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看起來(lái)像“果凍”,其實(shí)是群能吃又能生的海洋生物!

發(fā)布時(shí)間:2024-12-13 05:53:48 來(lái)源:中國(guó)科普博覽 字號(hào): [ 大 ] [ 中 ] [ 小 ]

出品:科普中國(guó)

作者:賴(lài)艷嬌(中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院)

監(jiān)制:中國(guó)科普博覽


像果凍一樣的東西堆積在一起

(圖片來(lái)源:參考文獻(xiàn)8和9)

想象一下,如果你在海上看到這種像果凍一樣的東西,密密麻麻地堆積在一起,你一定會(huì)感到好奇,這是什么?如果你用手撈一下,就會(huì)發(fā)現(xiàn),它摸起來(lái)黏黏的、QQ彈彈的,就像是果凍做成的魚(yú)。

“果凍魚(yú)”紐鰓樽

(圖片來(lái)源:維基百科)

但它并不是魚(yú),而是一種叫做“紐鰓樽”的浮游動(dòng)物,所謂“樽”就是“酒樽”,它們長(zhǎng)得就像是酒樽一樣,呈空心的桶狀。它們跟水母一樣有著水水的、黏黏的身體,都屬于膠質(zhì)浮游動(dòng)物。

紐鰓樽科隸屬于樽海鞘綱,樽海鞘綱屬于被囊類(lèi)浮游動(dòng)物,被囊類(lèi)浮游動(dòng)物是膠質(zhì)類(lèi)浮游動(dòng)物的類(lèi)群之一

(圖片來(lái)源:作者自制)

大胃王紐鰓樽:吃得又多又快!

紐鰓樽很能吃!它的身體里面存在一個(gè)濾網(wǎng)結(jié)構(gòu),它們通過(guò)肌肉不停地收縮,使得海水源源不斷地流入濾網(wǎng),這樣一來(lái),海水中無(wú)論浮游植物、細(xì)菌甚至其他浮游動(dòng)物的卵和幼體,只要能通過(guò)濾網(wǎng)的,都能被他們吃進(jìn)肚子里。

左圖:綠色區(qū)域?yàn)榧~鰓樽物種(salp)的濾網(wǎng)位置 右圖:濾網(wǎng)形態(tài)

(圖片來(lái)源:左圖來(lái)自參考文獻(xiàn)1,右圖來(lái)自參考文獻(xiàn)2)

同時(shí),它們過(guò)濾食物的速度是驚人的,比如說(shuō),一只幾厘米長(zhǎng)的紐鰓樽,一分鐘能過(guò)濾200 mL的海水,這個(gè)速度可以達(dá)到其他浮游動(dòng)物上千倍[3],所以他們是名副其實(shí)的大胃王。

紐鰓樽還是海洋中的“暴發(fā)戶(hù)”

紐鰓樽很能生!它們有獨(dú)特的有性和無(wú)性交替的生活史階段。

當(dāng)它們的無(wú)性個(gè)體在性成熟后,能夠進(jìn)行三次出芽生殖,一次可以產(chǎn)生上百個(gè)鏈狀的有性后代[4],而這些有性后代在剛出生時(shí)是雌性的,它們一出生就會(huì)被受精,隨后每個(gè)有性個(gè)體體內(nèi)可以孕育一個(gè)無(wú)性后代。

有性階段的紐鰓樽群體

(圖片來(lái)源:維基百科)

一只正在進(jìn)行出芽生殖的無(wú)性階段雙尾紐鰓樽

(視頻來(lái)源:作者提供)

而當(dāng)無(wú)性后代從體內(nèi)釋放后,這些母體會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)樾坌裕S后產(chǎn)生精子,給那些剛出生的雌性個(gè)體受精。紐鰓樽的這種有性和無(wú)性交替的生活史是非常高效的,比如,紐鰓樽科的雙尾紐鰓樽能在一個(gè)小時(shí)內(nèi)體長(zhǎng)增長(zhǎng)10%,最快能在48小時(shí)繁殖一代[5]。

紐鰓樽的生活史

(圖片來(lái)源:作者自制)

紐鰓樽如此高的繁殖率和短的生命周期意味著紐鰓樽只需要產(chǎn)生少數(shù)的無(wú)性階段個(gè)體就可以造成局部的大量集群。所以在環(huán)境適宜的時(shí)候,就會(huì)發(fā)生暴發(fā)性增殖現(xiàn)象。科學(xué)家把它們比作“海洋中的蝗蟲(chóng)”。不過(guò),紐鰓樽在海洋中發(fā)生暴發(fā)的頻率,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于陸地上的蝗蟲(chóng)災(zāi)害。在海洋中,紐鰓樽的暴發(fā)幾乎無(wú)時(shí)無(wú)刻都在發(fā)生,有些暴發(fā)發(fā)生時(shí),范圍甚至可達(dá)10萬(wàn)平方公里[6],相當(dāng)于13個(gè)廣州市的面積。

那么,如此大面積地聚集在一起,紐鰓樽會(huì)給生態(tài)環(huán)境帶來(lái)怎樣的影響呢?

紐鰓樽在自然生態(tài)中起著非常重要的作用

一旦紐鰓樽發(fā)生大面積聚集,首先,它們會(huì)快速消耗這片海域的所有食物,還會(huì)攝食其他浮游動(dòng)物的卵和幼體,這對(duì)其他浮游動(dòng)物是毀滅性的打擊。其次,如果這種暴發(fā)發(fā)生在沿海地區(qū),還會(huì)大量消耗溶解氧,污染水質(zhì),甚至堵塞核電站進(jìn)水口,給人類(lèi)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

這么看來(lái),好像這種紐鰓樽其實(shí)是個(gè)“反派角色”?但別急著嫌棄它,其實(shí),它們還有非常“迷人”的一面,在自然生態(tài)中起著非常重要的作用!

在介紹它們的重要性之前,先向大家介紹一下海洋生物碳泵。大氣中的二氧化碳被浮游植物通過(guò)光合作用轉(zhuǎn)換為有機(jī)物,再被海洋浮游動(dòng)物攝食以后,以糞便或者尸體的方式沉降到深海,這個(gè)過(guò)程中,大氣中的二氧化碳就被轉(zhuǎn)移到了深海,而且暫時(shí)不會(huì)被分解,這種碳的轉(zhuǎn)移過(guò)程我們就稱(chēng)之為海洋生物碳泵。這個(gè)過(guò)程能降低大氣中的二氧化碳,從而緩解氣候變暖。

海洋生物碳泵簡(jiǎn)單示意圖

(圖片來(lái)源:作者自制)

而正是因?yàn)榧~鰓樽很能吃,所以可以大量地把這些植物吃下去后形成糞便和尸體,源源不斷地沉降到深海。所以它們?cè)诤Q笊锾急蒙纤鸬淖饔檬欠浅?qiáng)大的,這種作用在它們暴發(fā)的時(shí)候尤為明顯,如一項(xiàng)在南大洋的研究表明,紐鰓樽暴發(fā)的海區(qū),比沒(méi)暴發(fā)的海區(qū),從大氣中轉(zhuǎn)移到深海的碳量可以提升5倍[7]。所以當(dāng)我們?nèi)祟?lèi)產(chǎn)生大量溫室氣體的時(shí)候,這些像果凍一樣的勤懇的動(dòng)物,用他們的生命源源不斷地替我們消耗掉這些二氧化碳,維持著我們的氣溫。

結(jié)語(yǔ)

紐鰓樽的故事啟發(fā)我們,生態(tài)系統(tǒng)是很復(fù)雜的,不能給某一個(gè)物種單純下一個(gè)或好或壞的結(jié)論。例如,因?yàn)閷?duì)建筑物和樹(shù)木造成破壞而被我們視為“害蟲(chóng)”的白蟻,在生態(tài)系統(tǒng)中的作用卻是是不可或缺的。它們以木材、葉片和其他植物殘骸為食,幫助分解有機(jī)物,將復(fù)雜的植物物質(zhì)轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單的營(yíng)養(yǎng)成分,供其他植物和微生物使用,促進(jìn)生態(tài)系統(tǒng)的物質(zhì)循環(huán)。相反的,我們常認(rèn)為對(duì)森林有益的啄木鳥(niǎo),它們過(guò)于頻繁的啄擊也可能會(huì)破壞樹(shù)木的表皮和木質(zhì)部,影響樹(shù)木的生長(zhǎng)和發(fā)育,給森林生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)負(fù)面影響。最后我想說(shuō),這個(gè)世界上有太多太多遙遠(yuǎn)和陌生的生物在生態(tài)系統(tǒng)中發(fā)揮重要的作用,而我們尚未得知。面對(duì)世界保持敬畏,要保護(hù)好每一個(gè)我們尚未熟悉的生物,因?yàn)槲覀儗?shí)在不知道它的背后可能蘊(yùn)藏著怎么樣價(jià)值,這就是保護(hù)生物多樣性的意義。

參考文獻(xiàn):

[1] Conley K R, Lombard F, Sutherland K R. Mammoth grazers on the ocean’s minuteness: a review of selective feeding using mucous meshes[J]. Proceedings of the Royal Society B: Biological Sciences, 2018, 285(1878): 20180056.

[2] Sutherland K R, Madin L P, Stocker R. Filtration of submicrometer particles by pelagic tunicates[J]. Proceedings of the National Academy of Sciences, 2010, 107(34): 15129–15134.

[3] Paffenhofer G A. Grazing and ingestion rates of nauplii, copepodids and adults of the marine planktonic copepod Calanus helgolandicus[J]. Marine Biology, 1971, 11(3): 286–298.

[4] Deibel D, Lowen B. A review of the life cycles and life–history adaptations of pelagic tunicates to environmental conditions[J]. ICES Journal of Marine Science, 2012, 69(3): 358–369.

[5] Heron A C. Population Ecology of a Colonizing Species: The Pelagic Tunicate Thalia democratica[J]. Oecologia, 1972, 10, 269–293.

[6] Madin L P, Kremer P, Wiebe P H, et al. Periodic swarms of the salp Salpa aspera in the Slope Water off the NE United States: Biovolume, vertical migration, grazing, and vertical flux[J]. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 2006, 53(5): 804–819.

[7] Décima M, Stukel M R, Nodder S D, et al. Salp blooms drive strong increases in passive carbon export in the Southern Ocean[J]. Nature Communications, 2023, 14(1): 425.

[8] Moazzam M, Moazzam N. Some Observations On The Swarm Of Pegea Confoederata(Tunicata: Salpidae) In Mianihor, Balochistan, Pakistan[J]. Fuuast Journal of Biology, 2020: 5.

[9] Al-Yaqout A, Nithyanandan M, Issaris Y, et al. In-situ observations of swarming pelagic tunicate Pegea confoederata (Forsk?l, 1775) (Tunicata: Thaliacea) in coral reef habitats of Kuwait[J]. Kuwait Journal of Science, 2023: S2307410823001013.

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