为何深海中有这么多庞然巨兽?

为何深海中有这么多庞然巨兽?

2004年5月20日,一名3岁男童正在加州长滩太平洋(601099)水族馆观察一只蜘蛛蟹。

新浪科技讯 北京时间5月11日消息,据国外媒体报道,在海洋中最幽深、寒冷的区域中,生活着一些体积无比庞大的海洋生物,其中大多为无脊椎动物。与乌贼、海蜘蛛、蠕虫等动物相比,世界上其它物种的大小都显得相形见绌。这种现象名叫“巨大化”。

亚南极海域的大王乌贼身长约为新西兰常见的箭乌贼的14倍。太平洋偏远海域深处的海绵尺寸可达到一台面包车的大小。但这些寒冷刺骨的海水深处为何能创造出如此庞大的生物呢?也许是因为生存需求,也可能是冰冷海水中的某些因素使然。

2006年发表在《生物地理学》上的一篇文章指出,海洋最深处的资源十分匮乏,与岛屿生态系统差不多。大多数食物都来自浅水,只有一部分能到达海洋深处。加州蒙特雷水族馆高级管理员艾丽西亚・比通多指出,当缺少食物时,庞大的体型可以提供巨大的优势。

为何深海中有这么多庞然巨兽?

图为2007年7月10日,澳大利亚公园与野生动物管理局的工作人员正在查看一头被冲上海滩的乌贼。这头乌贼长约两米,由一名群众发现。

大型动物在寻找食物或配偶时,移动的速度更快、范围也更远。它们的新陈代谢效率更高,体内也能更好地囤积食物。因此当食物(比如大型动物的尸体)落入深海时,大型动物摄入的食物更多、储存能量的时间也更久。

深海的低温会导致动物体内的新陈代谢速率显著降低,可能也对深海动物的巨大化起到了助长作用。深海生态系统中的生物生长和成熟速度往往非常缓慢,例如格陵兰睡鲨,它们最多可达到7.3米长、1.5吨重,但它们终生都在生长,而且寿命可达数百年。格陵兰鲨每年只长1厘米,直到150岁左右才会达到性成熟。比通多补充道,这在一定程度上是因为深海缺少天敌,因此这些鲨鱼才能活得这么久、长得这么大。

人类在深海遇见这些巨兽之前,最早先是在南极附近的海域发现了它们的存在。在南极附近,“巨大化”现象似乎更靠近海面一些,浅水中生活着巨大的海蛞蝓、海绵、蠕虫、海蜘蛛、甚至庞大的单细胞生物。它们所在的水域是可以使用水肺潜水的深度,最浅只有9.1米。蒙大拿大学生态生理学家阿尔特・伍兹指出:“南极也许有某种特殊因素,使这些巨大的物种可以在离水面更近的水域生存。”伍兹认为,南极水域的巨大化现象也许和冰冷海水中的氧气供应有关。

极地区域的海水氧气浓度较高。但低温会降低新陈代谢率,因此这些环境中的动物用氧的速度很慢。由于这里的氧气含量远远超过了动物的需求量,制约其生长的条件或许因此得以放松。这些环境让动物的身体和组织可以长得更加庞大,同时没有缺氧之虞。也就是说,充足的氧气供应不一定是导致海洋生物体型较大的原因,但至少为此创造了条件。

但即使对极地海洋动物来说,体型大小似乎也是存在上限的。在2017年发表在《英国皇家学会报告B刊》上的一项报告中,伍兹和同事们对北极海蜘蛛开展了研究。它们体型十分庞大,直径最长可达30.5厘米。该团队发现,海蜘蛛体型越大,体内氧气水平越低。有氧代谢取决于氧气供应,当氧气水平过低时,身体组织就会发生缺氧。海蜘蛛体型和氧气水平之间的关系说明,氧气供应量和需求量之间的平衡似乎正在发生改变。

虽然目前已有几种关于巨型海洋生物如何产生的假说,但还无人确定,导致它们在进化过程中发生体型巨变的具体机制是什么。正如伍兹所说:“在生物界,没有什么是确凿无疑的。”(叶子)

(责任编辑:马金露 HF120)

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