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鲸的故事,甚至死后依然在对深海的生态系统做出贡献,今天是国际生物多样性日

日期:2020-05-22 17:01:12 来源:互联网 编辑:小狐 阅读人数:748

撰文 / 李新正(中国科学院海洋研究所)

今天是“国际生物多样性日”

生物 多 样性是地球上生命经过

几十亿年发展进化的结果,

是人类赖以生存的物质基础。

鲸类是海洋生态中的顶级消费者之一,它们的一生对于海洋生态的平衡和食物网的维持都至关重要,甚至死后依然在对深海的生态做出贡献。今天就让我们一起走进这种海洋巨兽,了解它们的生态故事吧。

鲸的故事,甚至死后依然在对深海的生态系统做出贡献,今天是国际生物多样性日(图1)

鲸都吃些什么?

迄今为止,已经发现的鲸类大约有90种。根据生活习性和食性关系,它们通常分为两大类,一类叫做齿鲸,一类叫做须鲸。

齿鲸口的上下颌长着尖锐坚固的大牙齿,以捕食鱼类、海豹或其他动物为生,与须鲸类相比,它们通常个头较小,例如各种各样的海豚就属于齿鲸类,凶猛无比、海洋中的霸主虎鲸,也属齿鲸类。

须鲸类口中不长牙齿,而是长满了密密的栅栏似的鲸须,以吞食磷虾等浮游动物为生,它们的个头比齿鲸类要大得多,比如蓝鲸、灰鲸、露脊鲸等海中巨无霸都是须鲸,都是吃浮游动物的。

大块头的小点心

为什么须鲸身体巨大却吃磷虾这样小的浮游动物呢?

其实这跟陆地上的动物有些类似。比如大草原上,霸主是狮子,但比起大象、河马、犀牛等食草动物,狮子的个头显然小得多。这是因为像狮子、猎豹、鬣狗这样的肉食性动物需要捕猎,而捕猎对身体素质的要求很高,而且它们还需要寻找抵抗能力较弱、老弱病残或落单的动物,因此其可猎取的猎物数量是有限的。这些条件都限制了肉食动物数量不能很多,且身体不能很大。相反,由于草原上的草长得非常快,吃草的动物就不用担心食物的供应,因此个头就长得很大,例如大象、河马等;即使身体不大,个体数量也可以非常多,是肉食动物数量的上千倍上万倍,如斑马、角马、羚羊等。

大洋的环境特点很像草原,因此大洋中的食物点也跟草原类似,虎鲸、海豚等齿鲸类是肉食性的,经常合作围猎鱼群,相当于草原上的狮子、猎豹等,同样道理,它们不能长得太大;而以浮游生物磷虾为食的须鲸类食物供应充足—磷虾虽然不是草,但磷虾以海洋里生物量最大的浮游微藻和光合细菌为食,长得非常快、数量巨大—因此须鲸类的鲸就可以在食物供应充足的情况下长得非常大,最大的蓝鲸可以长到30多米长、190多吨重。

鲸的故事,甚至死后依然在对深海的生态系统做出贡献,今天是国际生物多样性日(图2)

蓝鲸张大嘴捕食的样子

鲸类“厕所”成宝库

无论是齿鲸还是须鲸,都是海洋里的顶级消费者,它们每天消耗的食物量和排出的、尿液的量都十分惊人。

这些和尿液被鲸排泄到海水中后,先是被海浪打散溶解,形成富含浮游植物和光合细菌生长繁殖所需的营养盐,包括铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐、磷酸盐、硅酸盐,以及有机碳等,从而进入下一个海洋食物链的物质和能量循环。

这个食物链中所包含的海洋生物种类和关系非常复杂,因此又称为食物网。为了便于了解这个食物链的结构,可以把食物链中物质和能量传递的过程简化为如下步骤:

营养盐+有机碳+太阳光+水→微藻+光合细菌→浮游动物→小型鱼类→大型鱼类→齿鲸类→(下一个循环的)营养盐+有机碳。

或者:营养盐+有机碳+太阳光+水→微藻+光合细菌→浮游动物→须鲸类→(下一个循环的)营养盐+有机碳。

未被上层微藻和光合细菌所利用的鲸类会继续在海水中下沉,与其他上层游泳动物的、浮游生物、上层生物的尸体等一起在海水中形成有机质的食物颗粒,这些颗粒会在下落过程中被海水中的浮游动物所取食利用,最终剩余的部分一直飘落到海底,这是深海海底沉积物中有机质的重要组成部分,是深海底栖动物的主要食物。正是这些食物颗粒使得深海动物和微生物的存在、生长繁衍成为了可能,吸引海洋生物学者不断探求深海生物的奥秘。

鲸的故事,甚至死后依然在对深海的生态系统做出贡献,今天是国际生物多样性日(图3)

鲸的排泄量巨大(图片/BBC)

深海绿洲:鲸类“坟场”中的盎然生机

2020年3月,中国科学院三亚深海科学与工程研究所的探索一号科学考察船搭载中国载人深潜器深海勇士号,在对南海深海进行科学考察期间发现了鲸尸群落。这是科学家首次在南海发现并考察鲸尸群落。

所谓鲸尸群落,就是鲸类等特大型海洋动物死亡后沉到海底,在海底突然形成的,以鲸的尸体为群落物质和能量源头的动物群落。正如上文所述,深海底栖动物的主要食物是水体表层动物的和尸体分解后沉降到海底形成的食物颗粒。可以想象,由于整个水体中充满了需要取食食物颗粒的浮游动物和游泳动物,因此能够到达海底的食物颗粒很少,特别是深海,水深越深,到达海底的食物颗粒越少,所以深海海底极度贫瘠。因此,深海动物大部分时间处在饥饿状态。可想而知,一旦有鲸的尸体落下来,数吨重的食物就到了海底,这对于深海的海洋动物来说就是天上掉下个大馅饼。

由于海底动物中除了珊瑚、海绵等固着生活的动物是滤食性的动物(通过过滤海水获得食物颗粒)之外,鱼类、虾蟹、海星、海螺等自由生活的游泳和爬行动物基本都是食鲜肉或食腐肉的,还有可以钻入鲸尸体内取食的蠕虫,可以分解骨骼的微生物等,它们会成群结队地到鲸尸上取食,因此鲸尸群落的物种演替非常快,少则50年,多则几百年,一个鲸尸群落就会被深海生物吃掉或分解利用到骨头都不剩。因此,鲸尸群落是研究深海生物群落演替非常理想的场所。

鲸的故事,甚至死后依然在对深海的生态系统做出贡献,今天是国际生物多样性日(图4)

鲸尸群落也被称为深海生命的绿洲。

人类只有一个地球,各国共处一个世界。

让我们共同珍惜、守护这个生命共同体的生态家园。

本文相关词条概念解析:

食物

食物是指能够满足机体正常生理和生化能量需求,并能延续正常寿命的物质。对人体而言,能够满足人的正常生活活动需求并利于寿命延长的物质称之为食物。食物通常是由碳水化合物、脂肪、蛋白质、水构成,能够藉进食或是饮用为人类或者生物提供营养或愉悦的物质。食物的来源可以是植物、动物或者其他界的生物,例如真菌,亦或发酵产品像是酒精。人类借由采集、耕种、畜牧、狩猎、渔猎等许多种不同的方式获得食物。

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