最大的海洋鱼群(水下300米的巨大鱼群是如何帮助海洋吸收二氧化碳的)
一百年前,声纳探测技术加入了深海探测的队伍,我们将声波发射到水下各个角落期待那片神秘的深蓝给我们意想不到的回应。大自然这次不负期待,发射出去的声波似乎撞到了什么东西,纷纷在水下300-400m处反射了回来。
最初人们认为这是声波遇到了水下的沙丘或是大陆架,但离奇的结果接二连三地出现在世界各地的深海中,即使那里的水深达到上千米以上。美国军方担心别国潜艇可能利用这种现象躲过己方船只的声纳监测。上世纪40年代,加利福尼亚大学与军方的合作研究中指出,这些声纳反射层似乎在以某种规律移动,这个特殊的层面被命名为"深海散射层"
在白天,这个特殊的散射层层向下运动到400左右的深度,而到夜晚则上升到距水面200米的深度。早在19世纪,英国政府组织的远洋探险队就曾研究过海洋中某些生物在一天各种周期性上下运动的现象命名为diel vertical migrations(意为昼夜垂直迁徙)这些生物会在白天躲到深层海域躲避潜在的捕食者,然后在夜间上浮至较浅的地方进行觅食。
动物能够被声纳探测到这件事在此之前的1930年就已经被发现并且被用来探测渔场,然而令人震惊的是这次声纳探测结果所呈现出的规模竟然如此之大,这些明显不是普通的动物群,而是连片分布的动物层。这个散射层绵延数公里甚至上百公里,并且广泛分布于各个大洋,尽管他们的结构因所在区域而不同,但却是个遍布全球的海洋现象。在这片神秘伪装之下的生物其实是一种小得毫不起眼的鱼类——灯笼鱼(这个灯笼鱼不是深海里头顶长着个灯笼的安康鱼,而是一种体长最大不过几厘米的小家伙,就算是拿去当下酒菜都觉着塞牙)
他们在夜间进入浅层区域—海洋光合作用带(epipelagic zone)—摄食包括藻类在内的众多浮游生物,在夜间回到深层区—半深海带(bathypelagic zone)—躲避掠食者。这种看似很普通的生存技法其实在无形之中为地球的碳平衡立下了汗马功劳。
海面附近阳光充沛,藻类在这里吸收了大量的太阳光,用这些能量将二氧化碳转换为氧气和葡萄糖等单糖和纤维素等多糖。小型的甲壳类和一众浮游生物吃下这些藻类,而灯笼鱼们再吃掉这些浮游生物,这样一来藻类储存的碳就转移到了灯笼鱼体内。白天灯笼鱼再回到深海中,这些碳就会以有机碳的形式被带到深海。水下一千米是一个太阳光都难以光顾的地方,没有太阳光就意味着难以获取能量,除开部分围绕在火山口附近养殖可以用甲烷供能的细菌为生的深海动物,其他许多动物都依赖于一种被称为海洋雪的自然现象获得食物。海洋雪是由海洋上层区掉落的食物残渣,动物粪便,尸体或者生物组织形成的,这种现象发生时海底就像飘起雪花一样(只不过这雪里有什么你们自己体会,有的观众可能在饭点儿所以我就不展开细说了)。这些灯笼鱼就像一个生物泵机一样,将海洋上层的能量物质转移到海洋下层。当然,随着这些能量物质转移的还有上文所说的有机碳,这些碳可以固着在海底长达数十万甚至数百万年,这些碳中的大约35%是由灯笼鱼所贡献的。
人们以前一直认为远海是一片荒芜的荒漠,远比不上近海地区富饶的生物资源,虽然这在表层海域的判断是正确的,但是科学家对灯笼鱼的研究为我们揭示了一个更具有多样性的庞大生态系统。鉴于海洋中的过渡层(mesopelagic zone)占总海洋面积90%,总体积20%,这些由灯笼鱼占主导地位的生态系统可能是全球最大的生态系统。1970年代的一次拖网调查中显示,该区域的生物总量高达十亿吨甚至一千兆吨,而2015年的全球渔业捕捞量只有不到一亿吨,这还是在我们了解如何使用声纳观测这些鱼类之前的调查数据。如今对这一区域生物总量的估计在5-10Gt吨(G为"吉"是一万的十万倍),是当今人口总质量的30倍,这其中灯笼鱼贡献了65%,这意味着这种鱼是我们在所有水域中发现的最多的一种鱼。随着他们以及其他伴生动物的昼夜迁徙,他们构成了世界上规模最大的动物大迁徙之一,这场大迁徙每天消耗的碳量甚至占到全世界每天碳排放量的一半。
灯笼鱼为了保护自己发展出一套独特的发光系统。你没看错,发光是被深海动物广泛使用的保护手段之一。因为在海中光线是从上往下照射的,假设你是一个潜伏在海底的掠食者,你抬头向上看,你的猎物会有一个非常明显的黑影。为了降低被发现的几率,一些海洋生物在身体上安装了诸多发光器,灯笼鱼的这种发光器和萤火虫发光的作用原理一致。灯笼鱼的另一项报名手段是它安置在身体两侧的侧线,这些灵敏的感觉器官可以感知周围水流细微的扰动,这也就是几次拖网调查都没有捕获他们的原因(也有可能是他们比较小,足够从渔网的缝隙中穿出)。
换个角度想,这些灯笼鱼就如同你我一样,渺小平凡甚至有些微不足道,但他们之所以能够在地球生态系统上画上浓墨重彩的一笔,正是得益于这个无比庞大的种群日复一日地坚守在这样一个关键的生态位置。我们有时会去崇拜那些历史上的英雄,那些改变时代的伟人,但我们永远不能忘记的是人民群众才是影响历史走向的中坚力量,历史是由人民群众书写的,美好时代因人民而得以开创。
文章文献引用
1、Fish Migration, Vertical Author links open overlay panelJ.D.NeilsonaR.I.Perryb
2、THE SKIN | Bioluminescence in Fishes Author links open overlay panelA.F.Mensinger
3、FAO report on the lanternfish in the deep Atlantic Ocean
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