我国南海首次发现鲸落 这是科学家第一次发现该类型的生态系统

2020-04-20 14:15:22 来源: 科技日报

鲸作为地球上最大的哺乳动物,广泛地分布在世界各地的海洋中。在鲸的家族中,体型最大的蓝鲸体长超过33米,重达170吨以上。

近日,中国“深海勇士”深潜器搭载母船“探索一号”完成2020年首次科考TS16航次任务。让大家意想不到的是,科学家们在本次科考过程中收获了一个重要成果——在中国南海1600米深处发现了鲸落,这是我国科学家第一次发现该类型的生态系统。“鲸落”一词迅速登上热搜,让更多人认识了这种奇特的生态现象。

鲸死后化成深海生命的“绿洲”

“鲸落”从字面上理解,就是鲸死亡后沉入海底的意思,在研究中,鲸的尸体、坠落的过程以及形成的海洋生态系统等,被生物学界统称为“鲸落”。

鲸一直有着“海上霸主”的威名,甚至它的死亡也足以成为一场盛大的献祭。如果把深海的海底比作荒漠,与深海热液、冷泉一样,鲸落如同荒漠中的“绿洲”。

TS16航次科考队队员、海南热带海洋学院生态环境学院教授赵牧秋向科技日报记者描述了鲸落的4个阶段。

首先,鲸沉入海底时,最初尸体上的大量蛋白质和有机物会吸引鲨鱼、盲鳗、甲壳类生物前来,它们以鲸落中的柔软组织为食,如果鲸的体型足够庞大,鲸落上的蛋白质可供这些生物食用4—24个月之久。另外,鲸脂的热量极高,在鲸落被海洋生物们完全吞食、分解的漫长过程中,肥腻的鲸脂包含的能源会细水长流地变成推动海底生态圈运转的“燃料”。

接下来,轮到一些多毛类和甲壳类无脊椎动物登场,这些“机会主义者”能够在短期内适应所处环境而快速繁殖。它们一边从鲸落中获取食物,一边又将其作为居住场所,在这里繁衍生息。

随后,大量厌氧细菌会在鲸落中滋生蔓延,它们进入鲸骨和其他组织,分解其中的脂类,并与海水中溶解的硫酸盐结合产生硫化氢。化能自养细菌则将这些硫化氢作为能量的来源,利用水中溶解的氧将硫化氢氧化获得能量,与化能自养细菌共生的生物也因此有了重要的能量补充。

最后,当有机物质被消耗殆尽,鲸骨的矿物遗骸又会以礁岩形式成为生物们的聚居地,比如,充满生机的珊瑚礁。

“鲸落从形成到最后完全分解,可能需要几百年时间。这期间不光可以改变鲸落所在地的环境和生物种群分布,甚至可以影响到新物种的演化。”赵牧秋表示。

此前,科学家们在鲸落的鲸骨中发现了几种特殊的吃骨虫,它们只寄生在鲸落的骨头中,样子类似于水纹形的荧光棒,它们产下成千上万的幼虫在海洋中漂浮,直到遇到另外的鲸落,然后重新开始这一过程。

赵牧秋表示,鲸落的出现不仅为深海生物提供了丰富的食物来源,更重要的是将鲸在海水上方获取的能量向下运输,极大地促进了深海生物的繁衍和发展,“鲸骨以矿物基质的形式贮存丰富的脂类,这些营养成分靠细菌分解十分缓慢,一头大型鲸可以维持上百种无脊椎动物生存长达几十年甚至上百年。”

一鲸落,万物生,对于漆黑的深海而言,这是一份极其贵重的礼物。

目前发现的自然鲸落不超过50个

这一次我国科学家在南海1600米深处发现的鲸落,约3米长,科学家们分析,这个鲸落为齿鲸的尸体,很有可能是鸟嘴鲸,目前在鲸尾上尚有组织残余,估计它死亡的时间并不算长,具有长期观测价值。

那么,是不是所有鲸死亡都会形成鲸落?答案是否定的。

并不是所有的海洋环境都能够形成自然鲸落,有科学家通过对美国加州蒙特利峡谷处鲸鱼尸体的长期观察发现,海水深度和相关的物理环境,对鲸落生态圈的形成也起着至关重要的作用。

自1977年,美国海军的潜水艇第一次在深海中发现了鲸的骨架,随后直到1987年,美国科学家克雷格·史密斯才在人类历史上第一次发现鲸尸体形成的生物群落。直到现在,人类所发现的现代自然鲸落的数量,不超过50个。

有的科学家为了研究鲸落的奥秘,只能无奈地“人造鲸落”。2011年,美国海洋生物学家格雷格·劳斯和他的团队,将一头搁浅死亡的鲸绑到船上,将其沉入海底。这条搁浅而死的鲸重量达数十吨,但是由于和自然死亡的鲸不同,搁浅后鲸的体内会迅速产生气体,难以沉入大海,所以格雷格和他的团队不得不在鲸身上绑了几吨的金属来配重。

格雷格为这只“人造鲸落”起了一个美丽的名字——“花蕾”。2014年,当人们再次潜入深海探访“花蕾”时,透过摄像头可以清楚地看见它的身上真的覆着了一群群的白色、黄色、橙色的微生物群落。

生命消亡每天都在发生,但是为什么人们发现的自然鲸落的数量如此稀少?首先,随着全球气候的变化及人类活动的影响,鲸被捕杀或者由于受到声呐干扰而搁浅的数量增多,海洋中鲸类数目急剧减少,鲸落也变得稀少。

其次,山东大学海洋学院教授、世界自然保护同盟鲨鱼专家组委员王亚民接受科技日报记者采访时表示,鲸落是一种偶发的自然现象,在海洋生态系统中属于比较特殊的存在。由于无法及时预测一头鲸什么时候会死,什么时候会沉入深海海底,因此鲸落的发现除了与深潜科学技术发展水平相关外,还有很大的偶然性。

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鲸的粪便对人类大有裨益

众所周知,地球表面大约有四分之三是海洋。在海洋中生活的微小植物,被称为浮游植物。整个海洋生态系统的维持是由这些植物所驱动的。

美国杜克大学生物学家乔·罗曼等人指出,人类对这些浮游植物的依赖性很大,我们呼吸的氧气一半由这些浮游植物的光合作用生产。当浮游植物耗尽了水中的营养物质时,这个生态系统的平衡将被打破。

但是,大自然给浮游植物提供了一个意想不到的肥料——鲸的粪便。鲸的排泄物会释放出大量的营养物质,粪便附近是浮游植物生长的理想之地,在那里,浮游植物会释放出大量的氧气,使人类受益。

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