當你看著波濤洶湧的海面，是否設想過深海底部是什麼樣子？那裡既沒有陽光，也沒有來自陸地的營養，只有無邊的黑暗、寒冷和死寂，就像海底的沙漠……
的確，深海底部的大多數地方極度貧瘠，只是零星散布著一些居民，它們唯一的指望就是從幾千米之上的海面緩緩降下的食物碎屑——這些碎屑主要由浮遊生物的屍體或糞便組成，形如飄落的雪片，被稱為「海雪」。大部分海雪在降落的過程中會被其他生物搶光，能夠落到海底的少之又少——海底的居民們很久才能吃上一頓，然後在無盡的黑暗中等待下一次天降甘霖。下一頓飯還不知道是幾年後的事呢。
但是，海底也不全是沙漠，也有熱鬧的地方，甚至有繁華的「大城市」。那裡雖無燈火通明，卻也煙囪林立，寸土寸金，有生產、有消費、有禮尚往來、有勾心鬥角……
在陸地和淺海，絕大部分能量都來自太陽。植物依靠光合作用合成含有能量的物質，動物和微生物則靠「燃燒」這些物質獲得能量。在沒有陽光的深海，能量也來自可以「燃燒」的還原性物質。
許多生物可以靠海面接濟食物過活，有時只是零星幾片海雪，幸運時能有一塊沉木，如果有一具鯨魚屍體，那就是一筆飛來橫財了，足以吸引大批海底居民赴宴。
海底的鯨魚屍體會吸引不同的生物陸續赴宴，
現在骨架周圍遊動的是腐食性魚類盲鰻（Myxinidae）
圖片來源：NOAA
如果說這些靠「天」吃飯的傢伙還能算是「萬物生長靠太陽」、歸根結底能找到光合作用頭上的話，那麼在更為繁華的海底聚居地——深海熱泉，居民的生活方式就有些挑戰想像力了。它們的「燃料」是硫化氫之類的還原性物質，而與植物光合作用相對的，則是細菌氧化這些物質獲取能量的化能合成作用。
深海熱泉一般分布在板塊邊緣的火山帶上，其實它們自己就有點像火山——滲到地殼中的海水被接近地表的熔巖加熱，溶解、裹挾著許多礦物質，從熱泉口噴出來。典型的如硫化物熱泉，其中的礦物質會在噴口處結成黑糊糊的煙囪，高的能有十幾層樓高，還不停地往外冒黑煙。而這煙囪壁上和煙囪周圍，都密密麻麻擠滿了螃蟹、貝殼之類的生物，仿佛大家爭先恐後要住得離這黑煙囪近一些——當1977年，科學家們循著海水溫度偏高的地點，第一次找到深海熱泉時，呈現在他們眼前的就是這樣一幅怪誕景象。如果不是親眼所見，真難以相信在不見天日的海底，竟有這樣一群生命不是靠沐浴陽光，而是靠冒黑煙的「大煙囪」活下來。
「濃煙滾滾的海底大煙囪」
圖片來源：NOAA
如同人類社會，海底城市的居民也有分工與合作。深海熱泉口噴出的滾滾「濃煙」中富含還原性氣體和還原性礦物，依賴這些進行化能合成作用微生物就是城市的生產者，其他生物都要從生產者的身上獲取能量：有的螺類直接像牛羊吃草一樣啃食這些細菌；有的螃蟹在自己身體表面養了一群細菌不時收割一回；而聰明如管狀蠕蟲者，乾脆在自己體內養著細菌，與它們共生，連吃的步驟都省了；也有螃蟹之類的動物以捕食其他動物或撿拾碎屑為生。
雪人蟹（Kiwa sp.）毛茸茸的鉗子上養著一群化能合成細菌
圖片來源：A. Fifis,Ifremer/ChEss, Census of Marine Life
既然生產者都要靠煙囪，其他人全要靠生產者，難怪大家喜歡挨挨擠擠住在煙囪附近。可要想住到煙囪口，也不是那麼容易的。
海底熱泉口噴出的海水非常燙，有時甚至可達三四百攝氏度（如果在海面上，這水早就沸騰了，因為海底壓力很大才得以保持液態）；而底層海水則是冰冷的，溫度低至將近零度。
大概只有少數耐熱本領超群的古細菌，有機會搶佔煙囪口第一排；下一排位置也是頗具挑戰性，有些蠕蟲生活在煙囪外壁，腳下踩著八十度的滾燙「地板」，頭上卻頂著只有兩度的海水，這冰火兩重天的生活真不是人人都忍得下來。
巨型管蟲（Riftia pachyptila）
會把「感染」到的化能合成細菌養在自己體內。
鮮豔的紅色來自特殊的血紅蛋白。
同一區域還長有一些海葵。
圖片來源：NOAA
再接下來，在溫度比較宜人的地方，就得看搶位置的本事了，這也是我們看到的最為擁擠的地段。蠕蟲和貽貝往往見縫插針，找到空位就原地不動，只需收集原料，坐享體內細菌的化能合成產物。不過，熱泉的世界變化很快，科學家曾發現東太平洋的一處熱泉口原本滿是蠕蟲，過了幾年再看，已經不知什麼時候換成一批貝類——蠕蟲早已被擠出城市。
密恐慎入：密密麻麻的雪人蟹集群佔領了煙囪附近的絕佳地段。右上角可能是一種藤壺（Vulcanolepas）。比例尺：10 cm。圖片來源：Rogers et al., 2012
深海熱泉這些建在煙囪上的城市，其實範圍不大，只局限在煙囪口附近一小塊地；也並不能長久，熱液噴口噴髮結束，也就要曲終人散了；更慘的是，城市與城市之間還離得特別遠，最近的城市在幾百公裡以外也有可能。可是，只要新的海底熱泉口一產生，周圍就會迅速建起一座新城。這些新興城市的居民都是怎麼搬來的呢？
有些細菌是一直都在的。在荒涼的海底沙漠中，化能合成細菌分布雖然不密集，卻很廣泛，它們就蟄伏在沉積物裡，等待時機。這樣，不論新的海底火山在哪裡噴發，都有一小撮細菌在那裡等著。等到新煙囪帶來豐富的還原性物質，它們就可以大量增殖，充當新城的開路先鋒，恭候更多生命到來。
全球海底熱泉分布圖。
圖片來源：Wiki Commons，作者：DeDuijn
另一些生物沒有辦法在海底處處潛伏，它們的幼體隨著深層海流搭順風車旅行，直到遇上下一處適宜定居的地方。如果這些海底生物把熱泉視為城市的話，那這些海流大概就是穿越沙漠連通城市的絲綢之路了吧。
但是這還不夠。有時深海熱泉之間相距實在太遠，就算搭順風車也難以跨越茫茫沙漠。這種時候，就只有回到我們前面說過的，靠天降甘霖形成沙漠中的綠洲，讓這些海底流浪者們歇歇腳，沉入海底的鯨魚屍體就是再合適不過的中轉站，它們分解形成的硫化氫等物質與「黑煙」一樣能成為熱泉居民賴以生存的燃料。而這些臨時小城中的生活，又能講另一個故事了。
本文原載於《中學生天地》2016年第11期，有改動。
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Govenar, B., Fisher, C. R., & Shank, T. M.(2015). Variation in the diets of hydrothermal vent gastropods. DeepSea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 121,193-201.
Ramirez-Llodra, E., Shank, T. M., & German,C. R. (2007). Biodiversity and biogeography of hydrothermal vent species:thirty years of discovery and investigations. Oceanography, 20(1), 30-41.
Rogers, A. D. et al. (2012). The discovery ofnew deep-sea hydrothermal vent communities in the Southern Ocean andimplications for biogeography. PLoS biology, 10(1),e1001234.
United NationsWorld Ocean Assessment Chapter 45 http://www.un.org/depts/los/global_reporting/WOA_RPROC/Chapter_45.pdf
以及波爾多大學Frédéric Garabétian教授的教學資料。
另一個故事：「鯨屍在深海中，仍將滋養其他動物十五年。」果殼網
作者介紹：
作者／山水自然保護中心 譚羚迪
排版、校稿／大王叫我來巡海
無境深藍潛水員海洋保護聯盟（Better Blue）由中國熱愛海洋公益事業的潛水員自主發起，由上海明日公益事業發展中心管理，目前在全國20多所城市均有執行團隊或志願者團隊分布，是專門整合潛水員資源，並支持潛水員參與海洋環境保護的公益組織。無境深藍的願景是建立政府部門、公益組織和商業機構就海洋議題進行良好互動的生態系統。項目關注海洋生物多樣性，海洋館鯨豚圈養，海洋垃圾三個主要議題，以宣講會、培訓及工作坊、紀錄片觀影、海洋教育課程開發、大型公眾倡導活動等多種方式去推動公眾對於海洋議題的關注；並通過連結專業潛水員科學參與海洋保護區保育、海洋數據普查等手段推動海洋生態數據採集與環境修復。
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