本文來源于海潮天下(Marine Biodiversity)
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▲上圖:在阿根廷盆地薩拉多-科羅拉多斷崖水下約3890米處,潛水機器人記錄下了一具沉入海底的鯨魚遺骸,即“鯨落”。這具骸骨已在海底存在了數十年,目前處于“礁石階段”,其有機組織已被消耗殆盡,剩下的骨骼成為了深海生物的堅硬附著基質。在食物匱乏的深海,鯨落給食腐動物、微生物以及專門啃食骨骼的食骨蠕蟲(Osedax sp.)提供養分,它是一個能維持數十甚至上百年的微型生態系統。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute
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近日,由阿根廷科學家領導的一支國際科考團隊在施密特海洋研究所(Schmidt Ocean Institute)“Falkor (too)”號科研船上完成了對阿根廷大陸架深海區域的綜合考察。
這次航程跨越了從北部的布宜諾斯艾利斯一直到南部火地島的漫長海岸線。在這項名為“極端生命——阿根廷冷泉”的計劃中,科考隊利用潛水機器人ROV SuBastian在近4000米深的深海中發現了28個疑似新物種,并記錄下多處罕見的深海生態景觀。
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▲上圖:在阿根廷近海的科羅拉多-羅森海底峽谷考察期間,潛水機器人觀測并拍攝到了這只透明的玻璃魷魚(glass squid)。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute
此次考察的核心目標是尋找深海冷泉。這類生態系統依靠海底溢出的甲烷等化學物質維持,不依賴陽光。研究團隊在Salado-Colorado、Colorado-Rawson以及馬爾維納斯附近區域進行了地質測繪和取樣,最終定位到一處活躍的冷泉區。雖然冷泉數量不多,但該區域展現出的生物多樣性密度超出了研究人員的預期。
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▲上圖:在阿根廷近海的馬德普拉塔峽谷(Mar del Plata Canyon)水下1014米處,科考隊發現了一處規模龐大的白巴特珊瑚(Bathelia candida)礁群,為海葵、海參、海膽及海螺等多種深海生物提供棲息場所。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute(CC BY-NC-SA)
在被初步判定為新物種的28種生物中,涵蓋了海螺、海膽、海葵、海星和蠕蟲。這些生物中的很大一部分棲息在一個巨大的深海珊瑚礁群中。該珊瑚礁主要由白色硬珊瑚——白巴特珊瑚(Bathelia candida)構成。
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▲上圖:在阿根廷近海的馬德普拉塔峽谷(Mar del Plata Canyon)水下1014米處,科考隊發現了一處規模龐大的白巴特珊瑚(Bathelia candida)礁群。這種堅硬的石珊瑚是重要的生境構筑者,能為海葵、海參、海膽及海螺等多種深海生物提供棲息場所。盡管該峽谷最深處超過3500米,但在此深度發現如此密集的珊瑚群落仍超出了研究人員的預料。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute(CC BY-NC-SA)
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上圖:在巴塔哥尼亞大陸邊緣一處約1044米深的海底峽谷峭壁上,白巴特珊瑚(Bathelia candida)與索諾珊瑚(Solenosmilia sp.)交織生長,覆蓋了數百米的區域。這些構筑礁石的珊瑚叢是深海中的“生物多樣性避難所”,為大量深海生物提供了賴以生存的結構空間。由于這類珊瑚生長周期極長,它們對人類活動帶來的環境影響表現得極為敏感。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute
這片新發現的珊瑚礁覆蓋面積至少達到0.4平方公里,規模接近梵蒂岡城的面積,是目前全球記錄到的最大的白巴特珊瑚礁,它們給章魚、甲殼類和多種魚類提供了復雜的棲息結構,被視為“脆弱海洋生態系統”(VME)的指示物種。更讓科學家驚訝的是,這次在南緯43.5度附近發現的珊瑚礁,比以往記錄的分布北界又向南延伸了約600公里,刷新了該物種已知的地理分布范圍。
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▲上圖:在阿根廷近海的馬德普拉塔峽谷(Mar del Plata Canyon)水下1014米處,科考隊發現了一處規模龐大的白巴特珊瑚(Bathelia candida)礁群。這種堅硬的石珊瑚是重要的生境構筑者,能為海葵、海參、海膽及海螺等多種深海生物提供棲息場所。盡管該峽谷最深處超過3500米,但在此深度發現如此密集的珊瑚群落仍超出了研究人員的預料。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute(CC BY-NC-SA)
潛水機器人在約250米深處還捕捉到了極其罕見的冥河水母(Stygiomedusa gigantea)。這種水母自1899年首次被發現以來,在全球范圍內僅有約120次目擊記錄。它的傘部直徑可達一米,四條如綢帶般的觸手長達十米。鏡頭中,幾只小魚(Centrolophus sp.)正圍繞在水母傘部周圍游動。
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▲上圖:在水下250米深處,潛水機器人拍攝到了這只巨大的冥河水母(Stygiomedusa gigantea)。這種水母的傘蓋直徑可達1米,四條觸手(口腕)長度可延伸至10米。與大多數水母不同,它們沒有帶刺的觸手,而是利用長而寬闊的口腕來捕捉浮游生物和小魚。畫面中,幾條長鰭舵鰹屬的小魚(Centrolophus sp.)正圍繞在它的傘部游動,尋找庇護。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute
此外,科考隊在阿根廷盆地約3890米深處發現了該國首個深海鯨落。這具已經沉沒數十年的鯨魚遺骸已進入“礁石階段”(reef phase),雖然肉體已被耗盡,但殘存的骨骼依然支撐著深海鯊魚、螃蟹以及食骨蠕蟲(Osedax sp.)的生存。
在火地島附近的馬爾維納斯海槽,研究人員還在3000米深的海底記錄到了古老的深海樹珊瑚(Paragorgia arborea)海底花園、巨大的海綿群落。
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▲上圖:在馬爾維納斯海槽(Malvinas Trench)南側水下500米處,潛水機器人拍攝到了由一種深海珊瑚Paragorgia arborea構成的廣闊珊瑚花園。這種像泡泡糖一樣的深海珊瑚,生長速度極為緩慢,每年僅增長約1厘米。畫面中這些高度超過1米的珊瑚群落,意味著其生長年限可能已達數百年。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute
盡管這些深海區域地處偏遠且光線無法觸及,但人類活動的影響依然清晰可見。ROV在考察過程中多次發現塑料垃圾,包括垃圾袋和廢棄漁網。最令科考隊員意外的是,在一處海底發現了一盤標簽為韓文、外觀幾乎完好的VHS錄像帶。塑料材質的穩定性使其在數千米下的高壓和低溫環境中依然沒有崩解。
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▲上圖:在阿根廷近海的科羅拉多-羅森海底峽谷(Colorado-Rawson submarine canyon)約2640米深處,潛水機器人ROV SuBastian的機械臂正在回收一盤被遺棄在那里的VHS錄像帶。即便身處兩千多米的高壓深海,這盤錄像帶的塑料外殼依然保存得非常完好,這令科研團隊感到驚訝。科學家隨后將研究這些深海塑料是否已被周邊生物攝入,以此評估人類廢棄物對極端環境生態系統的滲透程度。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute
海潮天下(Marine Biodiversity)小編查閱資料發現,這個發現中提到的VHS錄像帶,全稱為“家用錄像系統”(Video Home System),是20世紀70年代末至90年代風靡全球的家庭影像存儲介質。這種磁帶被包裹在一個長方形的黑色塑料盒內,內部有兩根轉軸卷動涂有磁性氧化物的帶子,來記錄模擬視頻、音頻信號。在數字光盤和流媒體普及之前,它是人們觀看電影和家庭錄影的主要方式,一般具有堅固的塑料外殼堅、機械結構簡單,使得它在被丟棄至深海數十年后依然能保持物理形態的完整。
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▲上圖:在水下619米深處,科學家在一片由化能合成蛤類(包括Archivesica屬和Calyptogena屬)空殼組成的河床上,觀察到了這只鎧甲蝦(Squat lobster)。這片區域與海底甲烷滲漏形成的碳酸鹽丘緊密相連,構成了獨特的化能合成生境。目前,科學界對阿根廷海域內這類依靠化學能量維持的生態系統仍缺乏系統性認知。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute
此次科考的初衷之一是尋找“冷泉”——即從地層中溢出甲烷等化學物質的海底區域。這些化學物質通過化能合成作用養活了大量的微生物,進而支撐起由化學合成蛤(Archivesica sp.)和管蟲組成的特殊生態系統。團隊最終定位到一處面積約1平方公里的活躍冷泉區,其規模是白巴特珊瑚礁的兩倍。
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▲上圖:在水下614米深處,潛水機器人觀測到了這種被稱為“馬蹄形土丘”的海底地貌。這里由甲烷滲漏形成的巖石露頭與軟泥沉積物交替分布,其間點綴著大量的化學合成蛤類(Archivesica sp. 和 Calyptogena sp.)。在阿根廷海域,這類依賴化能合成作用維持的深海生態系統,其生物多樣性與環境背景仍有待科學家進一步深入研究。圖片來源:ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute
目前,探險隊已經帶回了大量化學、物理和生物樣本,已進入分析階段。首席科學家María Emilia Bravo表示,這些數據將用于進一步研究阿根廷海域深海生態系統的功能與連接性。雖然發現28個潛在新物種是一個重要的科學進展,但深海塑料垃圾的出現也為這些極端生境的保護現狀提供了實證。這次考察只是打開了一扇窗戶,阿根廷深海中依然有大量未知的連接性和生態功能等待人類去解讀。
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【小編點評】
公開資料顯示,施密特海洋研究所提供的“Falkor (too)”號科研船及其ROV SuBastian潛水機器人,代表了目前民用深海探測的最高技術水平之一。海潮天下(Marine Biodiversity)小編查閱資料發現,全球深海探測技術發展非常分層。SuBastian應該算是屬于“中深海”領域的比較頂尖的設備了(如4500米級ROV),它的核心優勢在于極高的機動性、精密的科學采樣能力和高分辨率觀測。目前全球已知的最深民用/科學深海探測系統,如日本JAMSTEC研制的“Kaiko”以及美國伍茲霍爾海洋研究所的“海神”(Nereus)號,最大下潛深度均可達11000米(即挑戰馬里亞納海溝的極限深度),幾乎是SuBastian的2.5倍。但是,“Kaiko”這類極深海ROV更側重于極限環境的耐壓能力,往往在機動性、操作時間和靈活性上不及SuBastian。
回到本文中的這個阿根廷的案例。這種合作模式通常是:施密特海洋研究所提供先進的海上實驗室、數據采集設備和船員支持;而具體的科學問題、航線設計及樣本分析則由申請并獲得航次的科學家團隊負責。阿根廷團隊憑借其對該海域已有的研究積累,成功申請到了這一國際頂尖科研資源的使用權,從而實現了在國際尖端平臺上開展本國主導的研究。這類由阿根廷本土科學家主導研究,能夠直接將科研成果轉化為政策建議(比如海洋保護區的建議),為保護其脆弱的深海生態系統提供科學依據。
這次科考是在阿根廷擁有主權權利的海域內進行的,范圍非常廣,從北部的布宜諾斯艾利斯一直延伸至南端的火地島,全部位于阿根廷的專屬經濟區內。此次考察的馬德普拉塔峽谷(Mar del Plata Canyon)以及馬爾維納斯海槽(Malvinas Trough)邊緣,正是阿根廷海洋科學研究和主權宣示的重點區域。所以,海潮天下(Marine Biodiversity)小編特意好奇的查一下,這種合作模式是否可能會侵犯發展中國家(阿根廷)的海洋主權呢?畢竟,它這種合作模式,涉及到了數據的“開放共享”。
經查閱公開資料發現,SOI的官方聲明中多次強調,其使命是支持科學發現并提倡“數據開放共享”,但“物理樣本”則由首席科學家所在的學術機構負責處理。考察中采集的所有生物和化學樣本,其所有權明確屬于阿根廷。新聞稿顯示,采集到的樣本,在下船后,已運往阿根廷本土的實驗室(如阿根廷海洋學研究所)進行后續研究。此次考察是由阿根廷國家科學技術研究委員會(CONICET)和布宜諾斯艾利斯大學(UBA)的科學家主導,從航線規劃到樣本采集,每一步都在阿根廷主權部門的監督與參與下進行。畢竟,如果在這28個新物種中發現了具有巨大商業價值的基因序列(例如用于研制新型抗生素),未來這些基因專利的利益分配可能會成為焦點。這也是為什么阿根廷必須由本土科學家主導采集過程,并在法律框架內對樣本進行確權登記的原因。
本文參考資料
https://schmidtocean.org/
https://schmidtocean.org/argentinas-deep-sea-is-more-biodiverse-than-scientists-thought/
https://www.popsci.com/environment/new-deep-sea-species-argentina/
https://www.kansascity.com/living/article314690150.html
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資訊源 | SOI
文 | 王海詩
排版 | 盧曉雨
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