1 C" r+ b& l; N. t3 l) \% B0 k
(我国科学家在南海拍摄到的鲸落图像,
+ Y0 e# k0 K7 f8 t; s
图片来自于TS16航次共同首席科学家、中山大学海洋科学学院谢伟副教授)
/ p1 ~% K% M/ J/ Z' G 这是我国科学家第一次发现该类型的生态系统,更让多数网友们第一次听说这个带着浪漫唯美气息的名字——“鲸落”。
" O: @1 s/ d. p& s$ \' |; B$ F
- ^5 C; w7 Q( q" ^* _+ R: y3 Y$ B (鲸落生态群)
1 j, s1 @9 I' E, f/ B
鲸落,与海底热泉、冷泉,并称为深海三大生命绿洲。
1 _6 l Z' W4 [( p, z& Q. X 1
# z* ]) |2 W8 D6 c
鲸·落·,·万·物·生
7 z5 z+ d5 i% y9 K) _4 @: p 鲸落(Whale Fall),指掉入洋盆或深渊的鲸的尸体,因为鲸类等动物巨大的身驱无法快速被食腐生物分解殆尽,而会落入海底。尸体落入海底的过程可以长达数月至数年,会为食物链的各类型消费者,包括深海鱼类、甲壳类、多毛类、还有各种细小的生物提供食物。
4 o/ T! \( b6 f2 Q" L! e7 b4 Y$ a
$ a8 L4 L' O# B
(来自Youtube频道-Nautilus Live)
1 ^; h F/ h- D; I! a! U
最后剩下的骨架会释放硫化氢提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,在北太平洋深海洋中,至少有1万多个生物体是依靠鲸落生存。
, ^9 u- Y/ c* X( s( N 鲸落的演化过程,可以分为四个阶段:
8 c! `/ L" C2 t+ g9 J, t: D 1
( `( [4 x0 o C: D
移动清道夫阶段
1 M; p, H$ w" D: X
(mobile-scavenger stage)
( L4 T$ k3 e& j: P/ c1 O0 P 在鲸尸下沉至海底过程中,盲鳗、鲨鱼等生物等以鲸尸中的柔软组织为食。每天有40-60公斤的软组织被这些生物掠去,整个过程持续数月,最长甚至可达1.5年。这一次我国科学家发现的鲸落尚处于第一阶段,因此具有长期研究价值。
; x9 m/ h3 Q* Z9 G1 r U, O; y" n: _: c @% j7 q
(位于蒙特雷湾(MONTEREY BAY)戴维森海山中的鲸落)
: A' X2 A1 C. \# {* }0 Q
2
# O% X7 u: C8 C1 z4 f2 i8 Z
机会主义者阶段
7 d) [& n2 C' T4 z$ [1 \" Y6 D (enrichment opportunist stage)
7 C) p9 J- ^! p- o& Z1 q) s- q 机会主义者(一些无脊椎动物特别是多毛类和甲壳类动物)能够在短期内适应相应环境而快速繁殖。这些生物以鲸尸的骨骼和周边的地层为殖民地,繁衍生息。这一阶段最多可以持4.5年。
3 N$ X4 B; Y8 R# z3 q$ P) l! d0 F! P
6 e2 C R* i+ v+ t6 `. D# t' G (鲸落中的多毛类生物群落)
- d3 M. v/ U# R+ R
3
3 i! \1 F% |! ^* h) |/ }$ @( c; \, _
化能自养阶段
( J$ a2 H; Y* o (sulphophilic stage)
& [% k0 ~$ s0 U0 Q2 D6 F3 E! C
嗜硫细菌进入鲸鱼骨骼,分解骨头中的脂质。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。由于鲸鱼骨骼富含脂质,占其体重的4–6%,因此最终的消化阶段可以持续50年甚至100年。
+ Z2 p9 A+ Y$ L* N) O3 X0 J2 J$ R9 Y4 B" `2 y
(演化到后期的鲸落)
) r4 J5 M9 p6 c: ]$ S7 u
4
: }: N1 ^; b& p! c/ y' m
礁岩阶段(Reef stage)
) `% O9 {8 M* H5 |) A
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。
+ D( y! q4 `, A5 W( Z
2
5 d3 I7 D( L o, Y! ^
海·底·热·泉
( _3 L" \; d2 ~6 w' H/ J9 {
海底热泉(hydrothermal vent)亦作海底热液系统(Submarine Hydrothermal System),是从海底喷出经由地热加热过的水及其裂缝喷发口。通常发现于火山活动频发、大陆板块移动的地区及海盆、热点附近。在海底常会形成海底烟囱。
1 d8 n. Z7 x) u! e. g- N
2 c$ _, ~4 S% W6 R7 _* C: R (海底热液——黑烟囱)
6 f! M6 C* N" X0 x
相对于同样深度的其他海底地区,海底热泉附近通常生物更为繁盛,它们倚靠分解热泉中流出的矿物质为食。
O6 Y- j) }* A) j
2 |( J/ l4 M# }; B; h Z9 N
(海底热泉口生物丰富)
$ ]3 B2 }6 k' r6 W0 h& U: } 化能合成细菌和古生菌形成了此处食物链的最底层,支持着多样化生物,包括巨型管虫、一些蛤蜊和节肢动物的生存。
1 o# b5 k( H0 R
. y' b7 ?, I5 p# H (加拉帕戈斯大裂谷的通风口周围聚集着巨大的管状蠕虫)
( n# q1 y# r1 K8 K" L9 s. a7 {
一般认为生物存活必须依靠阳光,但是许多深海生物能只依靠海地的沉积物为生。深海热泉为这些生物提供了栖身之所,海底热泉附近的水体富含矿物质及细菌。因此其附近通常会聚集著端足类和桡足类生物,更大型的生物还有鱼类、甲壳纲生物、管蠕虫和章鱼。
! A- J4 N, M+ e7 b 巨型管状蠕虫可长达2.4米,是深海热泉附近最重要的生物之一。它们没有嘴和消化道,依靠它们自身组织中的细菌生产的养分为生,每盎司管蠕虫组织中约有2850亿细菌。管蠕虫红色的羽状组织中含有血红蛋白。血红蛋白和硫化氢结合,并且转移到生活在管状蠕虫体内的细菌。细菌回报给管蠕虫含有碳化合物的养分。
! A6 w: t! c* p7 O. _1 @ 其他生活在此地的奇特生物还有鳞足蜗牛,其非常奇特的足部附有铁化物和有机材料形成的起保护作用的鳞片。
% C1 B/ J5 }, A7 N
5 r" Z: \" g# b$ T( } _, s; F1 y: J
(鳞足蜗牛特写)
- F. m1 u- S2 x$ u' E 3
3 o0 J; e" c4 }/ G3 u( g' a4 w
冷泉
8 G3 i1 f! G s 冷泉(cold seep),有时称为冷泉喷口,一般发育在洋底区域中,硫化氢、甲烷和其他碳氢化合物等丰富的流体以盐水池的形式发生渗漏,形成冷泉。
! E8 z8 o5 s$ R4 P
0 |, E N" y5 g& \ k. C) y
(冷泉中的盐水池)
5 b+ D& {* ^/ Q1 e) ?
“冷”并不意味着冷泉的温度低于周边海水温度。与此相反,它的温度一般稍稍高于周边。冷泉的“冷”是相对与海底热泉的较高温度(至少60℃)比周围的海水低。这样特殊的化学条件,形成了特有的丰富生物群落。
3 }0 [/ {5 i0 y& d5 l
; w$ V4 |4 U( l# g$ X) e
(冷泉附近大量分布的贻贝)
- F8 W' z' ?( u) H- S2 T 冷泉形成于在地质构造活动引起的海底裂缝出。石油和甲烷从这些裂缝中“渗漏”出来,在海底沉积物中慢慢扩散,并出现宽达数百米的较大的区域。这些化学物质为嗜硫细菌等生物的繁殖提供了得天独厚的条件。
5 _6 T& p0 F2 A$ @! o2 @2 c) f7 e+ j' s+ o/ s
(大量细菌生长形成的细菌垫,红色光点为激光测距)
* [. X4 ?, V, X- G. Z9 W- N
随着生态演替,不同的生物群落在冷泉附近和谐生长。
( }; ?% v Q1 R8 X0 ^3 Z9 s
: n, N4 h2 C1 A6 l% c7 C (管状蠕虫与贻贝共生在冷泉附近)
( c6 x+ y! @ N# h& J4 w0 h* N 海洋生态系统,远比我们现今认识到的要复杂的多,不管是美丽的“鲸落”,还是热泉与冷泉,都仅仅是海洋生态中极微小的组成。随着我们对海洋研究的深入,更多的生命绿洲,在等着我们去探索!
5 b( v9 I; U' b- {( ] (图片来自于维基百科与Youtube)
7 K5 j/ D' V/ Z( k: m/ D7 L8 w d 参考文献:
! h. R7 V7 l% v 1. Scientists Break Record By Finding Northernmost Hydrothermal Vent Field. Science Daily. 24 July 2008.
8 o" D6 u/ p/ n- b2 d& {
2. Demise of Antarctic Ice Shelf Reveals New Life". National Science Foundation. 2007. Retrieved 14 February 2008.
# u x3 ~5 a% u5 B5 H: A 美编:张 岳
0 m I8 b1 k; u 校对:陶 琴返回搜狐,查看更多
* y; D: t& j# B: J, F4 s0 e