编辑推荐：
为探究海牛目动物化学感知功能，研究人员以 3 头圈养安的列斯海牛为对象，测试其对食物、社会相关化学刺激及对照的反应，监测鱼群聚集影响。发现鱼群密度影响其视觉定向和发声率，粪便气味使海牛更多停留测试区，茴香气味减少其靠近装置时间，为海牛化学感知功能提供新证据。
在神秘的海洋世界里，海牛这一古老的海洋哺乳动物始终蒙着一层面纱。作为海牛目（Sirenia）的代表，安的列斯海牛（Antillean manatees）的生存智慧一直是科学家关注的焦点。长期以来，学界对海洋哺乳动物的化学感知能力知之甚少，尤其是海牛目动物。尽管鲸类和鳍足类的部分研究揭示了嗅觉或味觉的潜在功能，但关于海牛是否依赖化学信号进行觅食、社交等行为，一直缺乏直接的实验证据。例如，海牛的嗅觉上皮和嗅球看似退化（Bauer 和 Reep, 2018），但野外观察发现它们会摄食同类粪便（Hartman, 1979），这暗示着化学感知可能在其社会互动中扮演重要角色。此外，安的列斯海牛常栖息于浑浊水域，视觉受限，其如何在低能见度环境中定位食物和同伴，成为亟待解答的科学问题。
为填补这一空白，来自法国巴黎自然历史博物馆生态与保护科学中心（Centre d’Ecologie et des Sciences de la Conservation, CESCO）、博瓦尔动物园（Zooparc de Beauval）等机构的研究团队，针对圈养环境下的安的列斯海牛展开了一项突破性研究。该研究成果发表在《Journal of Ethology》，首次通过行为学和声学分析，系统揭示了安的列斯海牛对化学刺激的感知能力及其与环境中其他感官线索的交互作用。
研究人员采用的关键技术方法包括：
- 化学刺激扩散系统：使用漂浮扩散器释放含化学物质的冰块，包括食物相关刺激（土豆、茴香）、社会相关刺激（粪便）及对照（冷冻水），通过非编织无菌压缩物过滤混合物并冷冻，确保刺激的标准化释放。
- 多模态行为记录：利用 GoPro 摄像机和全向水听器（hydrophone）同步记录海牛在刺激呈现期间的行为（如在测试区的停留时间、靠近扩散器的频率）和发声模式，结合 BORIS 行为编码软件和 Raven Pro 声学分析软件进行量化分析。
- 鱼群密度监测：对扩散器周围鱼群聚集的持续时间进行分类（长 / 短），评估其对海牛行为的影响，采用线性混合效应模型（LMM）检验化学刺激类型和鱼群密度的交互作用。
研究结果
1. 鱼群聚集对海牛行为的影响
鱼群在土豆和粪便刺激扩散器周围的聚集时间显著长于对照和茴香刺激。海牛的视觉定向行为（头部转向扩散器的持续时间）与鱼群密度呈正相关，即在鱼群聚集时间长的试验中，海牛更频繁地将头部转向扩散器，表明其可能通过视觉或电感知（如鱼群运动产生的水流振动）察觉鱼群存在，进而调整行为。
2. 化学刺激对海牛空间分布的影响
- 粪便刺激：与对照相比，粪便刺激后，海牛在测试区（扩散器周围 4 米内）的停留时间百分比显著增加（55.09%±31.13% vs. 31.44%±28.51%），提示社会相关化学信号可能吸引海牛聚集，推测粪便中的信息素（如生殖状态、健康状况线索）具有社交通讯功能。
- 茴香刺激：与对照相比，茴香刺激后海牛靠近扩散器的时间显著减少（2.92±10.13 秒 vs. 21.66±28.33 秒），暗示茴香的化学成分为海牛所厌恶，可能与其觅食策略中对植物种类的选择有关。
- 土豆刺激：尽管鱼群在土豆扩散器周围聚集，但海牛并未表现出对土豆气味的明显偏好，可能与圈养个体的食物习性或刺激浓度不足有关。
3. 声学反应与化学刺激的关联
- 发声频率与鱼群密度：海牛的发声数量随鱼群聚集时间延长而增加，可能反映其在食物资源丰富区域的社交活跃度提升。
- 发声参数变化：粪便刺激后，海牛叫声的持续时间（324.89±107.51 毫秒 vs. 379.82±102.20 毫秒）和峰值频率（3.041±0.32kHz vs. 3.76±1.57kHz）显著降低，这种声学调整可能与化学刺激引发的情绪状态（如放松）或社交信号的微调有关。
研究结论与意义
本研究首次通过实验证实了安的列斯海牛具备功能性化学感知能力，其行为和声学反应对社会相关（粪便）和食物相关（茴香）化学刺激表现出特异性调整。研究结果表明，化学信号在海牛的社交聚集、食物选择中具有重要作用，尤其在视觉受限的浑浊环境中，可能成为主要的环境信息来源。此外，鱼群密度作为伴随的视觉 / 触觉线索，与化学感知协同影响海牛的行为决策，揭示了其复杂的多模态感知策略。
该研究不仅为海牛目动物的感官生态学提供了关键数据，也为圈养海牛的行为管理和保护策略提供了科学依据。例如，在人工饲养环境中，合理利用化学刺激可优化海牛的 enrichment 方案，而在野外保护中，需关注水质污染对其化学通讯的潜在威胁。未来研究可进一步探索不同性别、年龄海牛的化学感知差异，以及化学信号与其他感官（如触觉、电感知）的交互机制，为这一濒危物种的保护提供更全面的理论支持。
