地球上最伟大的告别-鲸落|清明祭

2020-04-04

近日,我国科学家在南海首次发现鲸落。作为全球现存最大的动物,鲸鱼活着的时候是海洋生态系统的重要组成,死后会在海底引发一个新的生态系统,给海洋返回馈赠。



2020年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,是我国科学家在南海首次发现一个约3米长的鲸落。鲸落是指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”。专家表示,目前国际上发现现代自然鲸落不足50个,此鲸落具有长期观测价值。


鲸落,地球上最伟大的告别


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一个名字-鲸落(Whale Fall) 。


鲸落会在海底引发一个新的生态系统,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。这是鲸给大海带来的最后的温柔,堪称地球上最伟大的告别。




1998年,夏威夷大学的研究人员发现,在北太平洋深海中,至少有43个种类的12490个生物体是依靠鲸落生存的。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,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。


鲸落生态系统的演化过程


鲸落生态系统可分为四个演化阶段:


移动清道夫阶段


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4-24个月(取决于鲸的个体大小)。期间90%的鲸尸将被分解。


机会主义者阶段


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。


化能自养阶段


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。


礁岩阶段


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。


一开始的时候,鲸的尸体很快就会被海洋里的许多食腐动物给发现,比方说像睡鲨、深海蟹、盲鳗这些生物,会蜂拥而至,他们会大概在4-12个月的时间里面,把鲸身上90%的皮肤和脂肪还有肌肉给吃掉。


当这些大型的深海生物吃饱喝足离去之后,就轮到小型生物了,有20多种多毛类和甲壳类的生物,会靠着这些残羹冷炙,继续存活大概2年之久。


但是这些其实并没有什么特殊之处,所有的生物落到深海的话,都会遭到同样的问题。


鲸的奇迹不在这些,而在它的血肉之躯散尽之后,所剩下的骨骼。请继续往下看...更精彩的还在后面...


鲸落向深海传递来自太阳的能量


我们知道万物生长靠太阳。海面和地面上的所有生物,它的根本能量都是来自阳光。但是在深海里面,那里没有阳光,没有这个能量来源,许多生物一辈子都不知道太阳长什么样。它们的能量,是来自于海洋里面的一些特定的化学物质。


很长一段时间里面,人们认为说,这些化学物质在海水里面的浓度非常低,所以只能容纳一些很小的细菌生存。但是,上个世纪60年代的时候,有些科学家在海底发现,有些地方有特别繁盛的海洋里的黑暗的生物圈。原来,这些地方是在海底火山的附近,因为海底的地质作用的原因,从这里面喷出了大量包含着化学物质的热水,而正是海底热泉口这些物质,在这里面养活了一整个生态系统。



由于鲸鱼体内的所有能量都来自阳光,基于海底热泉口类似的原理,当它沉入深海之后,就成了大自然送给黑暗中的深海生物圈最好的礼物。因为鲸的骨骼非常庞大,而且其中也含有大量的脂类物质。所以当它落到海底之后,会有许多细菌来到这里,在缺乏氧气的情况下,把这些脂类物质分解,这样分解造就出来的海水化学特征,就和热泉口的特征非常相像。


也就是说,鲸落促进了海洋上层有机物向海洋中下层的运输。就算鲸沉入了海底,就算它身上的皮肉已经耗尽,但就靠它身上的骨骼,就足以滋养这个深海生物圈。


鲸落是深海大洋荒漠里的一处处绿洲


所有的深海热泉口都分布在海底火山的周围,那么在两片热泉的之间,几千公里的广袤大洋,对于大部分海底生物来说,就像黑暗的无边的荒漠一样,那这些生物是如何跨越这么大的荒漠,遍布全世界的呢?


秘密就在鲸落。



无数的鲸落就如同遍布深海大洋荒漠里的一处处绿洲,其他的深海生物可以以它为跳板,一步一步的跨越大洋。


研究者估计,在大海里面鲸最多的时候,整个地球海洋里面有70万具鲸落之多,两具鲸落之间的距离可能只有平均12公里。而在鲸鱼迁徙的道路上,因为鲸密度非常大,所以两具鲸落之间的距离可能就会更短了,这个距离可能短到5公里,这个距离足够深海生物进行迁徙了。


鲸落生态系统促进了新生物种的产生


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。而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。


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。



未来之变局


基于鲸落在海洋生态系统中如此重要的存在,倘若人类捕捉鲸鱼、食用鲸肉而不加以节制,随着鲸鱼数量的持续减少,恐怕会对整个海洋生态系统产生深远影响。


具体鲸落的消逝对未来海洋生态系统会造成如何大的影响,还需要人类的继续探索。


鲸鱼这种奇妙的告别方式,是大自然谱写的一部伟大史诗,希望能引发我们对自然界的敬畏之心。



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