[科普]深海生命系统_风闻

来源：中科院地质地球所

日前，我国“探索一号”科考船搭载的“深海勇士”号载人潜水器，在南海1600米深处发现了鲸落。

（我国科学家在南海拍摄到的鲸落图像，图片来自于TS16航次共同首席科学家、中山大学海洋科学学院谢伟****副教授）

这是我国科学家第一次发现该类型的生态系统，更让多数网友们第一次听说这个带着浪漫唯美气息的名字——“鲸落”。

（鲸落生态群）

鲸落，与海底热泉、冷泉，并称为深海三大生命绿洲。

1鲸·落·，·万·物·生

鲸落（Whale Fall），指掉入洋盆或深渊的鲸的尸体，因为鲸类等动物巨大的身驱无法快速被食腐生物分解殆尽，而会落入海底。尸体落入海底的过程可以长达数月至数年，会为食物链的各类型消费者，包括深海鱼类、甲壳类、多毛类、还有各种细小的生物提供食物。

（来自Youtube频道-Nautilus Live）

最后剩下的骨架会释放硫化氢提供给自养生物化能合成，这个过程可以持续数年，还有一些厌氧生物可以吃掉鲸骨、分解脂类。一次鲸落形成的生物聚落可以持续数十甚至数百年，在北太平洋深海洋中，至少有1万多个生物体是依靠鲸落生存。

鲸落的演化过程，可以分为四个阶段：

1****移动清道夫阶段

（mobile-scavenger stage）

在鲸尸下沉至海底过程中，盲鳗、鲨鱼等生物等以鲸尸中的柔软组织为食。每天有40-60公斤的软组织被这些生物掠去，整个过程持续数月，最长甚至可达1.5年。这一次我国科学家发现的鲸落尚处于第一阶段，因此具有长期研究价值。

（位于蒙特雷湾（MONTEREY BAY）戴维森海山中的鲸落）

2****机会主义者阶段

（enrichment opportunist stage）

机会主义者（一些无脊椎动物特别是多毛类和甲壳类动物）能够在短期内适应相应环境而快速繁殖。这些生物以鲸尸的骨骼和周边的地层为殖民地，繁衍生息。这一阶段最多可以持4.5年。

（鲸落中的多毛类生物群落）

3****化能自养阶段

（sulphophilic stage）

嗜硫细菌进入鲸鱼骨骼，分解骨头中的脂质。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。由于鲸鱼骨骼富含脂质，占其体重的4–6％，因此最终的消化阶段可以持续50年甚至100年。

（演化到后期的鲸落）

4****礁岩阶段（Reef stage）

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。

2海·底·热·泉

海底热泉（hydrothermal vent）亦作海底热液系统（Submarine Hydrothermal System），是从海底喷出经由地热加热过的水及其裂缝喷发口。通常发现于火山活动频发、大陆板块移动的地区及海盆、热点附近。在海底常会形成海底烟囱。

（海底热液——黑烟囱）

相对于同样深度的其他海底地区，海底热泉附近通常生物更为繁盛，它们倚靠分解热泉中流出的矿物质为食。

（海底热泉口生物丰富）

化能合成细菌和古生菌形成了此处食物链的最底层，支持着多样化生物，包括巨型管虫、一些蛤蜊和节肢动物的生存。

（加拉帕戈斯大裂谷的通风口周围聚集着巨大的管状蠕虫）

一般认为生物存活必须依靠阳光，但是许多深海生物能只依靠海地的沉积物为生。深海热泉为这些生物提供了栖身之所，海底热泉附近的水体富含矿物质及细菌。因此其附近通常会聚集著端足类和桡足类生物，更大型的生物还有鱼类、甲壳纲生物、管蠕虫和章鱼。

巨型管状蠕虫可长达2.4米，是深海热泉附近最重要的生物之一。它们没有嘴和消化道，依靠它们自身组织中的细菌生产的养分为生，每盎司管蠕虫组织中约有2850亿细菌。管蠕虫红色的羽状组织中含有血红蛋白。血红蛋白和硫化氢结合，并且转移到生活在管状蠕虫体内的细菌。细菌回报给管蠕虫含有碳化合物的养分。

其他生活在此地的奇特生物还有鳞足蜗牛，其非常奇特的足部附有铁化物和有机材料形成的起保护作用的鳞片。

（鳞足蜗牛特写）

3冷泉

冷泉（cold seep），有时称为冷泉喷口，一般发育在洋底区域中，硫化氢、甲烷和其他碳氢化合物等丰富的流体以盐水池的形式发生渗漏，形成冷泉。

（冷泉中的盐水池）

“冷”并不意味着冷泉的温度低于周边海水温度。与此相反，它的温度一般稍稍高于周边。冷泉的“冷”是相对与海底热泉的较高温度（至少60℃）比周围的海水低。这样特殊的化学条件，形成了特有的丰富生物群落。

（冷泉附近大量分布的贻贝）

冷泉形成于在地质构造活动引起的海底裂缝出。石油和甲烷从这些裂缝中“渗漏”出来，在海底沉积物中慢慢扩散，并出现宽达数百米的较大的区域。这些化学物质为嗜硫细菌等生物的繁殖提供了得天独厚的条件。

（大量细菌生长形成的细菌垫，红色光点为激光测距）

随着生态演替，不同的生物群落在冷泉附近和谐生长。

（管状蠕虫与贻贝共生在冷泉附近）

海洋生态系统，远比我们现今认识到的要复杂的多，不管是美丽的“鲸落”，还是热泉与冷泉，都仅仅是海洋生态中极微小的组成。随着我们对海洋研究的深入，更多的生命绿洲，在等着我们去探索！

（图片来自于维基百科与Youtube）

参考文献：

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.