南极科考与气候研究的一大突破！研究人员：从企鹅大便的卫星图像看出端倪

气候变化带来的影响是巨大的：加勒比地区飓风肆虐，亚马逊地区热带森林燃烧，极端天气变得越来越频繁……而在这种情况下，全球生物带来的一些洞察同样为我们揭开了背后的动态与原因。

一些研究人员通过捕捉动物在南极洲的粪便沉积物的图像，找到了一种利用卫星来弄清楚企鹅饮食的新方法。

一群研究阿德利企鹅和气候变化的科学家发现，企鹅粪便的颜色表明动物是吃了虾状磷虾（红橙色）还是银鱼（蓝色）。这种区别很有意思，因为企鹅的饮食可以作为海洋生态系统对气候变化反应的指标。

（图源：YouTube）

例如，单独的研究开始显示，被迫依赖磷虾作为其主要食物来源的雏企鹅的成长，发育情况不如那些以鱼为食的企鹅好。

随着时间的推移，企鹅的鸟粪堆积在鸟类聚集的岩石露头上，使它们成为色彩斑斓的“地标”。研究人员从企鹅群中取样，发现它们的光谱波长，然后将这种颜色与在轨道中运行的Landsat-7卫星拍摄的图像相匹配。

康涅狄格大学的博士后研究员Casey Youngflesh上周在华盛顿举行的美国地球物理联盟年会（AGU）上发表了他的研究结果，他说：“各个区域存在明显差异，西部是磷虾，东部是鱼类。”这是科学家第一次能够从太空追踪饮食，研究人员称这是一种新工具，用于研究某些海鸟和企鹅群体在地球其他区域的表现。

（图源：MIT）

知道500万只阿德利企鹅正在吃什么，以及吃了多少——这很重要，因为它向研究人员揭示了食物链的基础是如何运作的。在南极半岛的西侧，小型磷虾的数量似乎正在崩溃，这个800英里的拇指伸向南美洲的尖端。快速变暖，不断变化的气候条件以及工业规模捕捞量的大幅增加，已经对这些小型甲壳类动物造成了损害。

磷虾在商业上被收获用于宠物食品和营养补充剂，但对于许多企鹅来说，它是他们饮食的基础。随着磷虾越来越稀缺，南极洲西部的企鹅也喜欢吃它们。“饮食可以告诉我们食物网如何随着时间的推移而变化，”Youngflesh说。 “要实地考察所有这些地点需要花费大量时间和大量资金。南极气候变化极其复杂，我们需要大规模的数据。”

Youngflesh说他希望彩色编码的“粪便地图”可以用来追踪未来的企鹅种群，以及全球其他海鸟的情况。那是因为海鸟和企鹅在同一个地方聚集在一起吃同样的东西。当然，这种形式的遥感无法告诉研究人员企鹅的饮食与时间的比较。因此，一位研究人员挖掘了鸟粪本身，以寻找对企鹅历史的见解。

路易斯安那州立大学海洋学和沿海科学助理教授Michael Polito说：“他们什么时候到达，他们的饮食如何随着时间的推移而改变，这是一个悬而未决的问题。”“那些是卫星无法回答的问题，我的工作就是深入地发现它。”

Polito在遥远的Danger群岛上挖掘出鸟粪、羽毛、骨头和蛋壳，这是一个位于南极半岛顶端的大企鹅群，大部分都没有人类游客。他将材料带回他的实验室并应用放射性碳技术来计算出第一只企鹅定居者的年龄。他发现企鹅已经在丹格群岛生活了将近3000年。Polito说，由于阿德利企鹅需要获得无冰土地，开放水域和丰富的食物供应来喂养他们的雏儿，企鹅群体存在，还是或不存在——将是当时气候条件的重要标志。Polito的新研究回溯到了2200年前企鹅到达该地区的时间，并证实了从冰芯和沉积物中获取的有关该地区气候历史的其他数据。

Michael Polito在南极洲挖掘一只阿德利企鹅繁殖地，以确定企鹅何时第一次到达这个地方。

“这种从太空估计企鹅饮食的能力将成为南极洲科学的真正颠覆者，”波利托说。“使用传统方法弄清楚企鹅吃什么需要花费大量的时间和精力，因此能够从太空评估整个南极大陆的饮食是一个非常惊人的飞跃。”

通过挖掘粪便和分析卫星图像的组合，使研究人员能够更好地处理阿德利企鹅及其“堂兄弟”——南极企鹅、巴布亚企鹅和帝企鹅可能存在的问题。石溪大学生态学和进化学副教授Heather Lynch的实验室整理了一份四个物种在整个南极洲范围聚居地的地图，并正在呼吁志愿者逐一统计它们。Lynch的小组也开始回顾从20世纪80年代到现在的卫星图像，看看他们是否可以建立相同的图谱，以揭示企鹅大便与其饮食之间的联系。