【科普】在那深蓝的海底,生物多么神奇

2025-06-17 10:37:42

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海洋是地球生命的摇篮,生命的各种形式,从最早的原始细胞直到我们人类,都和海洋密切相关。在无数引人探索的海洋奥秘之中,幽深的海底世界一直牵引着人们的好奇心。研究表明,深海拥有丰富的海洋资源以及世界上最大的生物圈资源,对于维护整个地球的生态平衡及保护海洋生物的多样性都具有重要意义。第11个世界海洋日和第12个全国海洋宣传日刚刚过去,本期特约广州海洋地质调查局陶军教授带来“海马相机”拍摄到的精彩海底世界,以及来自印度洋深海热液口的生物标本影像。让我们一起来看看这些潜游在深海的多彩生命。

“海马冷泉”的精彩海底世界

海马贻贝

海底冷泉反映了地球深海海底的一种极端环境。来自海以下以甲烷为主的流体以喷涌或渗漏方式从海底溢出,并产生一系列物理、化学和生物作用,这种作用及其产物被称为“冷泉”。冷泉区海底的水温并不比周边海底水温低,但相对于人类早期发现的深海“热泉”(又称海底热液)的温度要低得多,故得名“冷泉”。

冷泉生物群落

冷泉也是海底天然气水合物的重要赋存标志,“海马冷泉”就是中国地质调查局广州海洋地质调查局于2015年在天然气水合物资源探查工作中,使用自主研发的“海马”号深海遥控潜水器(ROV)首次在南海北部陆坡西部发现的巨型活动性冷泉。2016年6月,被正式命名为“海马冷泉”。

管状蠕虫群落

人们通常认为生物都是依赖光合作用的,而在水深超过200米时阳光就基本没有了,所以过去深海环境一直被认为是生命的禁区。实际上,冷泉是深海海底荒漠里的一片绿洲。冷泉区内海底生命极度活跃,是一套靠甲烷、硫化氢等还原性化学物质自养的,不依赖光合作用的独特生命体系。

巨型管状蠕虫群落

通过连续5年的多手段调查研究结果表明,“海马冷泉”有着独特的生物群落特征,除了大面积分布“海马贻贝”外,还存在众多不同于西太平洋和印度洋海底冷泉的生物新种。冷泉也是开展地球深部生物圈、全球碳循环和环境变化等前沿科学研究的重要窗口。

俏丽的海胆

“海马”号是我国自主研发的第一台4500米级深海作业型遥控潜水器,也叫“ROV”(RemotelyOperatedVehicle),是我国进入深海、认识和研究深海的关键技术装备。ROV以脐带缆与母船连接,并通过脐带缆得到电能和进行信号传输。操作人员通过多路高清监控视频对潜水器、机械手和作业工具进行实时遥控操作和水下作业。借助“海马”号团队自行研发的“海马相机”,我们得以窥见冷泉区1400米水深的精彩海底世界,以及那些潜游在深海海底的瑰奇生物。

“海马相机”拍摄的其他海底生物多姿的海葵觅食的海参迷人的海筛美丽的海百合巡游的鲨鱼(图文由广州海洋地质调查局陶军提供)

印度洋深海热液口的“居民们”

阿尔文虾

深海热液区常出现于地壳板块交界的洋中脊、俯冲带、弧后盆地和热点火山。海水沿地壳裂隙向下渗流,受岩浆热源的加热,再集中向上流动并喷发,形成了深海热液喷口。目前世界范围内已发现600多个深海热液区,热液喷出温度多在50~400℃。按热液的矿物和化学成分可分为黑烟囱、白烟囱和硅质烟囱等。其中海底黑烟囱喷出的硫化物在喷口附近沉淀堆积,形成具有重要经济价值的多金属硫化物矿产。

多鳞虫

1977年,美国科学家搭载“阿尔文”号深潜器在太平洋加拉帕戈斯海底首次发现热液喷口周围栖息着管状蠕虫等独特物种,且生物密度极高。与陆地上以光合作用产生有机质的生态系统不同,这是一个完全不依赖光合作用的化能自养生态系统。热液生态系统依赖热液喷口喷出的还原性物质所提供的化学能,例如:H2S、H2、CO2、CH4等。这些化合物可被化能自养微生物利用。化能自养微生物是海底热液区生态系统的初级生产者,通过自由生长或与动物共生,固定二氧化碳、合成有机物,吸引小型底栖动物等初级消费者,进而慢慢形成大型底栖动物群落。热液区常见的底栖动物有软体动物门的螺、贻贝、蛤、帽贝,节肢动物门的虾、蟹,环节动物门的管状蠕虫,刺胞动物门的海葵,甲壳动物门的藤壶等。在东太平洋热液区,管状蠕虫是主要类群;而在西南印度洋热液区,没有大型的管状蠕虫,鳞足螺是该区的特有物种。

罗德里格斯深海蟹

我国历经15年的印度洋热液区大洋科考,在西南印度洋中脊发现并确认了多个热液活动区。开展了热液区生物、化学、地质综合调查。特别在把“蛟龙号”和“深海勇士号”载人潜水器以及“海龙”系列深海ROV等先进深海观测设备应用于热液考察后,采集了丰富的热液流体、硫化物、基岩以及热液大生物样品,取得了一批具有重要科学价值的深海热液科考成果。

鳞足螺

热液区深海生命探测是一个重要的研究课题,对于认识深海极端环境中的生物形式、生命过程乃至地球生命起源都有重要意义。同时,深海热液区高温高压环境中的极端微生物也是非常独特的生物资源,在工业、环保等领域具有重要的应用前景。

(图文由第二海洋研究所刘诚刚提供)

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