这可能是世界上最慷慨的死亡
2020-06-19 20:57

这可能是世界上最慷慨的死亡

“一只鲸的寿命是50-75年,鲸落深海可以维持深海生命50-75年。所以有人说‘鲸落是鲸对大海最后的温柔’,这体现了海洋生态系统的平衡之美。”本文来自微信公众号:格致论道讲坛(ID:SELFtalks),作者:谢伟(“探索一号TS16航次”共同首席科学家,中山大学海洋科学学院副教授),头图来源:IC photo



前一段时间有一个名词不断在网络上被提及,就是今天我要讲的这个主题——鲸落。


有一位朋友问我什么是鲸落,“落”是指群落、部落吗?


我们先看一下鲸落的定义,当鲸在海洋中死去,它的尸体最终沉入深海,形成一种独特的生态系统,科学家称这个过程为“鲸落”,它的英文名称是Whale Fall。


鲸落和热液、冷泉一同被称为“深海生命的绿洲”。



一只鲸的寿命是50-75年,鲸落深海可以维持深海生命50-75年。所以有人说“鲸落是鲸对大海最后的温柔”,这体现了海洋生态系统的平衡之美。


南海鲸落是如何被发现的?


南海的鲸落是如何发现的呢?我们先看一段视频。


这是我们在南海第一次发现鲸落时拍摄的视频资料,大家可以注意右下角的这只铠甲虾和鼬鳚鱼,这只铠甲虾本来想到鲸尾部来分一杯羹,结果被鼬鳚鱼发现了,鼬鳚鱼快速游过去、挥舞着它的鱼鳍,驱赶铠甲虾,铠甲虾只好悻悻地退到旁边去再待时机。



在镜头远处,还可以看到,两只铠甲虾在非常凶狠地争斗着,要争夺这个鲸落的食物,这就是海洋生态学中生态位的鲜活体现,每一个物种都有对应的生态位。


可以看到,这个鲸落生态系统表面看起来平静,但内部则暗潮涌动,每一个物种都在为争夺自己的位置斗争着。


通过这段视频我们可以领略到南海鲸落的奇妙画面。


有朋友会问:我们要看深海的鲸落,需要乘坐什么交通工具?


我在这里向大家隆重介绍一位深海勇士,它是我国自主研发的深水潜器,国产化率达95%,是名副其实的国之重器。



潜器通常可以在海里待10个小时,搭乘三个乘客,一般是两个潜航员,一个科学家,这次鲸落的发现,就是我们三个共同见证的。



在这个过程中,我深刻感受到国家海洋科技力量的发展,是我们能够顺利观察到鲸落的先决条件。


除了海洋工程技术的保障之外,有没有一些科学层面上的因素使我们这次能够幸运地发现鲸落呢?


海山效应


先看另外一个海洋生态学概念——海山,海底隆起一千米以上又没有露出海面的海底地形。


海山


大家可能以为海底是一马平川的,通过这张图可以看到,海底星罗密布着大量的海山。


与海山相关的另一个概念,就是海山效应,海洋是分层的,表层虽然有光,但是营养缺乏,深层营养丰富,但是光线无法到达,海山特殊的地形结构可以形成一个上升流,使得深海营养盐被带到海洋表层。


海山效应


在光照的作用下,浮游植物就可以利用补充的营养盐进行生长,所以海山区的初级生产力较高,相应的渔业资源也较丰富,科学家称这一现象为海山效应。


右边是一个渔船在澳大利亚外海的海山区进行捕鱼的情形,他们一次能够捕获50吨的深海长寿鱼,足见海山效应所带来的丰富的渔业资源。


我们这个航次,就是在南方海洋科学与工程广东省实验室(珠海)所支持的“西太平洋典型海山生态系统的关键过程及驱动机制”项目的框架下执行的。


这个项目主要目的是通过海洋生态、物理海洋、海洋地质等多学科方法,系统地阐述海山效应的内涵以及它的外延。



由于海山效应带来的高生产力,海山也成为海洋顶级捕食者聚集的区域。


这是澳大利亚珊瑚海区,科学家通过浮标的观测发现,在海山区每天所观测到的座头鲸数量最多可达5-7只,在其他的海底平原观测到的鲸数量明显少得多,由此可见,海山区会聚集更多的鲸。


海山聚集更多的鲸


所以,除了运气之外,我们此次下潜的位置选择在海山区,也是能够发现鲸落的很重要的原因。


研究鲸落的意义


科学家为什么要千辛万苦去寻找鲸落?研究鲸落到底有什么意义?


我们先从鲸落的研究历史开始说起,第一次鲸落的发现,起始于1987年,当时是美国阿尔文号在加利福尼亚外海1240米深处发现了蓝鲸或者是须鲸的鲸落,Science文章对该鲸落进行了详细的报道。值得一提的是左边的阿尔文号载人潜水器,它就是发现泰坦尼克号沉船的潜器。



1997年卡梅隆在拍摄《泰坦尼克号》的时候,有一段视频就是对《泰坦尼克号》原景的拍摄,当时租用了俄罗斯的“和平1号”和“和平2号”潜器进行海底拍摄,两个潜艇可以同时下到深海进行作业,可以为电影拍摄提供更多的角度。


我们国家也已经有了“蛟龙号”和“深海勇士号”潜水器,过段时间还有万米潜器下到深海,所以关于我国深海主题的电影说不定在不久的将来也会呈现在大家面前,我们一起来期待。


第一次发现鲸落之后,对鲸落的研究一直受到海洋科学家们的关注,到目前为止全球发现的鲸落总量大概不超过100只,这里面的现代自然鲸落数量更少,不到50只。


全球鲸落分布


这一次南海发现鲸落,填补了南海的空白,具有重要的科学价值。


鲸落到深海中去,会经历三个阶段,一个是食腐肉阶段,一个是机会掠食者阶段,一个是微生物分解阶段。


鲸落演替的三个阶段


第一个阶段,睡鲨、盲鳗、鼬鳚鱼这些大型的食腐肉者,会清除鲸的软组织。


第二个阶段,一些蜗牛、贝类以及蠕虫会利用鲸落区的有机碎屑作为食物。


第三个阶段,有机组织被消耗完之后,由于鲸落的骨骼富含油脂,一些硫氧化细菌会在中间生长,这些硫氧化细菌又可以滋养一些较大的生物。


所以,鲸落维持深海生命最长可以达到一个世纪。


研究鲸落的意义是什么?


首先,鲸落是观测深海生命的“窗口”。



深海生命通常分布得比较稀疏,要研究深海生物是比较困难的。鲸落入海后,会把旁边大量的深海生命聚集到一起,通过在鲸落周围架设的照相机、摄像机,以及一系列海洋观测设备,可以对这个区域的海洋生命有一个系统的了解。


第二,鲸是温室气体的"抽水泵"。



鲸在上下浮游过程中,捕食深海生物,到表层呼吸时,会排泄大量废弃物,这些废弃物可以供给表层浮游藻类生长,浮游藻类生长增加,就可以吸收大气中的温室气体——二氧化碳,所以鲸的生态行为就像抽水泵一下,把大气中的二氧化碳吸收到海水中,从而减缓温室效应。


同时一个鲸落本身,可以把30多吨有机碳带到深海中埋藏,也起到碳汇的作用。


第三,鲸落会显著地改变深海微型生物的结构。


鲸落显著改变深海微型生物生态系统(以古菌为例)


以古菌为例,古菌是生命的三种形态之一,在深海中,它是一个非常有优势的类群,在正常的海洋环境中间,古菌主要是行使氨氧化的功能,在氮循环中发挥作用。


可以看到这些红色的柱状体,代表的是甲烷产生古菌的丰度,它们比例大大增加,也就是说在鲸落的范围内,这些产甲烷古菌会大量繁殖,将有机质转化为甲烷,对深海的碳循环发挥着作用。


第四,鲸落是深海生命扩殖的“垫脚石”。



在海洋生态系统中,热液和冷泉是两种截然不同的环境,它们相隔多至几千公里的距离,但是在它们中间,却有一些相似的物种,这种物种是如何跨越上千公里距离的呢?


科学家提出,鲸落可能在这中间起到了很重要的“垫脚石”作用。据估算,全球海底分布着85万只鲸落,海底几十公里范围内都可能存在一个鲸落,这些鲸落大大减小了热液与冷泉之间的隔绝程度。


部分深海生物可以利用鲸落作为垫脚石,在深海中进行扩张和繁殖,占据更为广泛的生存空间。


最后,鲸落还是生命演化的"摇篮"。


食骨蠕虫


鲸落中存在着很多非常独特的物种,以食骨蠕虫为例,它主要是在鲸落生态系统中被发现的。


它的生理特征非常有特点,在它的繁殖过程中,蠕虫幼体是没有雌雄之分的,谁先抵达鲸落骨骼上快速地长大,谁就会发育成雌性,其他后到达的幼虫则发育成雄性,寄存雌性体内,形成一个独特的生命体。这一独特的生命形式目前只在鲸落中被较多地报道。


鲸落和人类的关系


鲸落和人有什么关系呢?


一头大型鲸的价值有很多方面:首先,它在上下游动的过程中可以把深层营养物质带到表层,促进这个区域渔业资源的发展,这会创造很大的渔业经济价值。



同时鲸鱼游动会促进浮游植物的生长,它所固定的大气二氧化碳可达到每年370亿吨,这个数量相当于一千棵树一年所固定的碳量,由此可见,鲸对于缓解全球气侯变暖有着重要的作用。


鲸落还会把多至30吨的有机碳埋藏到深海,也起到碳汇的作用。


令人伤心的是,最近不断有新闻报道在海滩上发现了一些搁浅的鲸。在它们体内通常会发现一些被误食的塑料垃圾。


去年3月份,在菲律宾海岸有一头鲸搁浅了,当地研究人员从它体内发现40千克的塑料垃圾,这只鲸是被塑料垃圾窒息而亡的。当地的环保主义者就用塑料垃圾做了一头鲸放在海边,提醒游客注意保护环境,不要在海洋中倾倒垃圾。



2018年,联合国在世界环保日提出,有16项日常生活中可以减少塑料制品使用的原则,中间有三条非常容易做到,第一是减少塑料吸管的使用,第二是使用环保袋,第三是减少塑料制品,一次性的塑料袋、塑料饭盒的使用。



一个小小生活方式的改变,说不定就能给一头鲸带来生机。在全球气候变暖的大环境下,鲸和我们人类已经是一个命运共同体了。



最后,我要致谢中科院深海所潜航员团队以及"探索一号"TS16航次的全体人员,感谢他们在航次中给予的支持和帮助。


注:除“深海勇士”和最后合照之外,图片均来自网络或文献


本文来自微信公众号:格致论道讲坛(ID:SELFtalks),作者:谢伟(“探索一号TS16航次”共同首席科学家,中山大学海洋科学学院副教授)

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