海洋是地球生命誕生之地。億萬年來從未停止為地球輸送新鮮血液。現如今,科學家仍難以估算海洋中確切的物種數量,因為真的數不過來,還有太多未被發現(目前的說法是在17800到1百萬之間,數值缺口依舊很大)。海豚,鯊魚,章魚等明星般的動物家喻戶曉。海鮮更是時刻捕捉著吃貨們的胃生蠔扇貝龍蝦帝王蟹烤魚 @#¥%&%(:...
然而,要理解海洋這個龐大,表面上單一卻十分複雜的系統,我們需要通過了解諸多並不那麼令人熟知的生物來深入認識海洋,以及它們會給人類乃至整個地球所帶來的影響。這其中,就一定要提到浮遊生物。可能稍微對自然海洋方面感興趣的朋友都有聽說過浮遊生物,但依然很少有人會真正了解這些不足為奇的小東西。殊不知,就是這些億萬個生活在各大洋的小生物,影響著地球環境的未來。
如果你看過海綿寶寶,相信你肯定不會對這個經常製造麻煩的小傢伙感到陌生。沒錯他就是痞老闆!但你可能有所不知,痞老闆的原型其實就是浮遊生物。在英文原版動畫片中,他被直接稱作為Plankton,也就是浮遊生物。當然,他的外觀無法完全代表浮遊生物,因為它們的種類實在太多了。而且在現實中,浮遊生物可比痞老闆守規矩的多!水向哪裡流,它們就向哪裡去。
千奇百怪
來源:National Geographic
浮遊生物,顧名思義,指的是因為個體過於弱小, 完全無法在海水急流中掌握自己的活動,只能被動跟隨洋流活動的小型水生生物。
其英文名 Plankton,也是由德國科學家Viktor Hensen
源於希臘語中表示漂流或漂浮的詞衍生而來。
浮遊生物的範疇其實比較廣。多數情況下,浮遊生物小到微米,只能在顯微鏡下觀察到。但也不乏例外。比如,水母也算是浮遊生物,只是和我們一般理解的浮遊生物顯得略有衝突。凡是滿足「隨波逐流」條件,不管是蝦蟹蟲子微藻,甚至是一些真菌Mykoplankton或者病毒Virioplankton都可以歸類於浮遊生物。學術界內一般提到浮遊生物,主要討論的是浮遊植物Phytoplankton和浮遊動物Zooplankton這兩大最主要的種群。
圖上:部分浮遊植物樣本;多為單細胞微藻,如甲藻(diinoflagellete),硅藻(diatom)等;來源:IGB Berlin
下:深海採集的部分浮遊生物樣本,可見不僅有蝦,蟹,螺,水母,還有幼年烏賊;來源:Katsumi Tsukamoto
雖然小到微米,浮遊植物卻有龐大的種群。上圖為NASA於2009年10月25日拍攝到的紐西蘭海岸的浮遊植物衛星圖。淺藍色油畫狀的紋路即是浮遊植物。大規模的浮遊植物與海洋環境息息相關,本文暫不做討論
大自然一貫遵循自己的原則。無一例外,浮遊植物作為生產者,通過光合作用不斷生長,是作為消費者的浮遊動物的主要食物來源。而作為眾多海洋生物盤中餐的浮遊動物不斷繁殖,源源不斷地為海洋提供能量。可以說,浮遊動植物是海洋生物鏈的第一環,是任何大魚吃小魚的基礎。如果浮遊動植物數量下降,那麼將影響數千萬物種的生存。
浮遊生物在生物鏈中的作用
C圖縱軸代表種群數量,橫軸代表體型
來源:維基百科詞條
浮遊生物種類眾多。藍鯨喜歡吃的磷蝦(Krill)就是很具代表性的一種浮遊生物。雖然名字帶有「蝦」字,但磷蝦並不是蝦。體型由0.16到6公分不等,成體也僅有2克重。它們單獨隸屬於甲殼綱的磷蝦目,成群結隊隨著洋流飄動,「隨波逐流」,是典型的浮遊動物。
在南極,磷蝦是鬚鯨類,眾多魚類,企鵝甚至其他鳥類的獵物。目前全世界共發現85種磷蝦。在全世界,從溫暖的熱帶海域帶寒冷的極地都有它們的身影。據估計,單是最有名的南極磷蝦(Antarctic Krill),全世界就有將近5億噸(注意,一隻南極磷蝦最大也就2克重!!)。如此龐大的數量來供應自然的周期運轉。磷蝦大量吞食水中的微藻以及冰藻維生。(前文提到,浮遊植物作為生產者,光合作用吸收二氧化碳。像磷蝦一樣的浮遊動物則以浮遊植物為食。)與蝦不同,大部分磷蝦都是濾食性,即利用自己密集的胸肢,形成一張過濾網,從而捕捉在水中漂浮的浮遊植物。
橘色圈內的就是胸肢(Thoracopod)
可以看到每一隻上都有絨毛,起到過濾作用
對於人類,磷蝦擁有極高的商業價值。磷蝦本身富含優質蛋白質以及Omega-3脂肪酸以及DHA。做成的磷蝦油,雖然成分和魚油類似,但因為營養物質活性更高從而更受到人們的青睞,被廣泛用作於保健品,食品甚至是動物飼料。因此,數十年間磷蝦(主要是南極磷蝦)一直被人類大量捕撈。
因此,近年來,越來越多的科學家開始關注南極磷蝦的數量。儘管短時間內還沒有明顯證據表明,人為捕撈不會對全球近5億噸的磷蝦數量產生影響,但許多研究表明,在過去40年間,磷蝦數量已經降低了近80%。加上全球氣候變暖使磷蝦在幼年期無法適應變化的水溫,部分南極地區磷蝦數量有可能在現有基礎上繼續下降40%。這將會對整個海洋生物鏈造成巨大影響。
眾多物種將繼中小型魚類數量驟降後再度面臨食物短缺的危機。相關環保組織也指出,在南極的磷蝦捕撈活動已經對企鵝與鯨魚的棲息地造成威脅。磷蝦在生物鏈中的重要性無法忽視。
南極生物鏈與磷蝦(建議放大觀看)
來源:PEW國際信託
更重要的是,磷蝦是南極地區碳循環的關鍵一環。(磷蝦在蛻殼和排洩的過程中會釋放像氨,氮以及磷在海洋中重要的的物質,本文不展開討論。)在這個過程中,磷蝦通過排洩,將肚子裡的浮遊植物留下的碳沉積到海底。而以磷蝦為食的動物,在吃完大量磷蝦後,其攜帶的碳會在這些動物體內長時間沉積,直到動物死亡沉積到海底被深海食腐動物消化。億萬隻淡紅色的小磷蝦成群結隊,在冰川覆蓋的海水中遊蕩,每年能夠儲存近230萬噸碳至海底,相當於350萬輛車一年排放碳的量。
因此,如果磷蝦數量大幅度下降,勢必會減緩自然界的碳循環,從而加快氣候變暖。造成南極冰川融化,海平面上升等一系列連鎖反應。
磷蝦排洩出氨,鐵,有機氮,有機磷,更重要的是,有機碳(顆粒和溶解狀);來源:維基百科
2010至2014年全球各國磷蝦捕撈數據;來源:CCAMLR
從上至下國家分別是智利,中國,日本,韓國,挪威,波蘭,俄羅斯及烏克蘭;單位為噸
目前,磷蝦仍是國際漁業市場炙手可熱的對象。2014年,多個國家總計共捕撈磷蝦約294145噸。挪威,韓國和中國是最大的三個捕撈國,其中挪威捕撈超過總量的50%。儘管相比較於估算的500萬噸的磷蝦總量,現在的捕撈量還沒有證明對磷蝦數量產生重要影響。
但是在當下全球自然生態受衝擊的大環境下,磷蝦的前景並不明朗,且仍需大量考察研究。2018年,在多方的努力下,世界5大磷蝦捕撈巨頭,包括我國的中國水產有限公司聯合宣布自2020年永久停止在南極半島「生態敏感」海域內捕撈磷蝦。各方退出在南極48號海區敏感地帶(約佔有總捕撈量58%)的一切捕撈活動。
各方劃定的禁捕區域;來源:綠色和平Green Peace
(GP是近年來一直致力於磷蝦保護以及極地環境的一個國際組織)
我國最新南極磷蝦捕撈加工船「深藍」號;來源:上觀新聞
在深藍色海洋的每個角落,都有像磷蝦這樣的浮遊生物每天過著自己平淡卻不平凡的生活。它們有的享受著陽光的沐浴,有的每天在海浪中流浪,無盡探索著。沒有這些表面微不足道的小生物,海洋也不會如此充滿生機。人們也無法享盡寶貴的資源。自然界中,生物沒有貴賤之分,而各司其職,永遠有存在的意義。也願更多人領略其中的奧秘,了解這些默默無聞的小生物。
■ 常駐北京,一位對世界一竅不通,但熱愛探索的愣頭青
文字&排版:Antti Weich
圖文翻譯:Emma Hui
參考:
魚油 v.s.磷蝦油,哪個好?
https://zhuanlan.zhihu.com/p/25780437
保護南極磷蝦
https://www.pewtrusts.org/zh/research-and-analysis/fact-sheets/2014/10/protecting-antarctic-krill
南極將成立首個磷蝦禁漁區 中外對話海洋
https://chinadialogueocean.net/3891-krill-fishers-agree-to-partial-ban-in-antarctic/?lang=zh-hans
Krill National Geographic
https://www.nationalgeographic.com/animals/invertebrates/group/krill/
Krill companies limit Antarctic fishing BBC
https://www.bbc.com/news/science-environment-44771943
What are Planktons NOAA
https://oceanservice.noaa.gov/facts/plankton.html
Plankton: Small Organisms with a Big Role in the Ocean
https://oceanconservancy.org/blog/2019/08/09/plankton-small-organism-big-role/?ea.tracking.id=18HPXWJBXX&gclid=Cj0KCQjw0rr4BRCtARIsAB0_48OOsPeuwHo-Qp6rMww5TrDEYquuZ21TAXgO8i33UliFujs5bMDZqlUaAvCXEALw_wcB
Ocean Science: The power of plankton
https://www.nature.com/articles/483S17a
Krill fishing poses serious threat to Antarctic ecosystem, report warns Guardian
https://www.theguardian.com/environment/2018/mar/13/krill-fishing-poses-serious-threat-to-antarctic-ecosystem-report-warns
Decline in krill threatens Antarctic wildlife, from whales to penguins Guardian
https://www.theguardian.com/environment/2018/feb/14/decline-in-krill-threatens-antarctic-wildlife-from-whales-to-penguins
Krill – biology, ecology and fishing CCAMLR
https://www.ccamlr.org/en/fisheries/krill-–-biology-ecology-and-fishing
Evidence for a decline in the population density of Antarctic krill Euphausia superba Dana, 1850 still stands. A comment on Cox et al Oxford Academic
https://academic.oup.com/jcb/article/39/3/316/5479444
Krill Paradox: More Whales, More Plankton, More Krill, More Fish.
stopkillingwhales.com/the-krill-paradox.html
Long-term observations from Antarctica demonstrate that mismatched scales of fisheries management and predator-prey interaction lead to erroneous conclusions about precaution Nature
https://www.nature.com/articles/s41598-020-59223-9
Is the fishing industry leaving enough food for Antarctica’s top predators? Science
https://www.sciencemag.org/news/2019/01/fishing-industry-leaving-enough-food-antarcticas-top-predators