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一頭鯨的死亡 造就了一個深海生態系統



鯨作為地球上最大的哺乳動物,廣泛地分佈在世界各地的海洋中。在鯨的家族中,體型最大的藍鯨體長超過33米,重達170噸以上。近日,中國“深海勇士”深潛器搭載母船“探索一號”完成2020年首次科考TS16航次任務。

一頭鯨的死亡 造就了一個深海生態系統 1

插圖:梁振奇(海南熱帶海洋學院)

一頭鯨的死亡 造就了一個深海生態系統 2

插圖:梁振奇(海南熱帶海洋學院)

讓大家意想不到的是,科學家們在本次科考過程中收穫了一個重要成果——在中國南海1600米深處發現了鯨落,這是我國科學家第一次發現該類型的生態系統。 “鯨落”一詞迅速登上熱搜,讓更多人認識了這種奇特的生態現象。

鯨死後化成深海生命的“綠洲”

“鯨落”從字面上理解,就是鯨死亡後沉入海底的意思,在研究中,鯨的屍體、墜落的過程以及形成的海洋生態系統等,被生物學界統稱為“鯨落”。

鯨一直有著“海上霸主”的威名,甚至它的死亡也足以成為一場盛大的獻祭。如果把深海的海底比作荒漠,與深海熱液、冷泉一樣,鯨落如同荒漠中的“綠洲”。

TS16航次科考隊隊員、海南熱帶海洋學院生態環境學院教授趙牧秋向科技日報記者描述了鯨落的4個階段。

首先,鯨沉入海底時,​​最初屍體上的大量蛋白質和有機物會吸引鯊魚、盲鰻、甲殼類生物前來,它們以鯨落中的柔軟組織為食,如果鯨的體型足夠龐大,鯨落上的蛋白質可供這些生物食用4—24個月之久。另外,鯨脂的熱量極高,在鯨落被海洋生物們完全吞食、分解的漫長過程中,肥膩的鯨脂包含的能源會細水長流地變成推動海底生態圈運轉的“燃料”。

接下來,輪到一些多毛類和甲殼類無脊椎動物登場,這些“機會主義者”能夠在短期內適應所處環境而快速繁殖。它們一邊從鯨落中獲取食物,一邊又將其作為居住場所,在這裡繁衍生息。

隨後,大量厭氧細菌會在鯨落中滋生蔓延,它們進入鯨骨和其他組織,分解其中的脂類,並與海水中溶解的硫酸鹽結合產生硫化氫。化能自養細菌則將這些硫化氫作為能量的來源,利用水中溶解的氧將硫化氫氧化獲得能量,與化能自養細菌共生的生物也因此有了重要的能量補充。

最後,當有機物質被消耗殆盡,鯨骨的礦物遺骸又會以礁岩形式成為生物們的聚居地,比如,充滿生機的珊瑚礁。

“鯨落從形成到最後完全分解,可能需要幾百年時間。這期間不光可以改變鯨落所在地的環境和生物種群分佈,甚至可以影響到新物種的演化。”趙牧秋表示。

此前,科學家們在鯨落的鯨骨中發現了幾種特殊的吃骨蟲,它們只寄生在鯨落的骨頭中,樣子類似於水紋形的熒光棒,它們產下成千上萬的幼蟲在海洋中漂浮,直到遇到另外的鯨落,然後重新開始這一過程。

趙牧秋表示,鯨落的出現不僅為深海生物提供了豐富的食物來源,更重要的是將鯨在海水上方獲取的能量向下運輸,極大地促進了深海生物的繁衍和發展,“鯨骨以礦物基質的形式貯存豐富的脂類,這些營養成分靠細菌分解十分緩慢,一頭大型鯨可以維持上百種無脊椎動物生存長達幾十年甚至上百年。”

一鯨落,萬物生,對於漆黑的深海而言,這是一份極其貴重的禮物。

目前發現的自然鯨落不超過50個

這一次我國科學家在南海1600米深處發現的鯨落,約3米長,科學家們分析,這個鯨落為齒鯨的屍體,很有可能是鳥嘴鯨,目前在鯨尾上尚有組織殘餘,估計它死亡的時間並不算長,具有長期觀測價值。

那麼,是不是所有鯨死亡都會形成鯨落?答案是否定的。

並不是所有的海洋環境都能夠形成自然鯨落,有科學家通過對美國加州蒙特利峽谷處鯨魚屍體的長期觀察發現,海水深度和相關的物理環境,對鯨落生態圈的形成也起著至關重要的作用。

自1977年,美國海軍的潛水艇第一次在深海中發現了鯨的骨架,隨後直到1987年,美國科學家克雷格·史密斯才在人類歷史上第一次發現鯨屍體形成的生物群落。直到現在,人類所發現的現代自然鯨落的數量,不超過50個。

有的科學家為了研究鯨落的奧秘,只能無奈地“人造鯨落”。 2011年,美國海洋生物學家格雷格·勞斯和他的團隊,將一頭擱淺死亡的鯨綁到船上,將其沉入海底。這條擱淺而死的鯨重量達數十噸,但是由於和自然死亡的鯨不同,擱淺後鯨的體內會迅速產生氣體,難以沉入大海,所以格雷格和他的團隊不得不在鯨身上綁了幾噸的金屬來配重。

格雷格為這只“人造鯨落”起了一個美麗的名字——“花蕾”。 2014年,當人們再次潛入深海探訪“花蕾”時,透過攝像頭可以清楚地看見它的身上真的覆著了一群群的白色、黃色、橙色的微生物群落。

生命消亡每天都在發生,但是為什麼人們發現的自然鯨落的數量如此稀少?首先,隨著全球氣候的變化及人類活動的影響,鯨被捕殺或者由於受到聲吶干擾而擱淺的數量增多,海洋中鯨類數目急劇減少,鯨落也變得稀少。

其次,山東大學海洋學院教授、世界自然保護同盟鯊魚專家組委員王亞民接受科技日報記者採訪時表示,鯨落是一種偶發的自然現象,在海洋生態系統中屬於比較特殊的存在。由於無法及時預測一頭鯨什麼時候會死,什麼時候會沉入深海海底,因此鯨落的發現除了與深潛科學技術發展水平相關外,還有很大的偶然性。

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鯨的糞便對人類大有裨益

眾所周知,地球表面大約有四分之三是海洋。在海洋中生活的微小植物,被稱為浮游植物。整個海洋生態系統的維持是由這些植物所驅動的。

美國杜克大學生物學家喬·羅曼等人指出,人類對這些浮游植物的依賴性很大,我們呼吸的氧氣一半由這些浮游植物的光合作用生產。當浮游植物耗盡了水中的營養物質時,這個生態系統的平衡將被打破。

但是,大自然給浮游植物提供了一個意想不到的肥料——鯨的糞便。鯨的排泄物會釋放出大量的營養物質,糞便附近是浮游植物生長的理想之地,在那裡,浮游植物會釋放出大量的氧氣,使人類受益。