(要闻)一头鲸的死亡 造就了一个深海生态系统
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说明:梁(海南热带海洋大学)
说明:梁(海南热带海洋大学)
鲸鱼作为地球上最大的哺乳动物,广泛分布在世界各地的海洋中。在鲸鱼家族中,最大的蓝鲸有33米多长,重达170多吨。
近日,中国“深海勇士”号潜水器搭载母船“探索一号”,完成2020年首次科学考察ts16航次。令所有人惊讶的是,科学家们在这次科学考察中取得了一项重要成就——在南海1600米深处发现了鲸鱼坠落,这是中国科学家第一次发现这种生态系统。“鲸鱼瀑布”这个词很快出现在热搜中,让更多的人知道了这一奇特的生态现象。
鲸鱼死后会变成深海生命的绿洲
从字面上看,“鲸坠”是指鲸死后沉入海底。在这项研究中,死鲸、坠落过程和形成的海洋生态系统被生物界统称为“鲸鱼坠落”。
鲸鱼一直有“海上霸主”的美誉,甚至它的死亡也足以成为一种盛大的牺牲。如果把深海海底比作沙漠,就像深海热液和冷泉一样,鲸鱼像沙漠中的绿洲一样坠落。
ts16考察队成员、海南热带海洋大学生态环境学院教授赵木秋向《科技日报》记者描述了鲸鱼坠落的四个阶段。
首先,当鲸鱼沉入海底时,尸体上大量的蛋白质和有机物会吸引鲨鱼、盲鳗和甲壳类动物,它们以鲸鱼的软组织为食。如果鲸鱼足够大,鲸鱼身上的蛋白质可以被这些生物吃掉4-24个月。此外,鲸脂的热量极高,在鲸脂被海洋生物完全吞噬和分解的漫长过程中,脂肪族鲸脂所含的能量会成为促进海底生态系统运行的“燃料”。
接下来,轮到一些多毛类和甲壳类无脊椎动物。这些“机会主义者”能在短时间内适应环境,快速繁殖。它们从鲸鱼瀑布获取食物,同时将它们作为生活场所,在那里繁衍生息。
随后,大量厌氧菌会在鲸鱼粪便中繁殖和传播。它们进入鲸骨和其他组织,分解它们的脂质,并与溶解在海水中的硫酸盐结合,产生硫化氢。趋化自养细菌以这些硫化氢为能源,利用水中的溶解氧氧化硫化氢获得能量,因此与趋化自养细菌共存的生物具有重要的能量补充。
最后,当有机物耗尽时,鲸骨的矿物残骸将以礁石的形式成为生活的场所,例如生机勃勃的珊瑚礁。
“鲸鱼从形成到完全分解可能需要数百年的时间。在此期间,它不仅可以改变鲸鱼坠落的环境和生物种群分布,还会影响新物种的进化。”赵慕秋说道。
此前,科学家们在鲸鱼的骨骼中发现了几种特殊的吃骨昆虫,它们只寄生在鲸鱼的骨骼中,看起来像带条纹的荧光棒。他们让成千上万的幼体漂浮在海洋中,直到遇到另一只鲸鱼,然后又开始了这个过程。
赵木秋说,鲸鱼的出现不仅为深海生物提供了丰富的食物来源,更重要的是,它将鲸鱼在海水上方获得的能量向下输送,极大地促进了深海生物的繁殖和发展。“鲸骨富含矿物质基质形式的脂质。这些营养物质被细菌分解得非常慢。一条大鲸可以维持数百种无脊椎动物数十年甚至数百年。”
当鲸鱼倒下时,一切都活了下来。这是给黑暗深海的极其珍贵的礼物。
到目前为止,发现的自然鲸鱼不超过50只
这一次,中国科学家在大约3米长的南海1600米深处发现了一只鲸鱼。科学家分析,这次鲸落是一条死鲸,很可能是喙鲸。目前鲸鱼尾巴上有组织残留。估计它死亡时间不长,有长期观察价值。
那么,所有的鲸鱼死亡都是由鲸鱼坠落造成的吗?答案是否定的。
不是所有的海洋环境都能形成天然的鲸鱼瀑布。一些科学家在美国加州蒙特利峡谷长期观察鲸鱼尸体,发现海水的深度和相关的物理环境对鲸鱼秋季生命周期的形成也起着至关重要的作用。
从1977年美国海军潜艇第一次在深海发现鲸鱼骨骼开始,然后直到1987年美国科学家克雷格·史密斯才第一次发现人类历史上由鲸鱼尸体形成的生物群落。到目前为止,人类发现的现代自然鲸的数量还没有超过50头。
为了研究鲸坠之谜,一些科学家别无选择,只能“人造鲸坠”。2011年,美国海洋生物学家格雷格·劳斯(Greg Rouse)和他的团队将一头搁浅的鲸鱼绑在一艘船上,并将其沉入海底。这种搁浅的鲸鱼重达数十吨,但由于与自然死亡的鲸鱼不同,鲸鱼搁浅后身体会迅速产生气体,所以格雷格和他的团队不得不在鲸鱼身上绑上几吨金属来平衡重量。
格雷格给这只人造鲸起了一个美丽的名字——“花苞”。2014年,当人们再次潜入深海参观“巴德”时,他们可以通过摄像头清楚地看到,它真的覆盖着一群群白色、黄色和橙色的微生物群落。
生命每天都在死亡,但为什么发现的天然鲸却那么少?首先,随着全球气候的变化和人类活动的影响,因声纳干扰而死亡或搁浅的鲸鱼数量增加,海洋中的鲸鱼数量急剧减少,鲸鱼变得稀少。
其次,山东大学海洋学院教授、世界自然保护联盟鲨鱼专家组成员王亚民在接受《科技日报》记者采访时表示,鲸坠是一种偶然的自然现象,属于海洋生态系统中的特殊存在。因为无法预测鲸鱼何时会死亡并及时沉入深海海底,所以鲸鱼坠落的发现不仅关系到深海潜科学的技术发展水平,而且有很大的几率。
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鲸鱼粪便对人类有很大好处
众所周知,地球表面大约有四分之三是海洋。生活在海洋中的微小植物被称为浮游植物。整个海洋生态系统的维持是由这些植物驱动的。
美国杜克大学的生物学家乔·罗曼(Joe Roman)指出,人类非常依赖这些浮游植物,我们呼吸的氧气有一半是由这些浮游植物的光合作用产生的。当浮游植物耗尽水中的营养物质时,这个生态系统的平衡就会被打破。
然而,大自然给浮游植物提供了一种意想不到的肥料——鲸粪。鲸鱼粪便会释放大量的营养物质,粪便附近是浮游植物生长的理想场所,浮游植物在这里会释放大量的氧气,造福人类。(王)
标题:(要闻)一头鲸的死亡 造就了一个深海生态系统
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