为何深海中有这么多庞然巨兽?
新浪科技讯 北京时间5月11日消息,据国外媒体报道,在海洋中最幽深、寒冷的区域中,生活着一些体积无比庞大的海洋生物,其中大多为无脊椎动物。与乌贼、海蜘蛛、蠕虫等动物相比,世界上其它物种的大小都显得相形见绌。这种现象名叫“巨大化”。
亚南极海域的大王乌贼身长约为新西兰常见的箭乌贼的14倍。太平洋偏远海域深处的海绵尺寸可达到一台面包车的大小。但这些寒冷刺骨的海水深处为何能创造出如此庞大的生物呢?也许是因为生存需求,也可能是冰冷海水中的某些因素使然。
2006年发表在《生物地理学》上的一篇文章指出,海洋最深处的资源十分匮乏,与岛屿生态系统差不多。大多数食物都来自浅水,只有一部分能到达海洋深处。加州蒙特雷水族馆高级管理员艾丽西亚·比通多指出,当缺少食物时,庞大的体型可以提供巨大的优势。
大型动物在寻找食物或配偶时,移动的速度更快、范围也更远。它们的新陈代谢效率更高,体内也能更好地囤积食物。因此当食物(比如大型动物的尸体)落入深海时,大型动物摄入的食物更多、储存能量的时间也更久。
深海的低温会导致动物体内的新陈代谢速率显著降低,可能也对深海动物的巨大化起到了助长作用。深海生态系统中的生物生长和成熟速度往往非常缓慢,例如格陵兰睡鲨,它们最多可达到7.3米长、1.5吨重,但它们终生都在生长,而且寿命可达数百年。格陵兰鲨每年只长1厘米,直到150岁左右才会达到性成熟。比通多补充道,这在一定程度上是因为深海缺少天敌,因此这些鲨鱼才能活得这么久、长得这么大。
人类在深海遇见这些巨兽之前,最早先是在南极附近的海域发现了它们的存在。在南极附近,“巨大化”现象似乎更靠近海面一些,浅水中生活着巨大的海蛞蝓、海绵、蠕虫、海蜘蛛、甚至庞大的单细胞生物。它们所在的水域是可以使用水肺潜水的深度,最浅只有9.1米。蒙大拿大学生态生理学家阿尔特·伍兹指出:“南极也许有某种特殊因素,使这些巨大的物种可以在离水面更近的水域生存。”伍兹认为,南极水域的巨大化现象也许和冰冷海水中的氧气供应有关。
极地区域的海水氧气浓度较高。但低温会降低新陈代谢率,因此这些环境中的动物用氧的速度很慢。由于这里的氧气含量远远超过了动物的需求量,制约其生长的条件或许因此得以放松。这些环境让动物的身体和组织可以长得更加庞大,同时没有缺氧之虞。也就是说,充足的氧气供应不一定是导致海洋生物体型较大的原因,但至少为此创造了条件。
但即使对极地海洋动物来说,体型大小似乎也是存在上限的。在2017年发表在《英国皇家学会报告B刊》上的一项报告中,伍兹和同事们对北极海蜘蛛开展了研究。它们体型十分庞大,直径最长可达30.5厘米。该团队发现,海蜘蛛体型越大,体内氧气水平越低。有氧代谢取决于氧气供应,当氧气水平过低时,身体组织就会发生缺氧。海蜘蛛体型和氧气水平之间的关系说明,氧气供应量和需求量之间的平衡似乎正在发生改变。
虽然目前已有几种关于巨型海洋生物如何产生的假说,但还无人确定,导致它们在进化过程中发生体型巨变的具体机制是什么。正如伍兹所说:“在生物界,没有什么是确凿无疑的。”(叶子)
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