研究歷史
1998年,夏威夷大學的研究人員發現,在北太平洋深海中,至少有43個種類的12490個生物體是依靠鯨落生存的。其中一些海洋生物——包括蛤蚌、蠕蟲和盲蝦中的稀有品種——會在屍體旁一點點吃掉殘餘物。這些鯨落是可以化能自養的,意思是說,它們可以通過化學反應自己生產食物。除了不需要獲取太陽光(因為陽光無法穿過深厚的水),化能自養類似於植物的光合作用。
對這種新奇的生態系統深入研究現象,科學家發現細菌會吃掉鯨的骨頭,這種骨頭中含有60%的脂肪。隨後,細菌會製造硫化氫——一種有臭雞蛋味道的化學物質。成千上萬的化能自養海洋生物再將硫化氫轉為能量,供它們生養與繁殖。
演化步驟
鯨落生態系統可分為四個演化階段:
移動清道夫階段(mobile-scavenger stage):在鯨屍下沉至海底過程中,盲鰻、鯊魚、一些甲殼類生物等以鯨屍中的柔軟組織為食。這一過程可以持續4(至少)至24個月(取決於鯨的個體大小)。期間90%的鯨屍將被分解。
機會主義者階段(enrichment opportunist stage):機會主義者(機會種)能夠在短期內適應相應環境而快速繁殖。這裡所說的環境,就是鯨屍、鯨骨。在這個階段,一些無脊椎動物特別是多毛類和甲殼類動物,能夠以殘餘鯨屍作為棲居環境,一邊生活在此,又一邊啃食殘餘鯨屍,不斷改變它們自己的所在環境。
化能自養階段(sulphophilic stage):大量厭氧細菌進入鯨骨和其它組織,分解其中的脂類,使用溶解在海水中的硫酸鹽作為氧化劑,產生硫化氫。化能自養細菌例如硫化菌,則將這些硫化氫作為能量的來源,利用水中溶解氧將其氧化,獲得能量。而與化能自養細菌共生的生物也因此有了能量補充。
礁岩階段(Reef stage):當殘餘鯨落當中的有機物質被消耗殆盡後,鯨骨的礦物遺骸就會作為礁岩成為生物們的聚居地。
新物種發現
鯨落獨特的生態系統也產生了一些特有生物,科學家在鯨落中發現兩 種新的蠕蟲品種——吃骨蟲弗蘭克普萊斯(Osedax frankpressi) 和吃骨蟲羅賓普魯姆斯(Osedax rubiplumus),它們寄生於鯨的骨頭上,樣子類似於水紋形的螢光棒。
起初,研究人員認為他們只發現了這種新物種的雌性,但是很快就意識到,雄性就在雌性體內,並在雌性體內迅速繁殖。
在鯨落第二個階段,這些吃骨蟲開始附著在鯨的骨骼上,產下成千上萬的幼蟲,這些幼蟲在海洋中漂浮,直到遇到另外的鯨落,然後重新開始這一過程。這只是科學家確定的,在鯨落中發現的16種新物種中的兩個。
生態意義
從鯨落的整體過程我們可以看出,鯨落的意義在海洋生態系統中有一定的重要地位。
首先,最直觀的,它為許多海洋生物提供了食物。這些海洋生物除了無脊椎動物和魚類,還有許多微生物。與這些微生物相比,鯨的個體大小差別巨大,因此一頭鯨的死亡能夠養活的海洋生物個體數量是相當可觀的。
其次,鯨落為許許多多的底棲生物提供了複雜的生境。一望無際的海底平原因為鯨落的出現而產生了小規模的生境變化,這樣的生境變化尤其受一些鑽孔生物、附著生物的歡迎。殘餘鯨落的出現為一些底棲動物提供了庇護場所,也為它們提供了有機質來源。
另外,鯨落促進了海洋上層有機物向海洋中下層的運輸。深海的生產力僅依靠化能自養細菌供給是不夠的,海洋生物進食和死亡產生的碎屑,例如海雪和鯨落,促進了營養物質向下運輸,以供給深海的生物,也促進了化能自養細菌產生更多的能量。
最後,鯨落這一獨特的生態系統促進了一些新生物種的產生。稱其為新生物種,主要是因為這類物種只出現於鯨落這一特定環境,科學家們還未在其它海洋生境當中發現。例如Osedaxfrankpressi和Osedaxrubiplumus都是僅發現於鯨骨當中的小動物(形態描述發表於2004年)。鯨落里的秘密還有許多等著我們去發現。
鯨落的形成和消失對許多生物來說是漫長的。現存的鯨目數量比過往少之又少,有些特定種群,例如灰鯨的西太種群數量僅可憐的兩位數,現狀令人擔憂。倘若人類捕食鯨類、食用鯨肉而不加以節制,恐怕其影響的生物數也數不清。但是,深海里的生物也不全靠鯨落生存,其各有各的生存之道。鯨落的消逝對未來海洋生態系統的影響,還在人們的探索目標中。