虎鲸又名逆戟鲸，身长8到10米，体重9吨左右，它们拥有锋利的牙齿，性情凶猛，不仅是企鹅、海豹等动物的天敌，有时甚至会袭击其他鲸类或大白鲨，是真正的海中霸王。然而这种大型海洋哺乳动物极易受到生态系统变化的影响，它们的健康也因此常常成为环境状态的最好指示剂。
图：大群Type B2虎鲸正在海中畅游
这是南极洲2月份夏日的午后，气温在零摄氏度左右。美国国家海洋渔业局的生物学家约翰·杜尔班（John Durban）与霍利·费恩巴奇（Holly Fearnbach）站在大型游轮National Geographic Explorer号的栈桥顶上，透过双筒望远镜观看浩瀚冰冷的威尔德海，他们发现远处有虎鲸出现。
唯一的问题是，它们是Type B2虎鲸吗？Type B2虎鲸拥有灰白色的外貌，喜欢以巴布亚企鹅为食，是南极半岛生活的3种虎鲸之一。由于距离过远，杜尔班等人很难分辨出它们的具体种类。至于来自美国得克萨斯州、英国以及肯尼亚的观光客们，多数人都好奇地盯着浮冰或遥远地平线上溅起的蓝色水花。
这些科学家之所以能够登上这艘游轮，是因为获得LEX-NG基金会的支持。该基金会致力于通过研究、观察、教育以及社区发展项目，保护海洋中最后的“处女地”。对于杜尔班和费恩巴奇来说，这笔资助不仅可推动他们在南极的研究，同时还帮助他们在西北太平洋、南大西洋以及阿拉斯加等海域对虎鲸和驼背鲸的研究。这些旅程能帮助他们在世界上最难以接近的地方观察虎鲸。
自从2011年以来，科学家们每年都会乘坐翻新的挪威破冰船Explorer前往南极大陆数次，近距离观察虎鲸。2月份的旅行中，除了科学家外，还有148名乘客和自然保护主义者随船。对于那些付了大价钱来南极观光的人来说，10天的旅程就像身在漂浮的科学教室中。在休息室中，自然保护主义者们讲述许多相关话题，比如“了解企鹅”、“冰能告诉我们气候发生何种变化？”以及比利时探险家发现杰拉许海峡等。
杜尔班与费恩巴奇也会讲述他们在南极的工作，包括虎鲸的健康状况为何正成为南极大陆环境快速变化的晴雨表。他们的研究给了我们特别启示。直到20年前，科学家们依然认为，南极虎鲸都是相似的。但是杜尔班与他的同事鲍勃·皮特曼（Bob Pitman）等人从虎鲸身上提取皮肤样本，分析DNA，最后发现虎鲸有五个不同物种，它们都有各自不同的猎物偏好、狩猎技巧以及栖息地。杜尔班等人甚至认为，它们可能都是互不相关的物种。这意味着，每种虎鲸都会以不同的方式适应气候变化，有些适应性可能更强，那在很大程度上取决于它们的食物供应。
其中大型Type A虎鲸黑白颜色分明，主要以小须鲸和象海豹为食。Type B2虎鲸体型最小，频繁现身于杰拉许海峡，主要以吃巴布亚企鹅、帽带企鹅以及其他鱼类为生。Type B1虎鲸呈现灰白色，喜欢吃海豹。当它们捕猎时，这些聪明的虎鲸会联合起来制造海浪，将浮冰上的海豹冲到海水中。杜尔班说：“它们都是我最喜欢的动物。”
图：4头Type B2小虎鲸正追捕一只巴布亚企鹅
在南极海域，发现虎鲸并不容易，那里的地平线无限扩张，而且蓝色的冰雕也十分迷人。虎鲸通常躲在水面以下，以时速88公里的速度巡游。当杜尔班和费恩巴奇发现它们时，或从船上眼尖的船员那里得到线索时，科学家们就会乘坐Zodiac（黑色小橡皮艇）追踪它们，并为它们拍照和收集数据。
这些照片可帮助科学家确认个别虎鲸的身份，年复一年地对它们的健康状况进行密切观察。此外，它们可以帮助科学家在浩瀚的南极海洋中找到虎鲸最有可能去的地方，以及各种虎鲸族群数量的变化。尽管杜尔班和费恩已经了解许多有关虎鲸的知识，但他们更想了解它们的饮食习惯。这可以告诉他们，环境变暖是否会对虎鲸的食物源造成威胁。
船上的乘客对虎鲸的研究也非常热情，他们向科学家们共享了数千张虎鲸照片。再加上杜尔班等人乘坐Zodiac以及从National Geographic Explorer船上拍摄的照片，现在科学家已经拥有近8万张虎鲸照片。在过去6年中，科学家们已经对这种神秘动物进行了大量研究。利用小型卫星标签，杜尔班和费恩巴奇首次记录到南极虎鲸的远程之旅：这些虎鲸会快速前往亚热带的温暖水域然后再回来，显然是想摆脱皮肤上的各种藻类，来回旅程达8000多公里。杜尔班等人还记录到虎鲸最大的潜水深度，居于所有鲸类之首。他们还观察到虎鲸捕食行为：一头虎鲸嘴里叼着不断摇摆的象海豹，另一头虎鲸正追赶漂亮的阿德利企鹅。
2月初，研究人员已经在南极海洋和威尔德海中穿行了2周，英国南极探险家欧内斯特·沙克尔顿(Ernest Shackleton）的座驾Endurance号曾于1915年被困在威尔德海冰中。杜尔班等人试图进一步了解，虎鲸在南极大陆迅速变暖的环境中会起到什么作用。随着拉森C冰架附近的裂缝不断扩大，杜尔班等人的研究也越来越紧迫。
拉森C冰架面积与美国新罕布什尔州相当，由于气候变暖促使其正在融化。因为虎鲸需要海冰维持生存，这意味着它们的栖息地正发生深刻变化。杜尔班和费恩巴奇都希望找到部分关键问题的答案，比如南极鲸鱼的健康状况如何？它们都以什么为生？它们要吃掉多少猎物？研究人员还能看到他们几年前拍到过照片的鲸鱼吗？有些鲸鱼消失了，还是死掉了？
这些问题很重要，因为虎鲸很容易受到环境变化的影响。虎鲸的寿命几乎与人类相当，但繁育的后代很少，每头虎鲸的生存都非常关键。作为南极大陆的顶级捕食者，虎鲸特别容易受到食物链变化的影响，比如污染、或对磷虾过渡捕捞。杜尔班说：“要想虎鲸保持健康，生态系统就需要健康。”虎鲸的食量很大，为此它们对南极巨量的海洋生命产生着巨大影响，包括威德尔海豹、小须鲸以及多种企鹅。随着气候变化，研究人员正尝试理解虎鲸对猎物数量产生何种影响。
2月份的下午，当杜尔班等人发现漫游的虎鲸时，他们冲进船舱去找船长奥利弗·库鲁斯（Oliver Kruess），询问他们是否可放下Zodiac为虎鲸拍照？这艘船有着严格的时间表，它要在第二天早上到达迈克尔森港，那里距离南极半岛东部有数小时航程。经过科学家们、船长以及船上的探险队领袖卢克（Lucho Verdesoto Yumiseba）进行商议后，杜尔班等人被告知有45分钟时间。库鲁斯还为他们提供了方便好用的导航设备。
杜尔班、费恩巴奇以及他们的同事利·希克蒙特（Leigh Hickmott）从船的右弦出发，直向虎鲸出没的水域开去。大群穿着橙色连帽大衣的乘客挤在甲板上，顶着严寒拍照。出发后不久，杜尔班等人就有了令人兴奋的发现。那7头虎鲸不是Type B2虎鲸，而是更难见到的Type B1虎鲸。在前几周的两次探险中，科学家们都没有见过它们。杜尔班说：“它们可能是世界上最难找的虎鲸，通常生活在有大量浮冰的水域，我们很难到达它们生活的地方。它们每天可游240公里。”
图：研究人员放飞无人机拍摄虎鲸照片
除了Zodiac，科学家们还发射了无人机，上面安装有微型摄像头，它看起来就像个玩具。费恩巴奇盯着电脑显示器，在虎鲸头顶30多米的地方引导杜尔班等人前进，同时还能拍照。无人机上有高度表可以记录高度，为此他们可以惊人的精度确定虎鲸的体型。杜尔班说：“我们可以对它们的脂肪测量精确到厘米的程度。由于大型鲸鱼可能重达数十吨，这种分辨率是相当惊人的。”
2014年，杜尔班等人首次使用无人机拍照。此前，他们只能通过天然斑纹、背鳍上的疤痕以及鞍斑颜色来识别照片中的虎鲸身份。而无人机可提供更多信息，帮助他们追踪个别鲸鱼的身体状况，甚至随着时间推移身体生长情况，更好地估计种群数量。获得LEX-NG Fund资助后，他们于2016年初首次将无人机带到南极。在3次探险中，共拍到4600多张航拍照。杜尔班说：“我们以前也拍到过这样的照片，只是需要乘坐直升机或固定翼飞机。我们需要保持高度，因此拍到的照片不太好。无人机可为我们拍摄更清晰的照片。”
无人机的重量与烤面包机差不多，适应性强，可在偏远地区飞行，也可以在不打扰鲸鱼的情况下收集更多数据。这种高度社会化的动物似乎没有注意到头顶的噪音。从新的角度，科学家们在南极水域中看到了许多惊人的行为，比如祖母给孙辈喂食，生病鲸鱼无法潜水只能在水面徘徊，相隔仅一臂之远近距离游泳等。此前，在威德尔海漂浮时，他们还发现前所未见的场景。25头Type B2虎鲸在冰山上摩擦腹部以清洁皮肤。 一天晚上，当乘客们在休息室内聊天时，杜尔班和费恩巴奇进行了幻灯片演示，他们使用价值2万美元的无人机拍摄到20世纪60年代发现的白色虎鲸。
值得注意的是，很少有人了解南极虎鲸，尽管它们在南极的数量比世界任何地方更多。20世纪80年代初期，科学家们估计虎鲸数量约为2.5万头。但这个数字可能不够精确，因为研究船无法统计藏在冰山中的虎鲸。杜尔班和费恩巴奇希望改善这种情况。
每次无人机出动都能带回新的信息。虎鲸最大族群有50名成员，它们终身与家族成员共同生活。对它们进行长时间追踪，科学家们希望发现气候变化对它们健康的影响。不同的虎鲸对南极环境变化如何适应？一天下午，科学家们发现某些雌性虎鲸似乎病了，这令人非常担忧。在休息室中，杜尔班显示了一头Type B1虎鲸及其幼崽的照片，他说：“让我们感到震惊的是，这头虎鲸非常瘦弱，只剩下皮包骨，它没有太多脂肪。正常情况下，这种虎鲸体内含有大量脂肪。它们好像正在寻找食物，也不像正常虎鲸那样充满活力，其中那头雌性虎鲸情况更严重，甚至无法与其他虎鲸潜水。”
图：无人机在南极驼背鲸上空盘旋
雌性虎鲸通常优先喂食雄性和后代，因此常常最后进食。这可能导致这头雌性虎鲸生病，它无法继续寻找更多食物。也可能是食物链出了问题。此前的南极探险显示，其他雌性虎鲸的情况也不太好。杜尔班说：“我认为，我们必须采取更多行动。我们需要看看这种情况是否普遍存在，而非个案。我们不能想当然地认为它们是健康的，我们知道生态系统已经发生了重要变化。”
然而随着科研资金告罄，杜尔班等人不确定如何继续研究，白宫希望削减他所在的国家海洋与大气管理局17%的预算。在过去几年中，杜尔班等人不断寻找新的资助人。他说：“我们变得非常擅长合作，寻找不同的资金源，我们将会继续这种模式。”
对于这种世界上最大的海洋掠食动物，科学家们依然有许多问题亟待解决。比如，目前依然不清楚Type B2虎鲸的主要猎物种类。此前的研究显示，这类虎鲸通常潜到700米的深水中，甚至比企鹅等游泳健将更深。但是它们在那里能吃到什么？如果南极半岛继续变暖，冰层继续融化，虎鲸如何在这些变化中生存下来？在南极半岛的几个地区，虎鲸的主要食物之一阿德利企鹅数量正在下降。在美国南极科考站Palmer Station，阿德利企鹅数量锐减。
在探险结束前最后一天，科学家们来到天堂湾外，那里的海水和冰塔闪闪发光。几个小时后，他们发现灰色的Type B2虎鲸。接着，大量黑色的鳍滑过水面，船上的乘客们屏住呼吸，清查它们的数量。杜尔班和费恩巴奇最终宣布，这个族群有40头虎鲸，这是个非常健康的数字。