对任何一类海洋生物的体型而言，总生物量几乎一致

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如果给在海洋中游弋的所有生物称一下重，我们会发现一个惊人的规律：在将海洋生物按体型大小进行分类后，每一类体型与其对应的个体总数之间大致遵循一个有规律的数学分布。

科学家继而提出，对于任何一类海洋生物的体型而言，总生物量（生物量在这里是指单位面积的体重）都几乎保持一致。不过，人类可能已经破坏了这个规律。

在一项发表于《科学进展》（Science Advances）的研究中，研究人员通过整合来自卫星图像、采集的水样和商业捕鱼的数据，并利用计算机模拟，估算出了全球海洋中5个主要生物类群（包括细菌、浮游植物、浮游动物、鱼类和哺乳动物）的总生物量。

由于不同类群的体重具有巨大的差异，因此为了得到海洋生物的生物量谱（生物量随体型大小的变化趋势），或者说为了便于定量每一个体重量级对应的总生物量，研究人员采用了一种被称作对数（logarithm）的数学函数，对体重及生物量进行了对数变换，以便进行分类。

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根据数值大小,研究人员将全球海洋生物的体重分成了23个数量级，而且相邻的2个数量级之间的平均体重呈10倍的关系。例如，如果一个体重量级为0.01克~0.1克，那么相邻的体重量级就在0.1克~1克之间。根据这种分类方式，研究人员就得到了每一个类群中对应每一个体重量级的个体数。

研究人员发现，对于绝大多数体重量级来说，它们对应的总生物量都大约是1万亿千克，这个数值与此前的研究结果一致。德国莱比锡马克斯普朗克数学科学研究所的生物学家伊恩哈顿（Ian Hatton，这项研究的第一作者）表示：“这可能是地球上的一例生物规模最大的规律性现象。”

但还有一些体重量级与它们对应的总生物量之间并不符合这个规律。例如，有一些包含细菌在内的体重量级的总生物量超过了1万亿千克，这可能是因为在全球深海区获得的主要是细菌的数据，而难以估算鱼类和哺乳动物的生物量。与此同时，对于一些包含体重大于10克的生物在内的体重量级而言，总生物量反而小于1万亿千克。

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那么问题是，人类是否对这些不符合规律的现象有所“贡献”？于是，哈顿所在的研究团队利用之前发表的计算机模型，和海洋生物数量的估算值，重建了现代工业捕鱼出现之前、19世纪50年代时海洋生物的生物量谱。经过比较发现，自现代工业捕鱼开始出现起，包括鲸鱼和许多鱼类在内的体重超过10克的总生物量降到了此前的40%。

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加拿大纽芬兰纪念大学的海洋生态学家安德莉亚布琳杜姆-巴克霍尔兹（Andrea Bryndum-Buchholz，未参与这项研究）评价道，尽管过度捕捞是一个众所周知的问题，但这项工作阐明了这个问题造成的影响程度。布琳杜姆-巴克霍尔兹说：“它让我们直观地看到人类确实从根本上改变了海洋。”

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撰文：尼可小笠（Nikk Ogasa）

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翻译：林清

审校：王昱

引进来源：科学美国人

本文来自：中国数字科技馆

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