低氧环境下的生存故事

撰文/津沙

低氧环境下的生存故事

撰文/津沙

通常情况下，我们会认为增加了氧气的深海对鱼类应该是一件有益的事，但是千百年来，那些长期蛰伏的深海生物，已经适应了缺氧的环境，突然有新鲜的氧气注入，便容易产生氧中毒。

深海里氧气稀薄，为了生存，生物不得不为了适应环境而缓慢进化。比如尽量减少活动或者干脆不动，长期蛰伏，以减少身体对氧气的需求。所以尽管深海里环境恶劣，还是有不少生物顽强地生存了下来。随着海洋中二氧化碳浓度的上升，海水的氧含量会不断降低，这使深海生物的“呼吸”变得更为困难，继而，它们的觅食、躲避掠食者以及繁衍后代也会变得更为艰难。

生物学家布鲁尔说：“一旦海水中氧气和二氧化碳的含量达到一个危险的水平，海洋生物在低氧和高浓度二氧化碳海水中面临的威胁就好比人类在损坏了的潜水艇中要遭受的一样。我们现在的工作就是帮助海洋生物界定这个危险的水平，使其面临的危害能够被测定并反映出来。”

海洋低氧区或缺氧区又被称为海洋死亡区，因为大多数生物难以在低氧或缺氧状态下存活。美国加州大学洛杉矶分校的科学家们对海洋低氧区的扩张和收缩研究发现，气候的波动会显著影响海洋生态系统的宜居性。低氧区由海洋深处的细菌制造而成，这些细菌以海洋藻类为食。当海水较暖时，低氧区的深度变浅，而细菌变得更加活跃，带动低氧区范围扩大；当海水变冷，低氧区则下沉，并随着细菌变得“安静”且面积收缩。

洛杉矶分校大气和海洋科学助理教授柯蒂斯·多伊奇说：“我们第一次证明了海洋低氧区对气候的微小变化非常敏感，它的深度会因气候的波动而变化，这些缺氧地带的面积也会随深度的改变而变化。它的扩张令人担忧。当海洋生物无法从低氧海水中逃脱时，整个生态系统就会逐渐灭亡。”

可是最近，在美国的一家海湾水族馆研究所里，由克雷格·麦克莱恩领导的一项研究却发现生活在深海里的生物渐渐减少的原因，居然不是因为氧气的减少而是因为氧气的增多！在南加州海域，曾因为移植了大量含氧海藻，而导致了许多深海生物的消失。人们以为含氧海藻能够改善深海生物的生存环境，却没想到，这反而害了那些生物。含氧海藻是一种能够制造氧气的深海植物，并且是普通海藻造氧量的100倍。通常情况下，我们会认为增加了氧气的深海对鱼类应该是一件有益的事，但是千百年来，那些长期蛰伏的深海生物，已经适应了缺氧的环境，突然有新鲜的氧气注入，便容易产生氧中毒。

小贴士

不被氧气毒害的方法只有一个，那就是迅速改变原有的生活习惯，改静止为动态。只有不停地游动，才能够加速呼吸，让过量的氧气排出体外，这样，过量的氧气不但对它们构成不了威胁，反而会让它们更加具有活力。所以，生活在深海中的生物很快便会分为两种：一种因为无法改变自己原有的“懒散”的生活习性而变得无所适从，甚至被“淘汰”了生命；而另一种则一改往日的静止而快速行动起来，因为适应了由大量氧气注入的新环境而变得“如鱼得水”。克雷格·麦克莱恩最后得出结论：不是氧气害了那些深海生物，而是它们自己的懒惰习性。

另外，科学家们也曾思考过氧气并不是维系现代复杂生命生存的主要物质。他们从1998年到2008年的10年间，进行了3次海洋勘测，抵达地中海3000米以下极端恶劣环境中寻找生命迹象。最终，在位于希腊南部海域拉塔兰特海盆发现了一种奇特的后生动物。它可以生存于持续缺氧状态下，也不需要新陈代谢后的含氧物质。海盆形成于550万年前矿物质沉积的洪流中，里面浓密的含盐卤水层厚达60多米。这个卤水层相当于自然障碍，可以阻止海水和沉积物质之间的氧交换作用，使海盆完全不存在氧气。

许多后生动物都能容忍缺氧状态，但持续时间并不长。这种后生动物是铠甲门物种之一，体长不足1毫米，主要生活在海底沉积物中，目前科学家尚未对这一动物进行命名。这一新物种与其他后生动物有着根本性区别，在它体内没有线粒体，线粒体细胞能够使用氧气和糖生成细胞所需的能量。它非常类似于氢化酶体，氢化酶体通过一些单细胞属真核细胞产生能量，期间无需氧气供给。研究人员称，栖息于有毒海盆的这种铠甲门物种是世界上第一种无需氧气生存的动物，并且能够适应厌氧代谢。科学家将重新审定动物的生存方式，进一步分析它们的进化过程。