鲸落

鲸落

自然現象
鲸死去後沉入海底的現象稱為鲸落。當鲸在海洋中死去,它的屍體最終會沉入海底。生物學家賦予這個過程一個名字——鲸落(Whale Fall)。一座鲸的屍體可以供養一套以分解者為主的循環系統長達百年。
  • 中文名:鲸落
  • 外文名:Whale Fall
  • 别名:
  • 本質:深海生态系統的一部分
  • 特征:是海洋分解食者的主食
  • 釋義:鲸屍體沉入海底

現象描述

鲸落(Whale Fall)是指鲸死亡後落入深海形成的生态系統,與熱液、冷泉一同被稱為是深海生命的“綠洲”,在北太平洋深海中,鲸落維持了至少有43個種類12490個生物體的生存,促進了深海生命的繁榮。

研究曆史

1998年,夏威夷大學的研究人員發現,在北太平洋深海中,至少有43個種類的12490個生物體是依靠鲸落生存的。其中一些海洋生物——包括蛤蚌、蠕蟲和盲蝦中的稀有品種——會在屍體旁一點點吃掉殘餘物。這些鲸落是可以化能自養的,意思是說,它們可以通過化學反應自己生産食物。除了不需要獲取太陽光(因為陽光無法穿過深厚的水),化能自養類似于植物的光合作用。

對這種新奇的生态系統深入研究現象,科學家發現細菌會吃掉鲸的骨頭,這種骨頭中含有60%的脂肪。随後,細菌會制造硫化氫——一種有臭雞蛋味道的化學物質。成千上萬的化能自養海洋生物再将硫化氫轉為能量,供它們生養與繁殖。

演化步驟

鲸落生态系統可分為四個演化階段:

移動清道夫階段(mobile-scavenger stage):在鲸屍下沉至海底過程中,盲鳗、鲨魚、一些甲殼類生物等以鲸屍中的柔軟組織為食。這一過程可以持續4(至少)至24個月(取決于鲸的個體大小)。期間90%的鲸屍将被分解。

機會主義者階段(enrichment opportunist stage):機會主義者(機會種)能夠在短期内适應相應環境而快速繁殖。這裡所說的環境,就是鲸屍、鲸骨。在這個階段,一些無脊椎動物特别是多毛類和甲殼類動物,能夠以殘餘鲸屍作為栖居環境,一邊生活在此,又一邊啃食殘餘鲸屍,不斷改變它們自己的所在環境。

化能自養階段(sulphophilic stage):大量厭氧細菌進入鲸骨和其它組織,分解其中的脂類,使用溶解在海水中的硫酸鹽作為氧化劑,産生硫化氫。化能自養細菌例如硫化菌,則将這些硫化氫作為能量的來源,利用水中溶解氧将其氧化,獲得能量。而與化能自養細菌共生的生物也因此有了能量補充。

礁岩階段(Reef stage):當殘餘鲸落當中的有機物質被消耗殆盡後,鲸骨的礦物遺骸就會作為礁岩成為生物們的聚居地。

新物種發現

鲸落獨特的生态系統也産生了一些特有生物,科學家在鲸落中發現兩種新的蠕蟲品種——吃骨蟲弗蘭克普萊斯(Osedax frankpressi)和吃骨蟲羅賓普魯姆斯(Osedax rubiplumus),它們寄生于鲸的骨頭上,樣子類似于水紋形的熒光棒。

起初,研究人員認為他們隻發現了這種新物種的雌性,但是很快就意識到,雄性就在雌性體内,并在雌性體内迅速繁殖。

在鲸落第二個階段,這些吃骨蟲開始附着在鲸的骨骼上,産下成千上萬的幼蟲,這些幼蟲在海洋中漂浮,直到遇到另外的鲸落,然後重新開始這一過程。這隻是科學家确定的,在鲸落中發現的16種新物種中的兩個。

生态意義

從鲸落的整體過程我們可以看出,鲸落的意義在海洋生态系統中有一定的重要地位。

首先,最直觀的,它為許多海洋生物提供了食物。這些海洋生物除了無脊椎動物和魚類,還有許多微生物。與這些微生物相比,鲸的個體大小差别巨大,因此一頭鲸的死亡能夠養活的海洋生物個體數量是相當可觀的。

其次,鲸落為許許多多的底栖生物提供了複雜的生境。一望無際的海底平原因為鲸落的出現而産生了小規模的生境變化,這樣的生境變化尤其受一些鑽孔生物、附着生物的歡迎。殘餘鲸落的出現為一些底栖動物提供了庇護場所,也為它們提供了有機質來源。

另外,鲸落促進了海洋上層有機物向海洋中下層的運輸。深海的生産力僅依靠化能自養細菌供給是不夠的,海洋生物進食和死亡産生的碎屑,例如海雪和鲸落,促進了營養物質向下運輸,以供給深海的生物,也促進了化能自養細菌産生更多的能量。

最後,鲸落這一獨特的生态系統促進了一些新生物種的産生。稱其為新生物種,主要是因為這類物種隻出現于鲸落這一特定環境,科學家們還未在其它海洋生境當中發現。例如Osedaxfrankpressi和Osedaxrubiplumus都是僅發現于鲸骨當中的小動物(形态描述發表于2004年)。鲸落裡的秘密還有許多等着我們去發現。

鲸落的形成和消失對許多生物來說是漫長的。現存的鲸目數量比過往少之又少,有些特定種群,例如灰鲸的西太種群數量僅可憐的兩位數,現狀令人擔憂。倘若人類捕食鲸類、食用鲸肉而不加以節制,恐怕其影響的生物數也數不清。但是,深海裡的生物也不全靠鲸落生存,其各有各的生存之道。鲸落的消逝對未來海洋生态系統的影響,還在人們的探索目标中。

發生實例

中國科學院深海科學與工程研究所最新發布消息,中國科研人員在近日的一次科考航次中,首次在海底發現“鲸落”生态系統。2020年4月2日下午,“探索一号”科考船完成2020年度第一個科考航次(TS16航次),返回三亞。作為航次重要成果之一,科研人員在南海發現一個約3米長的鲸落。這是中國科學家第一次發現該類型的生态系統。

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