两年前，莎娜·戈弗雷迪冲进了加利福尼亚湾“西式飞行者”号研究船的控制室，这是一艘117英尺长的研究船。船上的电视监视器显示出海底附近的一个外星世界，戈弗雷迪想仔细看看。屏幕上是成千上万条微小的橙色管虫和几十种其他动物，其中一些是科学界的新物种。当水下机器人探测器探索海底喷出超高温水的热液喷口环境时，这个奇异的栖息地在灯光下闪闪发光。令西方学院的海洋生物学家戈弗雷迪以及船上其他10位科学家感到震惊的是，这个名为佩斯卡德罗盆地的地点的生物与邻近地点的生物截然不同。在同一海湾约75公里外的阿尔科伦海隆内的热泉口也栖息着大量的管虫，只是它们的颜色是血红色的。总的来说，这两个地点仅共享了已识别出的61种动物物种中的7种。“世界上没有其他地方能在如此近距离的地方看到如此巨大的物种差异，”同样在船上的MBARI研究员香农·约翰逊说。
最近的研究暗示，邻近的热液喷口可能栖息着不同的生物群，但正如戈弗雷迪、约翰逊及其同事在7月26日出版的《英国皇家学会学报B》（Proceedings of the Royal Society B）（pdf）中描述的那样，加利福尼亚湾的景象提供了这种趋势的首批戏剧性例证之一。戈弗雷迪的团队认为，每个热泉口当地的地质和化学特征有效地选择了一个稀有且特化的动物群落，该群落可能只能在该地点生存。
管虫紧紧抓住佩斯卡德罗盆地的一个热泉口。图片来源：© 2015 MBARI
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对这些热水的寻找始于2012年，当时MBARI的科学家们在发现暗示存在热泉口的化学异常现象后，派遣一枚导弹状的水下无人机绘制佩斯卡德罗盆地的地图。虽然无人机能够找到它们，但它缺乏能够拍摄任何动物群落的仪器。因此，在2015年4月，MBARI的科学家们派下一辆SUV大小的遥控潜水器，拍摄热泉口的影像，并收集周围海水、泥土、岩石和动物的样本。正是在这次航行中，戈弗雷迪和约翰逊发现自己被传来的图像深深吸引。“我们所有人都离开了座位，用手机拍摄屏幕，”约翰逊说。“我们看起来像一群游客！”
虽然船上的每个人都立即清楚地看到，佩斯卡德罗盆地内的热泉口发现的动物与邻近阿尔科伦海隆发现的动物截然不同，但科学家们无法立即解释原因。在阿尔科伦海隆看到的血红色管虫Riftia以长途迁徙而闻名。它们不仅在加利福尼亚湾被发现，而且在加拉帕戈斯群岛和复活节岛附近也被发现。虽然这本身最初就是一个谜，但科学家们现在知道这些动物释放出微小的幼虫，这些幼虫被洋流带到不同的热泉口，在那里定居并形成新的群落。尽管如此，它们的具体移动路线仍然未知。近年来，人们认为Riftia和其他热泉口生物可能会以逐步的方式迁移，从一个热泉口移动到紧邻的热泉口，依此类推。但戈弗雷迪团队的新研究表明，幼虫不会在任何旧的热泉口定居。“它们有点像金发姑娘，”约翰逊说。“它们必须找到合适的环境才能感到舒适和茁壮成长。”
事实上，如果迁徙的下一代遇到与它们家乡热泉口地质和化学特征截然不同的热泉口，它们可能会死亡。幼虫可以长途跋涉，但如果它们遇到太热或太冷等邻近的热泉口，它们可能不得不跳过这些热泉口，并冒险走得更远以寻找合适的家园。在热泉口密集的海洋中，这不会成为问题，但在热泉口稀疏的地区，情况会变得更加棘手——每个热泉口都变得更加重要，杜克大学海洋实验室的深海生物学家兼主任辛迪·范·多弗说，她没有参与这项发现。
MBARI的遥控潜水器“Doc Ricketts”号在潜入深海之前，在研究船“西式飞行者”号的“月池”中下水。图片来源：Mariah Salisbury © 2015 MBARI
并非每位专家都同意生物地球化学假说。不列颠哥伦比亚省海洋科学研究所的物理海洋学家理查德·汤姆森也未参与这项工作，他说深海洋流可能是极端生物变异的驱动因素。也许涌入佩斯卡德罗盆地的洋流非常强劲，以至于该栖息地只适合最顽强的管虫。或者真正的罪魁祸首是时间。伍兹霍尔海洋研究所的深海生物学家蒂姆·尚克认为，一个地点可能没有动物，原因很简单，它们尚未到达。尚克将热泉口比作森林。如果你砍伐森林，草和其他灌木会在新树木出现之前很久就生长出来。但这并不意味着那些树木不能在那片森林中生长。尽管如此，尚克认为，由于这两个地点之间的多样性如此巨大，因此地球化学很可能起着最大的作用。他没有参与这项研究，但很高兴看到该领域的进一步研究能够更好地发展该假说。
无论热泉口独特种群的原因是什么，新的研究表明，这些动物种群可能比想象的更脆弱，这引发了一个迫在眉睫的担忧。几家公司正在申请在加利福尼亚湾海底开采包括黄金和铂金在内的贵金属的许可证。采矿机械可能会在创造高矿石回报的过程中摧毁其中一些世界。但在范·多弗看来，这种价值无法与地球热液喷口中繁荣的动物群落的丰富性相提并论。“当我看到这些美丽、丰富的种群的照片，并想象有人兴高采烈地进去把它们刮干净时，我觉得这太可悲了，”她说。采矿公司可能不仅对单个热泉口群落构成风险，而且对山脊上游和下游的群落也构成风险。由于这些动物依赖热泉口作为建立新群落的跳板，消除一个热泉口可能会阻止一个物种的行进。“如果你炸毁了关键栖息地，那么这对该物种来说将是一个问题，”范·多弗说。目前还没有科学家知道哪些栖息地对热泉口生物至关重要，也不知道在沿山脊与其他热泉口的连通性丧失之前可以摧毁多少个热泉口。但范·多弗说，如果我们破坏了这条链条，我们就无法修复它。