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科学家在南海首次发现鲸落,鲸落是什么?具有怎样的价值?

回答
鲸落:深海的生命摇篮与科学宝库

科学家在南海首次发现鲸落,这一消息激起了广泛关注。许多人好奇,这个在深海悄无声息发生的事件,究竟是什么?又为何如此重要?鲸落,顾名思义,是指鲸鱼死亡后沉入海底的遗骸。然而,它绝不仅仅是单纯的死亡,而是一个充满生机、历时久远且蕴含巨大科学价值的独特生态系统。

鲸落的诞生:死亡的馈赠

鲸鱼,作为海洋中的巨型生物,其生命的终结并非是故事的结束,而是另一个精彩篇章的开始。当它们寿终正寝,或者因为疾病、意外等原因死亡后,庞大的身躯会逐渐下沉,穿越光线渐失的表层海域,最终抵达漆黑一片、压力巨大的深海。这个过程,就是“鲸落”。

抵达深海后,鲸落的旅程才真正拉开序幕,它将成为一个复杂且多层次的生物社区的中心。整个过程可以被划分为几个阶段,每个阶段都吸引着不同的海洋生物:

移动清道夫阶段(Mobility Phase): 这是鲸落抵达后最早的阶段,通常持续几个月到两年。由于鲸鱼遗体相对完整,富含脂肪和软组织,会吸引来一些具有强大嗅觉和行动能力的深海鱼类,如鲨鱼、盲鳗、大型甲壳类动物(如深海蟹、龙虾)等。它们会利用尖锐的牙齿和强大的撕咬能力,快速地吞食鲸鱼的肌肉和脂肪。

富营养阶段(Enrichment Opportunists Phase): 在移动清道夫阶段结束后,鲸鱼的软组织大部分被消耗殆尽,但骨骼中仍然含有大量的有机物,尤其是骨髓中的脂肪。这时,另一种更广泛的群体开始出现,它们是那些能忍受更长时间饥饿的生物,如海参、海星、海螺、蠕虫以及一些小型甲壳类动物。它们会以残余的软组织和刮取骨骼上的生物膜为食。这个阶段可能持续数年。

化能自养阶段(Sulphophilic Phase): 这是鲸落最独特且最持久的阶段,也是其作为深海生命摇篮的关键。鲸鱼的骨骼中含有大量的脂肪,这些脂肪在厌氧条件下会分解产生硫化物。而深海环境中存在着一些能够利用硫化物进行化学合成的细菌(化能自养细菌)。这些细菌是鲸落生态系统的基石,它们通过化能合成作用产生能量,进而支撑起一个围绕着硫化物和骨骼的独特食物网。

硫化物驱动的生物: 在这个阶段,一些特殊的生物会出现,它们与硫化物有着密切的共生关系。例如,一些管虫(tube worms)的根部生活着共生细菌,这些细菌利用硫化物进行化能合成,为管虫提供能量。还有一些海蛤、海蜗牛、海蠕虫等,它们也可能通过直接摄食含有硫化物的沉积物,或者与体内的共生细菌合作来生存。
更长寿的物种: 这个阶段可以持续几十年,甚至上百年。鲸落为这些在极端环境中生存的生物提供了稳定的食物来源和栖息地,形成了一个相对稳定的生态系统。

骨骼残余阶段(Reef Phase): 即使在化能自养阶段结束后,鲸骨本身作为硬质结构,仍然可以成为深海底栖生物的栖息地,例如一些珊瑚、海绵等,它们可以附着在鲸骨上,形成一个微型的海底礁石。这个阶段的持续时间非常漫长,可以说鲸骨的价值将一直延续下去。

鲸落的价值:深海的科学宝库

鲸落的出现,对于深海科学研究具有极其重要的意义,其价值体现在多个方面:

1. 揭示深海生物多样性和适应性:
“生命绿洲”: 鲸落被誉为深海中的“生命绿洲”。由于深海环境普遍缺乏食物,鲸落的出现就像是一场盛宴,吸引了大量平时难以遇到的深海生物聚集。这为科学家提供了研究深海生物多样性的绝佳机会。
极端环境下的生存策略: 鲸落生态系统中的生物,特别是化能自养阶段的生物,展现了令人惊叹的生命适应能力。它们能够利用硫化物等化学物质作为能量来源,而不是依赖阳光进行光合作用。研究这些生物的生理、代谢和共生关系,能够极大地拓展我们对生命存在边界和生存策略的认知。
新物种的发现: 许多在鲸落环境中发现的物种,都是科学家们首次发现的。每一次新的鲸落事件都可能带来新的物种描述和分类学研究,丰富我们对海洋生物的认识。

2. 理解深海生态系统的运作机制:
能量传递和物质循环: 鲸落是深海重要的物质和能量输入源。研究鲸落如何被分解、能量如何传递给不同层次的生物,有助于科学家理解深海生态系统的能量流动和物质循环规律。
深海食物网的研究: 鲸落形成了一个独特的、以死亡鲸鱼为中心的食物网。科学家可以通过研究哪些生物以鲸落为食,以及这些生物之间又构成怎样的捕食关系,来构建和理解复杂的深海食物网。

3. 地质学和古生物学研究的线索:
沉积物研究: 鲸落分解过程中会产生特殊的沉积物,研究这些沉积物可以为了解过去的海洋环境提供信息。
古生物学研究的“化石”: 在地质记录中,也可能存在类似鲸落的事件留下的痕迹,被称为“鲸落化石”(whale fall fossil)。这些化石可以帮助我们追溯深海生命的演化历史。

4. 海洋保护和生物多样性保护的启示:
保护鲸鱼的重要性: 鲸落的形成前提是鲸鱼的死亡,而鲸鱼作为海洋生态系统的重要组成部分,其种群健康直接关系到鲸落的发生频率和质量。因此,研究鲸落也进一步凸显了保护鲸鱼及其栖息地的必要性。
理解生态系统的脆弱性: 深海环境对人类活动非常敏感,鲸落生态系统虽然独特,但也可能受到污染、海底采矿等人类活动的影响。了解鲸落的价值,有助于我们更好地评估和保护这些脆弱的海洋生态系统。

5. 生物技术和医药的潜在应用:
特殊酶的发现: 鲸落中的某些生物可能产生了独特的酶,这些酶能够在极端条件下(如高压、低温、低氧)发挥作用,例如高效分解脂肪或蛋白质的酶。这些酶可能在生物技术、医药等领域具有潜在的应用价值。
抗生素和化学物质: 和其他海洋生物一样,鲸落中的生物也可能产生具有药用价值的化合物,用于开发新的抗生素或治疗药物。

南海首次发现的意义:

此次在南海首次发现鲸落,对于中国的深海科学研究具有里程碑式的意义。这表明:

中国的深海探测能力和研究水平在不断提升。
南海作为重要的海洋区域,也孕育着独特的深海生态系统,值得我们深入探索和保护。
为未来在南海开展更深入的鲸落生态研究奠定了基础。

总而言之,鲸落并非简单的“海葬”,而是一个充满生命奇迹的微型宇宙。它在深邃的黑暗中,以一种独特的方式,连接着生与死,维系着一个令人惊叹的生态系统,并为我们打开了通往深海奥秘的窗户。每一次鲸落的发现,都是对生命顽强不息的礼赞,也是对人类探索未知的好奇心的激励。

网友意见

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这个新闻的真实意思是:我把南海海底刮了一遍,至于捞了点啥又埋了点啥,啥玩意在附近溜达,请自行脑补。。。

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鲸落(Whale Fall),就是鲸鱼死后沉入海底的过程。

落入海底后的鲸鱼尸体,分成4个阶段被上万个生物体吃掉,甚至促成了新生物种的诞生,构成了海底的生态圈。


为什么鲸落那么少见,观察到鲸落都开心得不得了?

因为毕竟科学家又不是神,可以准确的预测哪一条鲸要在何时何地死亡,也不能海底捞针似的到处瞎找,费时费力的时,估计连试验经费都骗不到。

所以观察鲸落是一个相当随缘的行为。

没错,科学家不知道鲸是什么时候要死,并且什么时候沉入海底的?但科学家可以做实验啊呀!把一条死鲸丢到海底,然后记录整个过程不就知道了……

2003年至2005年,日本海洋地球科学与技术研究机构生物圈研究中心,做了一批鲸落的实验[1],把死的抹香鲸丢到日本南部的219-254米深的海底,进行了为期两年的三次观察。

这些抹香鲸都是2002年搁浅收集的,所以不用担心。

丢下去后,隔了好几个月去看尸体怎么样了,结果发现这时鲸鱼的尸体大部分已经骨骼化了(图2a 和 d)。 大多数软组织,如内脏和肌肉已被消耗,但大量的头部和脂肪组织仍然存在。 只有最大的一头鲸(6头,总长16米)的脊椎仍然与软组织相连。


1.5年后,鲸鱼尸体周围出现了各种生物,数量相当密集。贻贝数量最多,就下图。覆盖了颅骨、肋骨、骨骺和椎骨的大部分裸露表面。

另外两种共生体包含的双壳类和一个新种文昌鱼位于骨骼下面的沉积物中。在骨骼和软组织中发现了多毛类的一个新种。

2.5年和3.5年后,鲸鱼尸体的物种丰富度较高(1.5年、2.5年和3.5年分别为44、56和85个类群) ,1.5年龄时生物量最大。

下面这些都是鲸鱼身上出现的软体动物

长到了骨头上的贻贝。


甚至为了模拟鲸落,把鳄鱼丢了下去来做实验。

那鳄死后沉入海底会发生什么呢?可以肯定的是一定和鲸落一样,给海底的生物们带来了一桌盛宴,而且味道一定很“鲜”,海底的生物都没尝过鳄鱼的味道,毕竟之前还没有“鳄落”过。

想象归想像,推测大家都会,但真实的“鳄落”没人见过。

所以科学家对鳄鱼下手了,看看到底什么个情况。路易斯安那大学海洋联盟(LUMCON)上个月把一条死鳄鱼丢到了海底,并且完整地记录了这一过程。

这是历史上第一次有爬行动物被丢到了海底,历史意义重大呀(doge


一条短吻鳄被科学家安乐死之后,装进笼子里带到了墨西哥湾底部约1英里深处。

为了让鳄鱼更好沉下去,给它绑了一个配重块。

大约24小时后,鳄鱼身上出现了大王具足虫。

正面长这样:

是不是长得像放大版的虱子,没错,这玩意也叫海虱。

这些海虱开始啃食鳄鱼肉,简直不亦乐乎。

有一两只甚至钻进了鳄鱼尸体里,吃起了嫩肉。

这些海虱真的吃得很开心呢,毕竟海底平时就是无尽的黑暗和荒凉,天降大餐这等美差可不是天天都有,更何况是鳄鱼肉,吃下这一顿存储的脂肪,对于海虱来说够存活数月甚至数年。


来个特写……

这些海虱只是第一批吃鳄鱼肉的生物,后面随着尸体被撕裂开,加入这顿盛宴的生物种类会越来越多,甚至有可能会出现各种噬骨蠕虫Osedax

噬骨蠕虫具有一套很厉害的根系(root system),可以渗透进入鲸骨骼,帮助分解和消化尸体的脂肪和蛋白。

这个实验也是今年年底才一小段落,毕竟是鳄鱼,比起大块头鲸鱼来说,还不算大餐。前面说的日本鲸落实验,都观察了三年,鳄落还不到半年。

海底食物资源本来就少,所以鲸鱼下去,这就是海天盛筵啊!你想想,一条鲸鱼养活了多少海底原住民。

参考

  1. ^ https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/j.1439-0485.2007.00150.x
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目前发现了不到50个鲸落,我觉得这种时候还是看视频最直接,分享三个鲸落的视频吧:

第一个是2019年鹦鹉号拍摄到的视频,应该是最近的鲸落的视频,拍摄到了很多章鱼在分解鲸鱼尸体的视频:

https://www.zhihu.com/video/1229480013709754368

第二个视频同样来自鹦鹉号,这回的鲸落时间更久远一点,已经长出了珊瑚;

https://www.zhihu.com/video/1229480809205780480

第三个则是98年的一段视频,无数的鳗鱼正在分解这个鲸落

https://www.zhihu.com/video/1229481286907551744

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