北冰洋海冰下的食物链

旧金山 — 虽然北极熊和海豹已成为北极海冰消融的代表,但它们已经繁荣了很长时间。

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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


旧金山——虽然北极熊和海豹已成为北极海冰消融的代表,但它们已经繁荣了很长时间。熊吃海豹,但海豹吃什么呢? 也许是鱼,尽管在北极的许多地方鱼类数量很少。 即使这样,鱼又吃什么呢? 研究人员一直没有办法充分调查食物网,但现在他们有了:一种名为“涅柔斯”的新型机器人,它可以在冰下自主巡航数公里,并将数据和视频返回到冰缘的船上。

伍兹霍尔海洋研究所牵头的财团建造和运营的“涅柔斯冰下航行器”在7月的首次北极任务中完成了四次潜水。 来自该任务的三位主要研究人员昨天在旧金山美国地球物理联合会秋季会议的新闻发布会上描述了这些潜水。 我的同事里奇·莫纳斯特斯基于昨天下午在《自然》杂志发表的一篇文章中描述了这些潜水(《大众科学》是自然出版集团的一部分)。

研究人员还发布了一些来自潜水的有趣的科学成果。 最令人惊讶的发现是,在北极海冰正下方漂浮着比科学家们想象的更多的生命,而且食物网也复杂得多。 在涅柔斯出现之前,科学家们很难探测甚至看到冰下未受干扰的生命。 但涅柔斯显示,大量深色藻类群落附着在冰的底部。 反过来,它又被各种各样的小动物吞噬,其中许多很小,但有些较大。


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在会议晚些时候,我采访了德国不来梅港亥姆霍兹极地和海洋研究中心的海洋生物学家、探险队的首席科学家安特耶·博蒂乌斯。 我想知道她和她的同事们看到了什么,以及她认为哪些生命形式正在吃哪些其他生命形式。 以下段落描述了她告诉我的内容。 看一看,然后观看机器人潜水期间拍摄的视频(此处),您应该能够看到博蒂乌斯描述的各种生命形式。

由于全球变暖导致冰层变薄,更多的阳光穿透到冰的底部,一种被称为硅藻的藻类正在生长,有时成点状,有时成大片聚集。 在视频中,这些藻类看起来像冰上的黑色斑点。 一些硅藻附着在冰上,但另一些附着在这些硅藻上并漂浮在旁边。 浮游生物产生一种粘液,帮助它们粘在一起。 一些浮游生物还会捕获氧气气泡(硅藻产生氧气气泡),以帮助扩展的质量漂浮到冰的底部,使群落能够获得最大量的阳光进行光合作用。

被称为桡足类的小型甲壳类动物在水中自由漂浮并以藻类为食。 它们是您可以在视频中看到漂浮在水中的“尘埃”的主要成分。 但是,由于冬季黑暗月份水中养分减少甚至消失,藻类的光合作用基本停止,桡足类动物会在体内产生并储存脂质,它们靠这些脂质度过黑暗的月份。

现在来说说真正酷的小动物:栉水母和樽海鞘。 这些是较大的活体团块,看起来有点像小水母。 在视频中,从大约一半的位置开始,您可以看到它们悬停并拍打着幽灵般的身体。 它们吃桡足类动物。

但是,在冰下区域,什么吃栉水母呢? “我们不知道,”博蒂乌斯告诉我。 “我们没有看到鱼。” 在温暖的水域中,凤尾鱼等小型鱼类和鳕鱼等大型鱼类会吃掉这些凝胶状动物,而海豹和北极熊会吃掉鱼类。 博蒂乌斯渴望返回进行未来的任务,以尝试完成食物网,这显然对所有这些大小动物的生存至关重要,反过来,这可能会影响将北极地区与较低纬度的温暖地区联系起来的其他食物网。 博蒂乌斯说,最终,“了解更多信息将告诉我们冰层流失对地球生命意味着什么。”

照片由伍兹霍尔海洋研究所涅柔斯任务提供

Mark Fischetti has been a senior editor at 大众科学 for 17 years and has covered sustainability issues, including climate, weather, environment, energy, food, water, biodiversity, population, and more. He assigns and edits feature articles, commentaries and news by journalists and scientists and also writes in those formats. He edits History, the magazine's department looking at science advances throughout time. He was founding managing editor of two spinoff magazines: 大众科学 Mind and 大众科学 Earth 3.0. His 2001 freelance article for the magazine, "Drowning New Orleans," predicted the widespread disaster that a storm like Hurricane Katrina would impose on the city. His video What Happens to Your Body after You Die?, has more than 12 million views on YouTube. Fischetti has written freelance articles for the New York Times, Sports Illustrated, Smithsonian, Technology Review, Fast Company, and many others. He co-authored the book Weaving the Web with Tim Berners-Lee, inventor of the World Wide Web, which tells the real story of how the Web was created. He also co-authored The New Killer Diseases with microbiologist Elinor Levy. Fischetti is a former managing editor of IEEE Spectrum Magazine and of Family Business Magazine. He has a physics degree and has twice served as the Attaway Fellow in Civic Culture at Centenary College of Louisiana, which awarded him an honorary doctorate. In 2021 he received the American Geophysical Union's Robert C. Cowen Award for Sustained Achievement in Science Journalism, which celebrates a career of outstanding reporting on the Earth and space sciences. He has appeared on NBC's Meet the Press, CNN, the History Channel, NPR News and many news radio stations. Follow Fischetti on X (formerly Twitter) @markfischetti

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