研究发现独角鲸的螺旋状獠牙可以揭示过去的环境状况

在这种动物的一生中，牙会越来越长，越来越厚。由于獠牙通过血液与身体其他部分相连，每一个新的生长层都记录了它形成当年动物生理学的各个方面。

一个国际研究小组已经对来自格陵兰岛西北部的10只独角鲸的牙的每一个生长层进行了研究。他们特别分析了汞以及碳和氮的稳定同位素，以提供有关鲸鱼一生中每一年所吃的东西，以及冰层覆盖和汞等潜在有毒化合物的影响如何随着时间的推移而变化的信息。

研究人员对独角鲸这颗令人印象深刻的獠牙的用途的看法并不完全一致。近年来的研究表明，这颗獠牙可能是在独角鲸寻找食物时使用的。但据推测，雄性独角鲸也会用这根长长的獠牙来讨好雌性。而它确实令人印象深刻 - 因为这根螺旋形的尖牙最高可以达到3米长。

研究人员现在已经证明，每一层的獠牙都能提供动物从出生到死亡的生活状况的宝贵数据。

独角鲸牙中的汞

北极顶级捕食者，如北极熊、白鲸和独角鲸，面临的最大威胁是气候变化和动物消耗的汞量。

"你在食物链中的位置越高，一生中积累到你体内的汞就越多。重金属和其他环境污染物会在食物链的每一个环节积累，所以如果你处于食物链的顶端，你最终在每一餐中消耗的汞最多。"加拿大麦吉尔大学自然资源系博士后研究员Jean-Pierre Desforges解释说，他是这项研究的共同负责人。

体内重金属含量升高具有毒性，会影响物种的认知功能、行为以及繁殖和抵御感染的能力。

"这种方式的单一动物可以为50年的长期系列数据做出贡献，这是独一无二的。作为研究者，我们往往是通过长期的时间序列来了解生物群落的发展，而这样一系列不间断的数据是非常罕见的。在这里，这些数据就是北极地区发展的一面镜子。"丹麦奥胡斯大学生物科学系和北极研究中心的Rune Dietz教授告诉记者，他是这项研究的负责人。

2017年，联合国通过了《水俣公约》，试图限制全球汞污染。

在北极地区，过去30-40年的气候变化导致海冰减少。许多物种在寻找食物时依靠冰层，例如北极熊，而其他物种则将冰层作为重要的繁殖地，例如海豹。对独角鲸来说，冰层可以保护它们免受虎鲸等敌人的侵袭。

温度的变化和海冰的覆盖也会导致来自温暖地区的新物种入侵 这影响了整个北极的食物链，从而影响了各个物种的生活条件。

"我们已经能够在独角鲸的獠牙中追踪到这种发展。在每一层牙中，我们测量了汞的含量，就像我们测量碳和氮的稳定同位素--所谓的δ13C（δ13C）和δ15N（δ15N）一样，"Rune Dietz说。

牙齿层中碳和氮同位素的组成可以让我们了解每只独角鲸在实际牙齿层起源年份的饮食情况。或者说，猎物的食物含量有多高，以及动物生活在海洋的哪个地方。

δ15N值低，说明该动物在食物链中的位置有多高。δ13C值高，反映出猎物与周围海冰紧密相连，而δ13C值低，则反映出猎物一直生活在开阔的海洋中。

北极顶级捕食者的条件变化

研究人员分析的獠牙长度为150至248厘米，包含1962年至2010年的数据。

"我们在格陵兰岛西北部的独角鲸中发现的情况与整个北极地区更普遍的趋势一致，在那里海冰正在减少，并改变了亚北极和北极鱼类以及顶级捕食者的空间分布。Jean-Pierre Desforges说："现在最大的问题是，这些变化将如何影响未来几年北极关键物种的健康和健康状况。

对象牙的分析特别揭示了三件事：

直到1990年左右，独角鲸的食物主要是与海冰有关的猎物，如大比目鱼和北极鳕鱼。在此期间，冰层覆盖范围很广，但变化不一。

1990年后，格陵兰岛西北部的冰层覆盖率逐年下降，独角鲸的食物变成了以开阔海域的猎物为主，如卡氏鱼和北极鳕鱼。从1990年到2000年，由于新的猎物在食物链中的位置较低，独角鲸也积累了相对少量的汞。

然而，从2000年左右开始，独角鲸牙中的汞含量显著增加，而食物项目却没有同时发生变化。研究人员还在过去几十年里测得其他北极动物体内的汞含量较高，他们认为这主要是由于东南亚地区燃煤产生的大量汞排放所致。汞含量上升的原因还可能是由于气候变暖，北极地区的海冰状况发生了变化，导致北极地区的环境汞循环发生了变化。

这一事态发展令Rune Dietz和Jean-Pierre Desforges担忧。

"独角鲸是受气候变化影响最大的北极哺乳动物。同时，鲸鱼缺乏消除环境污染物的生理特性。它们不像北极熊、海豹和海鸟那样通过形成毛发和羽毛来消除汞，就像它们的酶系统在分解有机污染物方面效率较低一样。"Rune Dietz解释说。

然而，这项研究背后的研究人员认为这是一个积极的信号，说明独角鲸改变食物基础的能力比以前认为的要强。

"通过我们的新发现，我们现在知道，在世界各地的博物馆中发现的独角鲸獠牙中有一个数据库。通过对它们的分析，我们希望能够深入了解独角鲸在多年前不同地区和时期的食物策略。这将为我们提供一个坚实的基础，以评估该物种如何应对它现在在北极遇到的变化的条件，"Rune Dietz说。

研究小组指出，其他类型的生物材料也在等待着宝贵的年代信息，例如来自其他物种的牙齿、毛发、鲸须、鲸鱼耳蜡塞、贝类的外壳和树木的年轮。