4月3日,中科院“探索一号”船搭载“深海勇士”号载人潜水器顺利抵达三亚。本航次自3月10日开始,航次的重要成果之一,是科学家在南海首次发现一个约3米长的鲸落。专家表示,目前国际上发现现代自然鲸落不足50个。
鲸落是指鲸鱼死亡后落入深海形成的生态系统。当鲸在海洋中死去, 它的尸体最终会沉入海底,生物学家赋予这个过程为鲸落。一座鲸的尸体可以供养一套以分解者为主的循环系统长达百年,与热液、冷泉一同被称为是深海生命的“绿洲”。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。
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热液
指从火山活动频繁的洋中脊山顶喷涌而出的高温液体,这种液体中含有大量的丰富的化学物质,形成了海底独特的地质活动与生态环境。
冷泉
冷泉即海底天然气渗漏,在全球是一个广泛分布的自然现象,指分布于大陆边缘海底来自沉积界面之下、以水、碳氢化合物(天然气和石油)、硫化氢、细粒沉积物为主要成分,流体温度与海水相近的流体,并广泛发育于活动和被动大陆边缘斜坡海底。
据悉,国际上对鲸落的研究始于1987年,夏威夷大学的科考人员乘坐潜水器首次发现海底的鲸落生态系统,随后科学家们逐渐解开了这一另类生态系统之谜。1998年,夏威夷大学的研究人员发现,其中一些海洋生物——包括蛤蚌、蠕虫和盲虾中的稀有品种——会在尸体旁一点点吃掉残余物。这些鲸落是可以化能自养的,意思是说,它们可以通过化学反应自己生产食物。除了不需要获取太阳光(因为阳光无法穿过深厚的水),化能自养类似于植物的光合作用。
对这种新奇的生态系统深入研究现象,科学家发现细菌会吃掉鲸的骨头,这种骨头中含有60%的脂肪。随后,细菌会制造硫化氢——一种有臭鸡蛋味道的化学物质。成千上万的化能自养海洋生物再将硫化氢转为能量,供它们生养与繁殖。
并且鲸落独特的生态系统也产生了一些特有生物,科学家在鲸落中发现两种新的蠕虫品种——吃骨虫弗兰克普莱斯(Osedax frankpressi) 和吃骨虫罗宾普鲁姆斯(Osedax rubiplumus),它们寄生于鲸的骨头上,样子类似于水纹形的荧光棒。起初,研究人员认为他们只发现了这种新物种的雌性,但是很快就意识到,雄性就在雌性体内,并在雌性体内迅速繁殖。在鲸落第二个阶段,这些吃骨虫开始附着在鲸的骨骼上,产下成千上万的幼虫,这些幼虫在海洋中漂浮,直到遇到另外的鲸落,然后重新开始这一过程。这只是科学家确定的,在鲸落中发现的16种新物种中的两个。
鲸鱼尸体分解的不同阶段支持着从大鲨鱼到微小细菌等生物群落的演替。第一阶段被称为移动清道夫阶段,即鲨鱼和螃蟹等食腐动物清除鲸鱼的软组织。第二阶段为机会主义者阶段,其他的异养动物(如蜗牛和蠕虫)利用较大的食腐动物提供的剩余食物,它们在鲸落周围的沉积物中定居下来,并在鲸骨上或鲸骨内清除任何的残留物。第三阶段是化能自养阶段,鲸骨腐烂时产生硫化氢,某些细菌可以直接从硫中获取能量,而较大的生物则依赖于生活在它们体内的减硫细菌(称为细菌共生)。据专家推断,我国本次发现的这条三米长的鲸落根据其所残剩的形态科学家分析这可能是一条鸟嘴鲸(齿鲸的一种,我们所熟悉的蓝鲸属于须鲸),目前还尚处于降解的第一阶段,因此具有长期观测研究的价值。
与自然鲸落相对应便是人为鲸落,为了便于研究鲸落的更多的科学谜题,2002年1月22日,在日本南部九州岛的西南海岸发生了14头抹香鲸的大规模搁浅。12头鲸鱼的尸体被当地政府当局沉没在Nomamisaki角附近的水域中,九州岛的西南端,于2002年2月1日在200-300 m的深度处。
一个鲸鱼掉落的社区(12号鲸鱼,长13.5 m),位于日本Nomismisaki海角外254 m处。到2003年7月,鲸鱼骨架周围已经形成了密集的动物群落。但是,到2005年7月,这个社区已经开始消失。这些图像是由ROV 超级海豚在(a)2003年7月,(b)2004年7月和(c)2005年7月拍摄的。(d)鲸鱼的示意图。2003年7月12日。
近年来,随着全球气候的变化及人类活动的影响,海洋中鲸类的数目在急剧减少,鲸落也变得稀少,其对深海生命和生态过程以及海洋有机碳循环的长远影响,是目前海洋科学家们关心的国际前沿问题之一,而我国在此领域的研究尚处于起步阶段。
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