达3650磅——一直被热带大西洋岸沿和沿江地区各种文化的成员们捕捉并作为食物。在西非，人们用木薯将海牛诱入箱式陷阱中，站在高架支撑的平台上用矛刺海牛，用网缠住海牛，用装了诱饵的触发器上的鱼叉射向海牛，在退潮时设置栅栏将海牛围起来。南美印第安人在消退的水域中设置横跨溪流的圆木来诱捕海牛。

海牛也在土著文化的无数迷信与传说中扮演着重要的角色。在马里，尼日尔河中的海牛被看作是邪恶的妖怪；只有少数部落成员才知道猎捕并杀死一头海牛同时本人又不会死亡或受伤的正确咒语。一次猎捕成功以后，海牛肉将按社会地位进行分配。分肉时还必须遵照其他一些规定。如果一位孕妇吃下海牛某些部位的肉，人们就会认为未出生的孩子长大后有可能会成为道德败坏的人。海牛的脂肪和皮可以制成治疗各种疾病的药物，它的肋骨则可制成药剂。

越过大西洋，在厄瓜多尔的亚马孙河源头处，一位西奥纳印第安巫师向我和与我同行的科学家们讲述了一则有关亚马孙河海牛来历的传说。一个古代的神被一头貘欺骗并困住了，这头貘残忍地使其遭受了锯齿鲑的凌辱。神逃脱后出于报复，把这头貘的一个女儿放逐使其只能永远居住在水中——这就是海牛。

中美洲、加勒比海和南美洲东北部的居民把海牛看作是宝贵的食物和药源。从奧里诺科河的独木舟上用鱼叉刺海牛，既需要小心谨慎，又需要勇气过人，因此人们佩戴海牛那小小的中耳骨，是因其具有对付邪恶和疾病的不可思议魔力。不过，委内瑞拉的皮拉俄奥印第安人忌讳捕捉海牛和河豚。他们认为，如果吃了海牛肉，自己将会死去；他们相信，海牛是居住在奥里诺科河底部水下城市里中了妖术的人类。

1934年，哥伦布和他的水手们成为最先见到新大陆上海牛的欧洲人。他们把这些动物说成是美人鱼。在接下去的几十年里，欧洲人对海牛有了更进一步的认识。印第安人把海牛皮当作盾对付带弩的西班牙探险者。在17世纪头十年的后期，英国海盗William Dampier从巴拿马获得由米斯基托印第安人提供的一船一船的海牛肉。他的水手们就是以这些海牛肉为食的。

后来，海牛在商业上有了利用的价值，它既是供应南美边远地区商埠中劳工的肉食，也在加工后被转卖到遥远的市场。在17和18世纪，一船船的海牛肉从圭亚那、苏里南和巴西出口到西印度群岛。这种出口在19世纪结束时终止，那时海牛的数量已大大减少。在巴西，海牛的合法贸易持续到1973年。本世纪五十年代后期的高峰年中，大约多达7000头海牛被杀死了。

商业利用海牛的活动刚刚结束，对海牛生存的其它威胁又接踵而至。到本世纪七十年代，已经很显然有越来越多的海牛死于各种事故以及死于与各种人造物品的遭遇中。在热带水产业中广为使用的廉价合成刺网偶尔也会缠住海牛，并使其窒息而死。河流和港湾因为滥伐森林和水土流失受到污染，河水也变得混浊不堪，阻挡了水生植物所需要的光。海牛的生境遇到了威胁，特别是在那些人口众多的地区，问题尤为突出。估计每天大约有800到1000人迁往佛罗里达，许多新迁入者都定居在沿海地区，在这些地区，人们排干湿地，建造房屋，最终这里出现了运河和船坞，导致水质下降。在坦帕湾，80%的海草河床在近几十年里消失殆尽。在佛罗里达，轮船的螺旋桨使海牛遭受可怕的伤害。八十年代期间，人类造成的海牛意外死亡数翻了一番，而同期在该水域中往返的注册船舶数量也明显上升。

显然，海牛需要保护，否则它很快就将成为传说中的动物，而从地球上永远地消失。不过，人们对海牛的习性和生境的了解是如此之少，要制定出挽救海牛的计划非常棘手。在七十年代，“海洋哺乳动物保护法”和“濒危物种法”掀起了一场主要集中在佛罗里达的研究热潮。

首先，生物学家开始系统研究抛到海岸上的海牛遗骸。解剖海牛弥补了以前没有的海牛解剖结构知识。海牛除了不断地替换它们的牙齿外，还进化出了有助于它们水生生活方式的其他特征。

一头海牛的肺有多片单叶——位于腹腔上方，沿背部分布——从而使海牛能够在水中保持水平。海牛的胃肠道很长，它们在后肠内消化食物。胃旁的袋中还有一个“贲门腺”这个腺中容纳着专门的分泌细胞，胃袋则保护分泌细胞免受磨蚀性食物的损害。

海牛那笨重密集的骨骼中缺乏骨髓，这有助于海牛始终淹没在水中。只有脊柱里有一些骨髓，以便产生红血细胞。海牛可以通过改变肺的体积来调节自己在水里的深度。它的嘴唇很大，上面密布着短而硬的毛，嘴唇可以抓住东西，就像缩短的长鼻。它那长长的鳍状肢是用来处理食物并在水底悄悄地溜达的。耳骨上的生长层总数表明，海牛的正常寿命大约是60年。

佛罗里达州盖恩斯维尔的国家生物调查局的Cafherine A.Beck和她的同事们检查了海牛胃内的东西后发现，海牛的食物有许多种。例如，海牛以当地大多数的水生植物为食，同时也吃那些伸出水面的橡树掉落下的橡树果。令人遗憾的是，海牛的胃中也包括许多废物，诸如塑料、避孕套、鱼线以及钢钩等——它们中的一些导致了海牛的死亡。

也是在七十年代，生物学家们开始研究捕捉到的活海牛，从而发现了一些有关海牛消耗能量速度的有趣事实。一头哺乳动物的代谢速度与其在单位时间肉体耗氧量除以其体重的值有关。大多数物种消耗能量的速度都取决于它们的大小。例如，小的哺乳动物相对于它们的体重而言，其表面面积较大。因为热是通过身体表面散失的，哺乳动物不得不消耗能量来维持其体温不变，所以较小的哺乳动物相对于它们的大小而言耗用了较多的能量，即其代谢率较高。

在一幅包括了从老鼠到大象的不同重量哺乳动物代谢率的曲线图上，大多数种类的水生哺乳动物都处于相应于它们各自的大小而言它们所应该处于的位置上。但是，美国鱼类和野生动物局的Blair Irvine,巴西国立亚马孙研究所的C.James Gallivan和已故的Robin C.Best却发现，海牛明显地偏离了这种模式。亚马孙河海牛消耗能量的速度只有像它们这样大小哺乳动物预期速度的36%。在佛罗里达，海牛的代谢率仅有预期值的15到22%。

这种低代谢率的结果是什么？其中最令人吃惊的一项结果就是亚马孙河海牛拥有长期不吃东西的能力。在海牛进化的早期，亚马孙河上游季节性的泛滥造就海草和其他植被的大型浮游草地。亚马孙河海牛在食物充足时在泛洪区森林的树顶中遨游，但到了旱季，它们可以被隔绝在缺乏植被的湖泊和水塘里达几个月之久(见本刊1993年7月的《亚马孙河流域的泛洪区森林》)。与准备冬眠的寒冷地带乳动物一样，海牛在洪水季节积蓄大量脂肪，这使它们能够在旱季食物缺乏的日子里存活下去。Best的计算表明，亚马孙河海牛能够不吃东西而存活大约七个月，在这期间，它靠存储的脂肪过话，并按其一贯很低的代谢速度消耗能量。

我们不知道在其他种类的海牛的代谢、存储脂肪和季节性禁食之间是否也存在类似的联系。但是，低代谢率对佛罗里达海牛的分布的影响是众所周知的，海牛不能终年居住在佛罗里达或佐治亚州以北。海牛不能使它消耗能量的速度快得足以抵消它散失到周围温度较低水中的热量，所以，它的生境可能无法扩展到亚热带以外的地区。在整个地质时代中，几乎所有海牛目动物都生活在暖水区里。

不过，几乎每年海牛都会出现在其通常生境以北的地区，这些夏日出外漫游的海牛在秋天返回南方，或是在严冬死在弗吉尼亚或是卡罗林纳并被冲到岸边。尸体的特征是缺乏脂肪的积存，并具有其他长期暴露在严寒中的迹象。北上漫游的海牛已被证实最远可达波托马克河的下游：我很怀疑七十年代和八十年代在切萨皮克湾出现的“切萨”海怪是迷路的佛罗里达海牛。

即使是在佛罗里达，海牛仍觉得冬天的气温对它们是一种压力。它们的反应是迁移到半岛南部三分之一的海域中，或是游到当地更温暖的水域中。这些水域包括自流泉，诸如墨西哥湾沿岸的克里斯特尔河，以及纸浆厂和发电厂排废水的区域。在最冷的日子里，大约300头海牛聚集在几个这样的地带里。许多年来，冬天聚集在一起的海牛为生物学家研究野生海牛的生活提供了唯一的一个窗口。

五十年代早期，佛罗里达南部大沼泽地区国家公园的Joseph C Moore提出，单个海牛能够由轮船螺旋桨造成的伤疤来识别。他因此得以进行一些基本行为的观察研究。Daniel Hartman（当时是康奈尔大学的研究生)在六十年代把Moore的初步研究继续了下去。他在克里斯特尔河上跟踪单个的母海牛和它们的后代。现在，国家生物调查局保存有一份输入计算机的伤疤图案目录，用它可以鉴别出整个海牛分布区内各地的成百上千头佛罗里达海牛。

现在，几十头野生母海牛已被观察了10年以上——有的甚至已达20到25年——这就使我们对海牛的繁殖周期有了进一步的认识。母海牛三岁就进入性成熟期，其生育能力可持续20年以上。每隔两到三年，一头小海牛出生；偶尔甚至还会有双胞胎海牛。

社会交住似乎是围绕着繁殖后代这件事进行的。海牛基本上是一种孤僻的动物，但当一头母海牛正值发情期时，它就被一群推推搡搡、摔来打去的公海牛追逐着：在显然是和多头公海牛交配。之后大约一年，母海牛选择一个安静的地方产下小海牛。母子俩在至少长达一年的不哺乳期内一直呆在一起,用一种微弱的叫声彼此联系。

人们看见一些母海牛和它们的小海牛在断奶后在一起呆上了一年，而且在更长得多的时期中继续保持彼此相识。有时喂奶的母海牛会“领养”不是它们自己产的小海牛并为小海牛喂奶。海牛偶尔也会共同生活在暂时的群体中，在这个群体里，海牛看上去可以随心所欲地加入和离开。

1978年，在海牛的冬天聚居地带，人们设立了轮船的限速区。不过，海牛和轮船在其它时候和其它地方仍会相撞。如果政策制定者想把海牛保护在多种多样的生境内，他们需要对海牛的分布和迁徙模式有更多的了解。在八十年代，无线电遥测技术的进展提供了一种方法，它能在长距离上观察行进中的海牛。

七十年代，巴西和佛罗里达的水域中的海牛首次被无线电跟踪。研究人员把一个无线电发送器系在一条皮带上——这条皮带将逐渐被腐蚀，在研究结束后就脱落了——而皮带又捆在海牛的身体和它那匙形尾之间的狭窄部分。不过，这一技术在沿海生境中并不管用，那里的盐水阻碍了无线电波的通过。

因此，我的同事Galen B. Rathbun,James P. Reid和James A. Powell设计了一个用两米长的尼龙弹性系绳系在皮带上的浮动发送器。系绳上配有将阻力减到最小的旋转接头——当系绳被绊住时防止海牛被困住的安全脱钩。海牛在浅水中活动的大部分时间内，这一设备可使天线露出在空气中。我们可以为离轻型飞机20到30英里远或者离轮船或岸边5到10英里远的海牛确定其所在位置。

很快我们就把浮动发送器这一概念推进了一步。俄勒冈州立大学的Bruce Mate—直在尝试跟踪开阔海洋中的大鲸鱼。他在鲸鱼身上拴了一个由卫星监视的“平台发送器终端”，从而解决了这一极大的后勤问题。这些用来追踪海洋气象的气球和轮船的无线电发送器会发出超高频信号。卫星接收这些信号后，把编码后的信息传达地面上的处理中心，这些信息从处理中心经电话线传到个人计算机上。在卫星最近一次经过一个发送器上空之后的几小时或更短时间内，科学家就能知道一头鲸的位置。

1985年，Pathbun·Mate和Reid在佛罗里达的墨西哥湾岸边放了一头装上了流动卫星发送器的海牛。它的信号被国家海洋和大气管理局的卫星接收。从那以后，我们主要利用卫星，对系上了发送器的100多头海牛进行了追踪。已被佛罗里达州环境保护部采用的这种技术现已在波多黎各使用，并已经应用到澳大利亚的儒艮身上。

卫星跟踪暴露了海牛的位置(误差100米以内)、水的温度以及发送器翻倒的次数一它们提供了海牛活动的线索。在佛罗里达，这—信息还和圣彼得斯伯格的佛罗里达环保部海洋研究所内的海草底床、暖水区以及其他海牛资源的地图联系起来。以前，人们认为佛罗里达海牛行动缓慢，并从本质上讲是一种流浪的动物。现在我们知道，它们能够相当快速地行进——有时一天可达50公里——它们季节性运动的方向也可以是十分明确的。例如，有些母海牛每个夏天都常到大致相同的地方觅食，每个冬天又游向相同的温暖区域。它们的后代看来也学会了母亲的这种迁移模式。

不过，海牛对其居住的生境类型一般都没有特殊的要求。我们从南佐治亚和北佛罗里达跟踪过一些海牛——在这些地区，海牛的主食是只有在涨潮时两岸边才找得到的盐沼海草——用不到五天的时间迁移到麦瑞特岛国家野生动物保护区，在这里，海牛几乎完全以扎根在水里的被子植物为食。在这个地区逗留后(该地区盛产典型的佛罗里达野生动物，诸如涉禽、海龟、酒糟鼻海豚以及鳄鱼等，鳄鱼有时会抓住跟踪海牛用的发送器并将其扯下)，海牛将继续南移，到达劳德代尔堡和迈阿密的近郊以波过一年中最冷的几周。

随着对海牛在多种多样生境中的适应性以及它们繁殖速度的知识日益增多，我们对佛罗里达海牛的生存持谨慎而乐观态度——当然，前提是它们必须得到适当的保护：佛罗里达州政府、美国鱼类和野生动物局以及地方政府在减少事故方面的努力将在保护海牛方面发挥极大的潜力，从而取得一定的实效。我们把在伤疤图形目录中记载的海牛重新被看见的观测资料与最新的统计理论相结合，从而估计出成年海牛的逐年成活率。海牛在具有完整保护历史的地区具有较高的成活机会。比如在克里斯特尔河一带，海牛的数量从大约20年以前的60头左右发展到现在的近300头。在整个佛罗里达，研究人员用飞机在冬天统计出了当地有1865头海牛。

我们不知道在这些数字中遗漏了多少海牛。尽管从七十年代开始到整个八十年代总的趋势表明海牛在佛罗里达的许多地区都有所增加，但在最近几年的趋势却为海牛数量是否增加留下了疑问。除了从我们的数学模型中推断出在保护较少的地区内海牛存活率的估计值较低，以及发现有更多海牛死于人类活动以外，最新海牛数量资料的不确定性要求把集中在佛罗里达部分关键地区保护海牛的努力继续下去。如果这种努力能够维持它们的势头，并且不发生无法预知的灾害，佛罗里达海牛能够成为挽救濒危物种的一则少见成功故事。

最终将挽救这些动物的是富有同情心的公众。在这一方面,已经取得了一些真正的进展。海牛已经相当深入人心。例如，在我女儿所在的小学教室里浏览时，我又惊又喜地发现,在黑板上方挂着的固定字母表中，“A”后面跟的是apple(苹果)，后面则跟的是manatee海牛。

从全世界范围看，情况就不那么令人乐观了。尽管在海牛生活的40到45个国家里大多数都为它们提供了法律保护，但这些法规并未得到很好的实施。另外，在佛罗里达以外的地区，人们几乎没有采取任何措施去保护海牛的生境。危地马拉在大约30年以前建立了世界上第一个海牛保护区。人们很少能在那儿看见这种离群索居、沉默寡言的动物，但这个保护区仍被维持着。沿着马拿马海岸线(几百年前Dampier就是在这儿为他的水手提供海牛肉食物的),少数海牛仍居住在博卡斯-德尔托罗地区的河流中，马拿马的动物保护组织正为此而努力工作着。

这将是一场艰苦的战争。但是，类似的努力已在其他地区展开。来自热带大西洋的新一代动物保护生物学家正日益热情高涨地关心海牛。今年春天在佛罗里达大学召开的第一届海牛和儒艮国际大会上，这些科学家表现出了极大的热情。希望对热带海牛有更多了解并把这些了解的信息应用到动物保护中的努力似乎正在加强，这为我们的未来埋下了希望的种子。

委内瑞拉奥里诺科三角洲地区的瓦拉罗印第安人把银河系称作“海牛之路”。海牛的水下之路将会令未来的人类惊喜交加地继续沿着地球上热带大西洋河流和海岸线延伸。这一点，我仍然满怀希望。

 [郭敏译, 郭凯声校]