南极深海热泉首次发现“雪人蟹”和“幽灵章鱼”

更好地了解支配深海热泉生命模式的因素,将有助于就如何管理这些深海资源做出负责任的决策

科学家首次探索南极洲的深海热泉,发现了与在其他热液喷口周围发现的世界截然不同的景象,这里栖息着新的海葵物种、掠食性海星和成堆的多毛胸雪人蟹。

牛津大学动物学教授、探险队负责人亚历克斯·罗杰斯说,这“几乎就像来自另一个星球的景象”。

即使在令人叹为观止的深海热泉世界中,南极洲的发现也脱颖而出,人们发现不熟悉的螃蟹物种成堆地聚集在从海底涌出的温暖水域周围。罗杰斯说,在热泉中发现的许多动物从未在其他海洋的热液喷口中被发现。“看到如此高密度的这些动物真是太令人惊叹了,”罗杰斯告诉LiveScience。


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在没有阳光的深海热泉世界中,能量不是来自太阳,而是来自海洋地壳中产生的热液能量。

雪人蟹似乎在其覆盖着多毛卷须的胸部上培育了“细菌花园”。罗杰斯说,这些细菌垫几乎可以肯定为螃蟹提供了食物。反过来,掠食性的七臂海星潜伏在热泉的外围,捕食不幸的螃蟹。[观看来自热泉的视频照片]

罗杰斯告诉LiveScience:“我们看到动物群落时绝对惊呆了,因为它们与在其他地方看到的热液喷口如此不同。”他和他的同事今天(1月3日)在PLoS Biology期刊上报告了他们的研究结果。

深海中的发现

世界各地的深海热泉都孕育着奇异的生命,但此前没有人曾在南极洲发现过热液喷口,南安普顿大学地球与海洋科学教授乔恩·科普利解释说,他也参与了这项研究。这主要是因为在严酷的南大洋中进行研究比在温带气候中更困难。[极端微生物:世界上最奇异的生命]

科普利告诉LiveScience:“只是在最近,我们才真的敢于大胆地前往两极。”

1999年,南极洲测绘调查在南大洋大西洋部分的东斯科舍海岭上空的水柱中发现了热液喷口输出的迹象,该海岭位于南极洲和南美洲之间并向东延伸。研究人员花了10年时间才返回进行全面考察,在此期间,他们将摄像机降至两个区域,深度分别为8,530英尺(2,600米)和7,874英尺(2,400米),首次瞥见了南极洲的热液喷口。其中包括“黑烟囱”,即排放深色过热水的烟囱状喷口。

尽管该地区南大洋的背景温度为华氏32度(摄氏0度),但黑烟囱喷出的水温高达华氏721度(摄氏382度)。

2010年,研究人员带着名为“伊西斯”的遥控潜水器(ROV)返回。该潜水器拍摄了令人惊叹的热泉动物群的特写照片,并采集了生物样本以进行鉴定。

新世界

新物种中包括雪人蟹,它们密集地聚集在热泉周围,密度高达每平方米600只。

罗杰斯说:“在某些地方,它们简直是堆积在一起。”科普利说,螃蟹通常不太能耐受寒冷的温度,因此热泉可能是这些螃蟹温暖的避难所。

与其他海洋的热泉不同,南极洲的热泉缺乏管状蠕虫、贻贝和虾。相反,它们栖息着新的藤壶和海葵物种,以及一种大型棕色螺旋壳蜗牛。研究人员甚至看到了幽灵般的苍白章鱼,它们似乎被ROV的灯光吸引。

科普利说:“我们对我们的发现感到非常震惊。” “我曾在在大西洋、太平洋和印度洋的热泉工作过,但就生命而言,这些是我见过的最茂盛、最丰富的热泉。”

罗杰斯说,这项发现有助于填补研究人员对深海生命如何在海洋中扩散的理解空白。他们曾预计南大洋将成为热泉物种在大西洋、太平洋和印度洋之间传播的历史门户,并且似乎确实有一些物种,例如雪人蟹,与在其他热泉中发现的物种有关。科普利说,这些关系似乎可以追溯到地质历史,当时南极洲和东太平洋之间存在联系。

但南极洲热泉与在其他地方发现的热泉之间的巨大差异表明,该地区不是一个门户,而是一个独立的生物区域,罗杰斯说。他说,寒冷的南极洲水域可能成为以游泳、觅食幼虫开始生命的物种的障碍。另一方面,那些在卵中携带自身食物供应的幼虫——称为卵黄营养幼虫——可能能够在寒冷的南大洋中生存和扩散。

随着人类越来越多地开发深海以获取鱼类、石油和矿产,了解物种如何扩散至关重要,科普利说。

“在我们了解支配深海热泉生命模式的因素、它们的种群之间的相互关联程度、生命从一个热泉扩散到另一个热泉的程度之前,我们就无法就如何管理这些深海资源做出负责任的决策。”

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