46億年前地球海洋誕生,從此生命的搖籃孕育出萬(wàn)物。從極地到赤道,海洋世界生機勃勃,形態(tài)各異。但長(cháng)期以來(lái)人類(lèi)對極地海洋知之甚少,在人們的想象中,只有溫暖的海洋才能孕育出萬(wàn)紫千紅的生命世界,而在兩極冰雪之下的大海深處,怕是不會(huì )有多少生命之物了。但近幾十年來(lái),隨著(zhù)極地海域考察范圍的逐漸擴大,尤其在南極海洋深處的研究增多,許多新物種不斷被發(fā)現,過(guò)往的傳統觀(guān)念正在被科學(xué)新知所修正。有關(guān)南極海洋保護的理念,也在這個(gè)過(guò)程中得到更多的發(fā)展和完善。
我曾17次赴南、北極參加考察探險活動(dòng),其中8次隨“極星”號等國外考察船赴極地,在南極地區,我曾領(lǐng)略過(guò)“冰下草原”的奇幻景色,也曾見(jiàn)過(guò)形形色色的海底生物。接下來(lái)就讓我們一起走進(jìn)南極海底,探索鮮為人知的海底世界。
“冰下草原”生物大聚會(huì )
南極位于南半球高緯度極端寒區,也是全球最寒冷和暴風(fēng)雪最頻繁的地區,通常一年中有8~9個(gè)月的時(shí)間被茫茫浮冰和積雪所覆蓋。長(cháng)期以來(lái)人們一直認為,與熱帶品類(lèi)繁多的海洋生物世界相比,南極海洋不僅生物多樣性相對較低,其海洋食物鏈的結構也會(huì )相對簡(jiǎn)單。然而,近十幾年中,隨著(zhù)許多新的物種不斷被發(fā)現,這種傳統觀(guān)念正在受到嚴重的挑戰。如此天寒地凍,海里還會(huì )有多少生命?飛鳥(niǎo)以及企鵝與海豹們又吃什么?其實(shí),當你透過(guò)厚厚的冰層,就會(huì )驚奇地發(fā)現:綠色的海藻連片依附在崎嶇不平的冰底,酷似肥美的“冰下草原”,冰下一片生機盎然的景象,與冰面上所見(jiàn)的寒風(fēng)凜冽、荒蕪蕭條,給人以難以置信的巨大反差,一個(gè)充滿(mǎn)奇幻景象的生命世界就此誕生。
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南極半島陸架海底軟泥底質(zhì)呈現豐富多彩的動(dòng)物世界。(圖片來(lái)源/綠色和平組織)
南極海底淺表層的底質(zhì)環(huán)境通常以軟泥底質(zhì)、砂石混合底質(zhì)或巖石類(lèi)硬性底質(zhì)環(huán)境為主。相比于巖石和砂石,沉降到海底的有機碎片和顆粒物更容易與海底淤泥混合,形成富含營(yíng)養物質(zhì)的軟底層,進(jìn)而為海藻、低等單細胞動(dòng)植物,甚至大型生物等各種底棲生物提供生命活動(dòng)所需的棲息環(huán)境和營(yíng)養物質(zhì)。因而,在軟泥層底質(zhì)結構的海底,更容易形成種類(lèi)較多、密度也較大的生物分布景觀(guān)。
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在這塊沉入海底的墜石上面,生物種類(lèi)和數量相對稀少,兩株大些的是群體原始珊瑚,以及一些低等的海綿動(dòng)物,有時(shí)也會(huì )有蛇尾類(lèi)的棘皮動(dòng)物到此覓食。(圖片來(lái)源/綠色和平組織)
海洋中肉眼難以觀(guān)察到的硅藻、藍藻和綠藻、金藻等微型、微微型單細胞浮游植物,作為初級生產(chǎn)者的它們處于海洋生物地球化學(xué)過(guò)程的前哨,擔負著(zhù)直接從海水中吸收、利用溶解碳和其它物質(zhì)與能量,并轉化為生物物質(zhì),繼而向生態(tài)系統更高層次傳遞和輸送的第一道關(guān)卡。海水單細胞微藻密度大小影響到水體溶解二氧化碳的飽和度,由此影響海氣界面二氧化碳的動(dòng)態(tài)平衡,進(jìn)而對溫室效應起到調控作用。以原生動(dòng)物和鞭毛藻為代表的異養單細胞生物,和橈足類(lèi)、端足類(lèi)、南極磷蝦等以海洋微藻為食,作為低等次級生產(chǎn)者,綠色海藻為物質(zhì)和能量進(jìn)一步向高級消費群的轉化、輸送起到接力作用。
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南極海冰區,“冰下草原”——海洋真光層生物地球化學(xué)過(guò)程示意圖。(供圖/王自磐)
夏季,是南極生命的黃金季節,更賦予海洋以旺盛的生命氣息。威德?tīng)柡1?、象海豹、阿德雷企鵝,以及數以千萬(wàn)計的海鳥(niǎo)由北方回到它們的南方故地。它們雖然都在南極海岸棲息地繁衍生息,傳宗接代,卻永遠不會(huì )離開(kāi)有著(zhù)養育之恩的大海的懷抱。燦爛的陽(yáng)光為南極海洋初級生產(chǎn)者——浮游植物進(jìn)行光合作用提供了充足的能量,海洋中的二氧化碳依靠它們吸收和轉化。浮游硅藻的大量繁殖,為磷蝦等次級生產(chǎn)者提供了豐富的食物。南極磷蝦之所以被美譽(yù)為建造南極海洋生物金字塔的關(guān)鍵,完全是因為這些貌似平常的海洋小精靈,不僅是許多魚(yú)類(lèi)、頭足類(lèi)等處于食物鏈低端消費者的主要餌食,同時(shí)還擔當著(zhù)養活南大洋中包括海洋巨無(wú)霸——鯨類(lèi)、海豹等哺乳動(dòng)物,以及無(wú)數企鵝、賊鷗、燕鷗、信天翁等南極海鳥(niǎo)在內的高端消費群的生計。
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吃飽喝足曬太陽(yáng)的海豹。(圖片來(lái)源/綠色和平組織)
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南極海底的海百合(屬棘皮動(dòng)物)呈五輻射形的身體,伸出十條細長(cháng)的腕,運動(dòng)時(shí)舞動(dòng)著(zhù)自由優(yōu)美舞姿。(圖片來(lái)源:綠色和平組織)
由于磷蝦行蹤詭秘,人類(lèi)迄今仍不能確切測算出它的資源量??茖W(xué)家們估算南極磷蝦的儲量可能在6.5億~10億噸。這一數字表明,磷蝦的資源量是相當有限的,它可以捕撈,但必須嚴加控制。所以,當人們張開(kāi)大網(wǎng),在南大洋肆意捕撈磷蝦之時(shí),也要考慮到鯨類(lèi)、海豹、魚(yú)類(lèi)和海鳥(niǎo)等以磷蝦為食的大型南極動(dòng)物們所構建的食物鏈及南極的生態(tài)平衡。
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南極海洋生物金字塔,南極海洋食物鏈基本結構
“另辟蹊徑”的捕獵藝術(shù)
如果我們再往南極的海底深處探尋,基于不同類(lèi)型的地質(zhì)結構,我們就會(huì )發(fā)現這又是一個(gè)由不同物種、群落和密度構成的生命世界。生活在這個(gè)食物鏈中的南極海洋底棲動(dòng)物,也在這漫長(cháng)的時(shí)間里進(jìn)化出了許多“另辟蹊徑”的捕獵藝術(shù)。蠕蟲(chóng)類(lèi)的線(xiàn)蟲(chóng)、環(huán)節動(dòng)物多毛類(lèi)(沙蠶)、海參和海膽、貝類(lèi)、等足類(lèi)生物和蝦、蟹等甲殼動(dòng)物以營(yíng)養豐富的軟泥底質(zhì)環(huán)境作為自己的“安樂(lè )窩”,進(jìn)而吸引來(lái)其他以它們?yōu)槭车娜馐承詣?dòng)物,比如棘皮動(dòng)物(海星、蛇尾、海參和海百合)以及大型貝類(lèi)、底棲魚(yú)類(lèi)等。
海底的智多星1號——南極櫛水母
南極櫛水母的捕食撒手锏是它那能從反口端兩側釋放出的兩條長(cháng)長(cháng)的觸手,觸手側肢上的粘細胞使其表面充滿(mǎn)粘液,如果游走在南極櫛水母的橈足類(lèi)生物一不小心粘上了,它們就再也無(wú)法逃脫,最終成為南極櫛水母的“盤(pán)中餐”。
南極櫛水母正爭奪已經(jīng)被黏液粘成一團的橈足類(lèi)水蚤
用毒液“守株待兔”的水螅?
除了依靠力量和智慧主動(dòng)出擊的捕食者,也有一些動(dòng)物選擇“守株待兔”,比如水螅。水螅舞動(dòng)的觸手就像在海中撒下的漁網(wǎng),無(wú)論是魚(yú)子魚(yú)卵、還是水蚤,它們一旦觸碰到這些觸手就會(huì )被黏住,進(jìn)而被水螅觸手刺細胞釋放的“注射毒劑”所麻痹,而后水螅便慢慢吞噬整個(gè)獵物,從此獵物便永無(wú)出頭之日。
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淡水環(huán)境中,水螅用有毒刺的觸手捕獲游過(guò)身旁的水蚤,毒刺會(huì )將捕獲物殺死,然后慢慢撕成碎片,吞噬、消化吸收。
自帶超凡的抗凍能力的伯納奇冰魚(yú)?
在羅斯海保護區冰冷的海底,生活著(zhù)T·伯納奇冰魚(yú),T·伯納奇冰魚(yú)血液中的糖蛋白分子含有一種能阻止血液冰晶生長(cháng)的糖肽結構,能保持其體內的血液循環(huán),避免其機體被凍結。而這種抗凍特性,確保這種魚(yú)在冰凍環(huán)境中得以生存和保持一定的活力,并能穿梭于冰凌縫隙,捕捉它們愛(ài)吃的腔腸動(dòng)物和小型軟體動(dòng)物等。
T·伯納奇冰魚(yú)正在吞噬鰓曳蟲(chóng)?(圖片來(lái)源/南極生物學(xué)研討會(huì )論文集)
留下人類(lèi)最后一片凈土
全球氣候變暖加速兩級冰川退縮和凍土消融,導致海平面不斷上升和海水鹽度的稀釋?zhuān)由虾Q笾卮笮梗┯褪录l發(fā)和工業(yè)有害物質(zhì)污染等,這些因素都能將海洋生態(tài)系統推入萬(wàn)劫不復的災難,而最先遭遇不測的就是那些對海水溫度、鹽度變化和海水化學(xué)成分改變十分敏感的海洋微藻與低等生物群。這對極地海洋食物鏈而言無(wú)異于釜底抽薪,并直接導致海洋生態(tài)系統的癱瘓。海洋生物正遭遇巨大的生存危機,生命的絕唱通過(guò)食物鏈由低端向高端的蔓延,已一次次向人類(lèi)發(fā)出種種警示!
中國雪龍號科學(xué)考察船南極冰海行進(jìn)中 ?。▓D片來(lái)源/極地研究中心)
回溯我們對南極海洋的了解過(guò)程,本以為貧瘠的極地海洋,其實(shí)孕育著(zhù)豐富和獨特的生命體系。即使在科技飛速發(fā)展的今天,我們對海洋的了解仍只是滄海一粟。因此建立一個(gè)有效的全球海洋保護體系,保護已知的具有特殊生態(tài)意義的海域,毫無(wú)疑問(wèn)是至關(guān)重要的。我們堅信,只有重視全球海洋生態(tài)環(huán)境保護,才能給全人類(lèi)帶來(lái)持續向善向好的發(fā)展。期待中國今后在全球建立海洋保護區方面,繼續貢獻大國力量。
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