在北极海底荒原发现令人惊讶的以化石为食的海绵

该群落在常年冰封的寒冷海洋中茁壮成长

Sea creatures, including starfish, on the ocean floor.

科学家在北极深海中已灭绝的水下火山的山峰上发现了一个令人惊讶的丰富且人口密集的生态系统。这里以海绵为主,它们在那里大量生长,而且体型惊人。

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被厚厚的常年海冰覆盖,几乎没有营养物质,北冰洋中部是一个寒冷的荒原,很少有生物能够生存下来。

这就是为什么德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所(AWI)的研究人员及其同事在2016年发现冰下繁荣的丝绒般深海海绵群落时如此惊讶的原因。他们的破冰研究船在格陵兰岛以北,距离北极仅约200英里处,当时他们拖曳的潜水相机捕捉到一片毛茸茸的海绵花园,它们像覆盖一盒覆盆子的霉菌一样,覆盖着几座已灭绝的火山的顶部。其中一些甚至超过三英尺宽——以深海海绵的标准来看是巨型的。

如此多的大型海绵的存在令人困惑。海绵没有消化道,主要依靠被动滤食来收集流过它们的水中的营养物质。但北冰洋中部的洋流缓慢,水中很少有颗粒物在涡流。对海绵组织的测试还表明,这个群落远非短暂——它们的平均年龄为300岁。这就提出了一个问题:这些简单的动物如何在海洋荒原中生存了几个世纪?德国不来梅马克斯·普朗克海洋微生物研究所的生物学家特蕾莎·莫甘蒂说:“海绵是非常原始的动物。” “思考它们如何适应这些极端环境条件真的很有趣。”


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为了寻找海绵生存的秘密,AWI的研究人员收集了生物体及其周围沉积物的样本,并将它们送给莫甘蒂及其同事进行检查。他们的分析表明,海底并非总是贫瘠:沉积物样本中充满了化石。

许多化石是大型深海蠕虫的空壳,它们用管状的管道将自己固定在海底。虽然今天那里没有管虫,但科学家们发现它们的空壳并不感到惊讶。数千年前,气体从这些水下火山的热液喷口中渗出,为蠕虫创造了理想的栖息地。

研究人员在周二发表在《自然通讯》上的一项研究中得出结论,这种曾经活跃的渗漏生态系统在火山喷发后很长时间仍然影响着该地区。该团队收集的样本表明,海绵内充满了细菌,包括共生微生物,它们似乎帮助动物从其前辈的化石残骸中获取和处理营养物质。莫甘蒂说:“一个群落死亡,然后有另一个生物——在这种情况下是海绵——在该地区定居,它们不仅将古代群落用作基质,还将其用作食物来源。”

挪威卑尔根大学研究深海海绵地的生物学家海蒂·梅耶对这些深海海绵以化石碎屑为食的发现很感兴趣。她认为这种前所未有的摄食方式开启了北冰洋存在更多此类海绵绿洲的可能性。梅耶说:“我绝对相信沿着[火山]山脊分布着更多与此类似的海绵地”,她没有参与这项新研究。

这样的绿洲对其他各种生物来说将是好消息。像珊瑚一样,海绵是有效的生态系统工程师。随着它们的生长,它们会为其他动物创造各种各样的缝隙和裂缝。海绵还会沉积一种粘性的垫状表面,供细菌和碎屑沉淀。据莫甘蒂说,这就像一个“有机物质槽”,会吸引其他深海动物。当他们调查北极海绵地时,研究人员还发现了微小的虾、小蠕虫和胖乎乎的海星。甚至还有一丛丛深海珊瑚从下面以化石为食的海绵中探出头来。

莫甘蒂说,当这些足智多谋的海绵在古代喷口生态系统的废墟上建立时,它们创造了新的生态机会。她补充说:“这些海绵地是沙漠中的生命热点。”

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