[科普]深海生命系統_風聞

來源：中科院地質地球所

日前，我國“探索一號”科考船搭載的“深海勇士”號載人潛水器，在南海1600米深處發現了鯨落。

（我國科學家在南海拍攝到的鯨落圖像，圖片來自於TS16航次共同首席科學家、中山大學海洋科學學院謝偉****副教授）

這是我國科學家第一次發現該類型的生態系統，更讓多數網友們第一次聽説這個帶着浪漫唯美氣息的名字——“鯨落”。

（鯨落生態羣）

鯨落，與海底熱泉、冷泉，並稱為深海三大生命綠洲。

1鯨·落·，·萬·物·生

鯨落（Whale Fall），指掉入洋盆或深淵的鯨的屍體，因為鯨類等動物巨大的身驅無法快速被食腐生物分解殆盡，而會落入海底。屍體落入海底的過程可以長達數月至數年，會為食物鏈的各類型消費者，包括深海魚類、甲殼類、多毛類、還有各種細小的生物提供食物。

（來自Youtube頻道-Nautilus Live）

最後剩下的骨架會釋放硫化氫提供給自養生物化能合成，這個過程可以持續數年，還有一些厭氧生物可以吃掉鯨骨、分解脂類。一次鯨落形成的生物聚落可以持續數十甚至數百年，在北太平洋深海洋中，至少有1萬多個生物體是依靠鯨落生存。

鯨落的演化過程，可以分為四個階段：

1****移動清道夫階段

（mobile-scavenger stage）

在鯨屍下沉至海底過程中，盲鰻、鯊魚等生物等以鯨屍中的柔軟組織為食。每天有40-60公斤的軟組織被這些生物掠去，整個過程持續數月，最長甚至可達1.5年。這一次我國科學家發現的鯨落尚處於第一階段，因此具有長期研究價值。

（位於蒙特雷灣（MONTEREY BAY）戴維森海山中的鯨落）

2****機會主義者階段

（enrichment opportunist stage）

機會主義者（一些無脊椎動物特別是多毛類和甲殼類動物）能夠在短期內適應相應環境而快速繁殖。這些生物以鯨屍的骨骼和周邊的地層為殖民地，繁衍生息。這一階段最多可以持4.5年。

（鯨落中的多毛類生物羣落）

3****化能自養階段

（sulphophilic stage）

嗜硫細菌進入鯨魚骨骼，分解骨頭中的脂質。使用溶解在海水中的硫酸鹽作為氧化劑，產生硫化氫。化能自養細菌例如硫化菌，則將這些硫化氫作為能量的來源，利用水中溶解氧將其氧化，獲得能量。由於鯨魚骨骼富含脂質，佔其體重的4–6％，因此最終的消化階段可以持續50年甚至100年。

（演化到後期的鯨落）

4****礁岩階段（Reef stage）

當殘餘鯨落當中的有機物質被消耗殆盡後，鯨骨的礦物遺骸就會作為礁岩成為生物們的聚居地。

2海·底·熱·泉

海底熱泉（hydrothermal vent）亦作海底熱液系統（Submarine Hydrothermal System），是從海底噴出經由地熱加熱過的水及其裂縫噴發口。通常發現於火山活動頻發、大陸板塊移動的地區及海盆、熱點附近。在海底常會形成海底煙囱。

（海底熱液——黑煙囱）

相對於同樣深度的其他海底地區，海底熱泉附近通常生物更為繁盛，它們倚靠分解熱泉中流出的礦物質為食。

（海底熱泉口生物豐富）

化能合成細菌和古生菌形成了此處食物鏈的最底層，支持着多樣化生物，包括巨型管蟲、一些蛤蜊和節肢動物的生存。

（加拉帕戈斯大裂谷的通風口周圍聚集着巨大的管狀蠕蟲）

一般認為生物存活必須依靠陽光，但是許多深海生物能只依靠海地的沉積物為生。深海熱泉為這些生物提供了棲身之所，海底熱泉附近的水體富含礦物質及細菌。因此其附近通常會聚集著端足類和橈足類生物，更大型的生物還有魚類、甲殼綱生物、管蠕蟲和章魚。

巨型管狀蠕蟲可長達2.4米，是深海熱泉附近最重要的生物之一。它們沒有嘴和消化道，依靠它們自身組織中的細菌生產的養分為生，每盎司管蠕蟲組織中約有2850億細菌。管蠕蟲紅色的羽狀組織中含有血紅蛋白。血紅蛋白和硫化氫結合，並且轉移到生活在管狀蠕蟲體內的細菌。細菌回報給管蠕蟲含有碳化合物的養分。

其他生活在此地的奇特生物還有鱗足蝸牛，其非常奇特的足部附有鐵化物和有機材料形成的起保護作用的鱗片。

（鱗足蝸牛特寫）

3冷泉

冷泉（cold seep），有時稱為冷泉噴口，一般發育在洋底區域中，硫化氫、甲烷和其他碳氫化合物等豐富的流體以鹽水池的形式發生滲漏，形成冷泉。

（冷泉中的鹽水池）

“冷”並不意味着冷泉的温度低於周邊海水温度。與此相反，它的温度一般稍稍高於周邊。冷泉的“冷”是相對與海底熱泉的較高温度（至少60℃）比周圍的海水低。這樣特殊的化學條件，形成了特有的豐富生物羣落。

（冷泉附近大量分佈的貽貝）

冷泉形成於在地質構造活動引起的海底裂縫出。石油和甲烷從這些裂縫中“滲漏”出來，在海底沉積物中慢慢擴散，並出現寬達數百米的較大的區域。這些化學物質為嗜硫細菌等生物的繁殖提供了得天獨厚的條件。

（大量細菌生長形成的細菌墊，紅色光點為激光測距）

隨着生態演替，不同的生物羣落在冷泉附近和諧生長。

（管狀蠕蟲與貽貝共生在冷泉附近）

海洋生態系統，遠比我們現今認識到的要複雜的多，不管是美麗的“鯨落”，還是熱泉與冷泉，都僅僅是海洋生態中極微小的組成。隨着我們對海洋研究的深入，更多的生命綠洲，在等着我們去探索！

（圖片來自於維基百科與Youtube）

參考文獻：

1. Scientists Break Record By Finding Northernmost Hydrothermal Vent Field. Science Daily. 24 July 2008.

2. Demise of Antarctic Ice Shelf Reveals New Life". National Science Foundation. 2007. Retrieved 14 February 2008.