據Ars Technica報導，1969年11月19日，CCS Hudson研究船經過加拿大新斯科舍省哈利法克斯港的冰冷水域，進入大洋。 這艘研究船開始了被船上的許多海洋科學家認為是最後一次偉大的、未知的遠洋航行：第一次完整的美洲航行。 這艘船的目的地是里約熱內盧，在那裡它將搭載更多的科學家，然後穿過合恩角（美洲的最南端），再向北穿過太平洋，穿越冰封的北方通道，回到哈利法克斯港。

一路上，Hudson研究船頻繁停留，以便其科學家能夠收集樣本和進行測量。 其中科學家Ray Sheldon在智利瓦爾帕萊索登上了Hudson研究船。 作為加拿大貝德福德海洋研究所的海洋生態學家，Sheldon對海洋中似乎隨處可見的微型浮遊生物非常著迷：這些微小的生物體傳播得有多遠多廣？ 為了找到答案，Sheldon和他的同事們把一桶桶海水拖到Hudson實驗室，用浮遊生物計數機來計算他們發現的生物的大小和數量。

他們發現，海洋中的生命遵循一個簡單的數學規則：一個生物的豐度與它的身體大小密切相關。 換句話說，生物體越小，你在海洋中發現的生物就越多。 例如，小磷蝦的個體重量只有大金槍魚的十億分之一，但它們的數量約是金槍魚的十億倍。

更令人驚訝的是，這一規則似乎是如何精確地發揮作用的。 當Sheldon和他的同事們按照數量級來組織他們的浮遊生物樣本時，他們發現每個尺寸段所包含的生物品質是完全一樣的。 在一桶海水中，三分之一的浮遊生物的品質在1到10微米之間，另外三分之一在10到100微米之間，最後三分之一在100微米到1毫米之間。 每當他們向上移動一個尺寸組，該組的個體數量就會減少十分之一。 總品質保持不變，而種群的大小發生變化。

Sheldon認為這一規則可能支配著海洋中的所有生命，從最小的細菌到最大的鯨魚。 這一預感被證明是正確的。 眾所周知，”Sheldon粒徑譜”在浮遊生物、魚類和淡水生態系統中也被觀察到。 （事實上，在Sheldon之前三十年，一位俄羅斯動物學家已經在土壤中觀察到了同樣的模式，但他的發現大多沒有被注意到）。 麥吉爾大學地球和行星科學教授Eric Galbraith說：”這表明沒有任何尺寸比其他尺寸更好。 每個人都有同樣大小的細胞。 而且基本上，對於一個細胞來說，你在什麼體型下並不重要，你只是有點傾向於做同樣的事情。 ”

但是現在，人類似乎已經打破了這個海洋的基本規律。 在《科學進展》雜誌11月的一篇論文中，Galbraith和他的同事們表明，”Sheldon粒徑譜”對較大的海洋生物不再適用。 由於工業化捕魚，大型魚類和海洋哺乳動物的總海洋生物量比”Sheldon粒徑譜”仍然有效的情況下應該有的要低得多。 “曾經有這樣一種模式，所有的生命似乎都在遵循這種模式，其原因我們並不瞭解，”Galbraith說。 “在過去的100年甚至更短的時間內，我們已經改變了這一點。”

為了弄清”Sheldon粒徑譜”是否仍然成立，Galbraith和他的同事們把來自衛星圖像和海洋樣本的浮遊生物數據、預測魚類豐度的科學模型以及來自國際自然保護聯盟的海洋哺乳動物數量估計結合起來。 該小組總共估計了從細菌到哺乳動物等12個主要海洋生物群的全球豐度。 然後，他們將今天的海洋狀況與對1850年以前海洋狀況的估計進行了比較，其中考慮到了工業化捕魚和捕鯨從水中撈出的魚類和哺乳動物。 為了簡化事情，研究人員假設1850年的細菌、浮游生物和小型魚類的水準與今天的水準相似。

當Galbraith和他的同事研究這個1850年前的估計時，他們可以立即看到”Sheldon粒徑譜”在很大程度上是正確的。 研究人員發現，在1850年以前的情況下，生物量在不同的尺寸範圍內是非常一致的。 當他們把所有重量在1到10克之間的生物體加起來，達到了10億噸。 所有重量在10至100克之間的生物也是如此，100克至1公斤之間的生物也是如此，以此類推。 只有在光譜的極端–最小的細菌和最大的鯨魚–測量結果才開始變化。

將這些1850年以前的估計值與現代的模型相比較，可以看出一個非常不同的情況。 這些模型表明，自1800年以來，大於10克的魚類和所有海洋哺乳動物的生物量減少了20多億噸。 自1800年以來，非常大的尺寸級別的生物量似乎減少了近90%。 許多曾經在海洋中生存的大魚和哺乳動物已經不存在了。

德國弗萊堡大學的海洋生態學家Kristin Kaschner說：”我長大的世界已經不復存在。 從1890年到2001年，所有鯨魚物種的數量從250多萬減少到88萬以下。 雖然自1986年全球暫停捕鯨以來，一些鯨魚物種的數量有所回升，但許多物種仍然處於瀕危狀態。 雖然大多數魚類種群的捕撈方式允許它們保持或增加其種群數量，但略高於34%的魚類種群被過度開發，這意味著我們從某一地區清除了如此多的魚類，它們的種群無法恢復。 一些被過度開發的魚類種群包括日本鯷魚、阿拉斯加狹鱈和南美皮卡。 我認為我們正在走向一個預設不是自然生態系統的世界，在這個系統中，一切都像你在有人類開發和干預之前那樣。 ”

澳大利亞塔斯馬尼亞大學的生態學家Julia Blanchard說，儘管目前的情況並不樂觀，但觀察海洋生物的尺寸範圍可能是海洋健康的一個有用指標。 Blanchard研究了珊瑚礁，發現當”Sheldon粒徑譜”似乎不正常時，這是一個珊瑚礁生態系統不再健康的標誌。 她說：「如果我們正在尋找改善的方法，我們可能會問什麼是維持大小光譜的捕魚水準。 ”

一個問題是，漁業通常以科學家們所說的BOFFFFs為目標：大、老、肥、多產、雌性的魚。 他們龐大的身體被漁民所珍視，但BOFFFFs是新的小魚的重要來源。 如果把這些東西拿走，魚群的大小就會迅速偏離軌道。 管理這個問題的一個方法是鼓勵捕魚業以中等大小的魚為目標，讓成熟的魚來補充枯竭的種群。

當然，過度捕撈並不是海洋種群所面臨的唯一挑戰。 根據一項研究，在最壞的情況下，5攝氏度的變暖對50%的魚類來說是太熱了，甚至1.5攝氏度的變暖對10%的魚類來說仍然是太多了。 過度捕撈意味著這些種群的起點比它們本來的起點要弱得多。 從海洋中取出太多魚類，你就會減少遺傳多樣性，削弱食物網，並允許海洋棲息地退化，所有這些都使單個生態系統更容易受到變化的影響。 “Blanchard說：”重要的是，當你把一個系統釣出來，然後它變暖了，它對這種變暖的復原力就會大大降低。 ”

好消息是，魚類物種可以反彈。 丹麥技術大學的海洋生態學家Ken Andersen說：”它們有極強的復原力”。 9月，國際自然保護聯盟將四個金槍魚物種進一步移出其受威脅物種名單，因為它們的數量開始恢復，這得益於更嚴格的捕撈配額和對非法捕撈的打擊。 “阻止過度捕撈比阻止氣候變化更容易，”Galbraith說。 “如果我們減少捕魚，如果我們允許生態系統恢復，我們就可以保持這種狀態。”