海洋科普|奇异的鲸落现象

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鲸落(Whale Fall),指鲸鱼死去后沉入海底的现象。当鲸鱼在海洋中死去,它的尸体最终会沉入海底,生物学家赋予这个过程为鲸落。一座鲸鱼的尸体可以供养一套以分解者为主的循环系统长达百年,鲸鱼死亡后落入深海形成的生态系统,与热液、冷泉一同被称为是深海生命的“绿洲”。在北太平洋深海中,鲸落维持了至少有43个种类12490个生物体的生存,促进了深海生命的繁荣。5 ]/ d: C+ [8 G" A
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2020年4月3日,中科院“探索一号”科考船搭载“深海勇士号”载人潜水器顺利抵达三亚。此次航行的重要成果之一,是科学家在南海首次发现一个约3米长的鲸落。作为全球现存最大的动物,鲸鱼活着的吋候是海洋生态的重要组成,死的时候它也会给海洋以馈赠,变成鲸落。+ i0 r/ U7 p7 i2 ?/ u- N, n

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那么,鲸落到底是什么呢?其实,鲸落是指掉入洋盆或深渊的鲸鱼的尸体。鲸鱼类等动物巨大的身躯无法快速被食腐生物分解殆尽,因而会落入海底。尸体落入海底的过程可以长达数月甚至数年,会为食物链的各类型消费者,包括深海鱼类、甲壳类、多毛类等提供食物。最后剩下的骨架会释放硫化氢供给自养生物化能合成,这个过程可以持续数年,还有一些厌氧生物可以吃掉鲸骨,分解脂类。一次鲸落形成的生物聚落可以持续数十甚至数百年,在北太平洋深海中,至少有1万多种生物体是依靠鲸落生存的。1 N4 [- m0 ~0 y- h( [" R
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9 w( K5 k" ]; Z( h鲸落生态系统可分为四个演化阶段:. O/ T; D; n7 W) ?: w+ h
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移动清道夫阶段(mobile-scavenger stage):在鲸尸下沉至海底过程中,盲鳗、鲨鱼、一些甲壳类生物等以鲸尸中的柔软组织为食。这一过程可以持续4(至少)至24个月(取决于鲸鱼的个体大小)。期间90%的鲸尸将被分解。
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机会主义者阶段(enrichment opportunist stage):机会主义者(机会种)能够在短期内适应相应环境而快速繁殖。这里所说的环境,就是鲸尸、鲸骨。在这个阶段,一些无脊椎动物特别是多毛类和甲壳类动物,能够以残余鲸尸作为栖居环境,一边生活在此,又一边啃食残余鲸尸,不断改变它们自己的所在环境。
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+ C4 s% _7 H3 @# M 化能自养阶段(sulphophilic stage):大量厌氧细菌进入鲸骨和其它组织,分解其中的脂类,使用溶解在海水中的硫酸盐作为氧化剂,产生硫化氢。化能自养细菌例如硫化菌,则将这些硫化氢作为能量的来源,利用水中溶解氧将其氧化,获得能量。而与化能自养细菌共生的生物也因此有了能量补充。
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0 y0 h  u+ K+ R 礁岩阶段(Reef stage):当残余鲸落当中的有机物质被消耗殆尽后,鲸骨的矿物遗骸就会作为礁岩成为生物们的聚居地。
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从鲸落的整体过程我们可以看出,鲸落的意义在海洋生态系统中有一定的重要地位。4 h7 _& V) h$ {( D  {+ b! q

7 S% L7 T# \$ {# W. E3 ] 首先,最直观的,为许多海洋生物提供了食物。这些海洋生物除了无脊椎动物和鱼类,还有许多微生物。与这些微生物相比,鲸鱼的个体大小差别巨大,因此一头鲸鱼的死亡能够养活的海洋生物个体数量是相当可观的。) D+ ]% I* Z$ ?1 U# {
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其次,鲸落为许许多多的底栖生物提供了复杂的生境。一望无际的海底平原因为鲸落的出现而产生了小规模的环境变化,这样的生境变化尤其受一些钻孔生物、附着生物的欢迎。残余鲸落的出现为一些底栖动物提供了庇护场所,也为它们提供了有机质来源。1 I: R% \; y! H! r5 b) M6 c

  `3 z  G2 a- S, X. J- H9 b* f7 | 另外,鲸落促进了海洋上层有机物向海洋中下层的运输。深海的生产力仅依靠化能自养细菌供给是不够的,海洋生物进食和死亡产生的碎屑,例如海雪和鲸落,促进了营养物质向下运输,以供给深海的生物,也促进了化能自养细菌产生更多的能量。
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- c0 o4 B2 {7 H' K 最后,鲸落这一独特的生态系统促进了一些新生物种的产生。称其为新生物种,主要是因为这类物种只出现于鲸落这一特定环境,科学家们还未在其它海洋生境当中发现。例如Osedax frankpressi和Osedax rubiplumus都是仅发现于鲸骨当中的小动物,鲸落里的秘密还有许多等着我们去发现。
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鲸落的形成和消失对许多生物来说是漫长的。现存的鲸落数量比过往少之又少,有些特定种群,例如灰鲸的西太种群数量仅可怜的两位数,现状令人担忧。倘若人类捕食鲸类、食用鲸肉而不加以节制,恐怕其影响的生物数也数不清。但是,深海里的生物也不全靠鲸落生存,其各有各的生存之道。鲸落的消逝对未来海洋生态系统的影响,还在人们的探索目标中。
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<hr>参考文献:https://doi.org/10.3354/meps13196
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agyzghdrpd
活跃在2021-7-31
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