前往冥府又折返:克马德克海沟的狮子鱼惊奇

在R/V托马斯·G·汤普森号上——在太平洋的尺度上,克马德克海沟看起来像一条细线,从西南向东北蜿蜒而下,就在新西兰北岛东北端的近海。

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点


R/V 托马斯·G·汤普森号上——在太平洋的尺度上,克马德克海沟看起来像一条细线,从西南向东北蜿蜒而下,就在新西兰北岛东北端的近海。但是,当你放大并查看船舶多波束声纳可以揭示的粗略细节时,你会看到一些特征,除非你是以驾驶飞机为生,否则这些特征超出了任何人的日常经验的尺度和宏伟程度。然后,你叠加标记典型一英里长涅柔斯断面线的标记,你必须进一步放大,使其不仅仅是地图上的一个点。

海沟深度达到10,047米,我们无法掌握那里的浩瀚和复杂性,因为这里没有任何东西可以与之相比。而且我们只有极少的图像和样本可以用来支撑我们的语言和想法来描述它。然而,科学家们最近才能够揭开一些覆盖的深度,以最概括的方式描绘深海生命的景象,这些生命与我们共同生活在这个星球上,以及它们如何在对我们来说如此陌生的星球部分生存。他们能够做到这一点的部分原因是像涅柔斯号这样的工具的开发。

涅柔斯号今天下潜到7,000米,花了将近八个小时才下去又上来。在它在海底度过的另外八个小时里,科学家们通过船上的一排监视器全神贯注地观看,收集了16个沉积物岩芯、7个生物标本以及数小时的超高清视频,这些视频将在未来几个月或几年内被仔细研究。然而,它只沿着一个超过一千公里长的地貌行进了一公里,其中包含了无数的小生境、裂缝和缝隙,生物可以在那里躲藏,而且几乎肯定在那里躲藏着。尽管如此,沉积物样本几乎肯定会告诉我们一些关于克马德克海沟微生物生命多样性的信息,收集到的动物将有助于量化深渊生物吸收了多少碳,或者蛋白质如何在不利条件下正确折叠,而图像将提供关于曾经被认为是贫瘠海底的生物的绝对丰度和多样性的硬数据。


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“从1950年代开始,我们少量样本的出现改变了我们对海沟的看法,”蒂姆·尚克说道,他是来自伍兹霍尔海洋研究所的生物学家,也是这项国家科学基金会资助的任务的首席科学家。“如果我对深海生命不再感到惊讶,我才会感到惊讶。而且我认为我甚至还没有看到那里的冰山一角。”

昨天我们也经历了一个惊喜,当深渊着陆器返回时,第一次观看视频引起了阿伯丁小组的呻吟,因为诱饵杆悬挂在一个小悬崖的边缘。过去,这样的放置意味着视频上几个小时空无一物,因为狮子鱼,唯一在那深度发现的鱼类,如果消耗过多能量就会基本上昏过去,因此将所有时间都花在沿着海底缓慢移动上。

然而,在收集一分钟视频片段的过程中,人们可以看到一条狮子鱼正在做以前从未见过的动作:向上游。瞬间,狮子鱼作为纯粹底栖物种的概念被改写了。

这令人费解,因为理论上鱼类不应该能够在超过约8,500米的深度生存,而且如果它们可以在水柱中向上游,它们可能只是决定在某个时候迁移到更深的地方,以利用那里的食物和栖息地。但是,在超过该深度的某个点,鱼细胞和海水之间的渗透压差异会发生逆转,这意味着鱼类的细胞生理机能必须发生变化,才能排出水分而不是保留水分。一些海洋鱼类可以做到这一点(想想从海洋返回产卵的鲑鱼),但是它们需要时间来重启它们的生理机能,并且它们已经进化出了这样做的机制。

而这一切都因为着陆器意外地发现自己停在一个悬崖的边缘!如果着陆器朝向另一个方向,或者如果涅柔斯号在它的一个断面上走了不同的方向,研究人员会发现什么?更令人惊奇的事情?更多我们已经知道的事情?什么都没有?相对于海沟的浩瀚以及到达那里所面临的挑战,很容易因我们的努力规模而感到麻痹。关键不是考虑所有错失的机会或随机的机会,而是关注已经获得的数据,因为我们正在努力,并且关注如果我们继续探索这个巨大的、未开发的生态系统,地球生命的图景将会变得更加丰富和详细。

“我认为作为一个物种,如果我们要思考地球上的生命以及在我们的星球上生存所需的条件,我们最好了解海沟中正在发生的事情,”尚克说。

使用多波束进行测绘,来自伍兹霍尔海洋研究所,在Vimeo上。

了解深海鱼类,来自伍兹霍尔海洋研究所,在Vimeo上。

Ken Kostel is a science writer and web editor at the Woods Hole Oceanographic Institution, a job he has had since 2010. Before that, he worked at several different non-profit scientific research organizations, including the Lamont-Doherty Earth Observatory, American Museum of Natural History, and Wildlife Conservation Society. He has master's degrees in journalism and environmental science from Columbia University, a photography degree from the Rochester Institute of Technology, and part of an engineering degree (the easy part) from Washington University in St. Louis. He lives in Falmouth, Massachusetts, with his wife, Anne-Marie, and enjoys kayaking, hiking and cooking.

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