藏文科普 | 「萬物生長靠太陽」,怎麼到深海就失靈了?

2021-01-18 知識就是力量


作者/李新正

本文來自《知識就是力量》雜誌



眾所周知,生物的生長繁衍需要物質和能量的供應,例如植物,需要吸收太陽光,將水和其他物質經過光合作用製造成自身的有機物,從而生長繁殖,稱為「自養生物」;而動物,需要通過攝食植物或者其他動物,將植物或者其他動物的有機物轉化成自身的有機物,從而生長繁殖,稱為「異樣生物」。如此,物質和能量就在生物之間一環接一環地轉化流動,形成食物鏈。

淺海海洋生物的食物鏈與草原食物鏈的構造非常類似,第一環的浮遊植物和大型藻類,通過吸收太陽光和海水中的營養鹽經過光合作用而生長;第二環的浮遊動物如哲水蚤等,取食浮遊植物而生長;第三環的遊泳動物如磷蝦等,取食浮遊動物而生長;第四環的遊泳生物如魚類等,則取食磷蝦等而生長;第五環的大型肉食遊泳動物如鯊魚、海豹、海豚等,則捕食魚類而生長;第六環的頂級捕食者如虎鯨、噬人鯊等,則捕食各種遊泳生物。


可以看出,草原和淺海的食物鏈都是由太陽光作為能量來源驅動的。可是,由於太陽光最多可透射到海面以下200米(水深200米以內的海水水層稱為「真光層」),200米水深以下的海洋中已經沒有太陽光,那深海生物的食物鏈靠什麼來驅動呢?或者說能量在深海食物鏈的各個環節是怎樣流動的呢?


深海熱液環境下的生物食物鏈,由於也是由深海海底噴出的熱液或者氣體為能量來源驅動,因此,其食物鏈環節與冷泉生物食物鏈非常類似。但熱液食物鏈中的某些環節會隨著熱液噴口(即「黑煙囪」)的生命力,也就是黑煙囪的年齡而有所變化。在熱液噴口噴發的早期,群落標誌性優勢種這一環,一般是貽貝、潛鎧蝦、阿爾文蝦等,而到了熱液噴口噴發的後期,可能會逐漸轉變為管蟲、潛鎧蝦、阿爾文蝦等。也就是說,在熱液生物群落中,貽貝會隨著熱液的衰落而逐漸被管蟲所取代


由於熱液、冷泉環境在廣袤的深海中所佔的面積不多,深海中更多的是海盆、海山環境。而海盆、海山環境中生物相對非常稀少,因此有人將深海稱為「海洋中的沙漠」,就是對這兩種深海環境而言的。但如同真正的沙漠中,仍然有螞蟻、蜥蜴、毒蛇甚至狼一樣,在深海海盆、海山環境中,仍然有動物在活動。這裡的動物雖然個體稀少,但種類卻不少。

由於食物非常稀少,能夠在深海生活的動物大都身懷絕技,在尋找食物時各顯神通。如深海魚類大多數都有一張巨大的嘴巴、又尖又長的牙齒和一雙特別大的眼睛,一旦有其他魚類或者動物被它們咬住,便在劫難逃,它們會死咬住獵物不放,直到將獵物吞噬消化掉。一頓大餐之後,它們可以很長時間不用進食,而是抓緊時間繁育後代。有的深海魚平時將身體埋在泥沙中,在嘴巴上方長出一根長柄,在柄的末端有一個發光的小球,作為誘餌不停地擺動,吸引小魚或者其他小動物前來,一旦進入它的攻擊範圍,它便突然躍起,張開血盆大口將小魚一口吞掉。由於深海生物貧瘠,這些魚類獲得食物的機會也很小,因此它們被稱為「機會主義者」。




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