海底章鱼孵化场

2024-03-10 11:13李忠东
科学24小时 2024年3期
关键词:热泉孵化场戴维森

李忠东

二十多年来,美国国家海洋和大气管理局与蒙特利湾国家海洋保护区的科研人员一直在合作研究戴维森海山。它是美国加利福尼亚州中部海岸附近的一座海底山丘,距离蒙特雷西南约130千米。戴维森海山过去是一座火山,尽管科研人员对它进行过充分的研究,但其周边区域仍然存在着不少秘密。为此,美国国家海洋和大气管理局的科研人员制订了一项全面的研究计划,旨在了解戴维森海山及其周围独特的生命群落。

2018年,一个研究团队乘船前往美国加利福尼亚州中部海岸附近水域进行调查,计划将勘探范围从戴维森海山顶部扩大到周围的一些水下山丘。随着“E/V鹦鹉螺号”深海研究船缓缓下沉,来到海平面以下约3200米处,科学家们看见数千只章鱼在海床上蜷缩成单个的球状,如同一朵朵盛开的鲜花,排列得整整齐齐。

为了更仔细地观察这些章鱼,科研人员调整摄像头的焦距,竟然意外地发现了海中的水体闪烁着微光。这意味着在这片水域中可能存在着以前未知的海底热泉,当热泉涌出的温水与深海的冷水混合时,会造就这种“波光粼粼”的神奇景象。研究团队进一步的调查证实,章鱼聚集在喷涌出热泉的岩石缝隙中。

章鱼孵化场位于水下死火山——戴维森海山附近的一座小山上,聚集的章鱼蜷缩成团,从远处看像是海底的珍珠,于是科学家们给它们起了一个很好听的名字——“珍珠章鱼”。这种章鱼是一种葡萄柚大小的淡紫色物种,分布在从美国俄勒冈州到加利福尼亚州的东北太平洋,栖身于2300米至3600米的海洋深处。

实际上,这已经不是科学家们第一次在海底的热泉周围发现章鱼孵化场了。早在10年前,研究人员就在距离哥斯达黎加太平洋海岸160千米、深度约3000米的一个热泉周边,发现了100多只聚集在一起的章鱼。如今,戴维森海山周边这个规模更大的章鱼孵化场再次激发了人们的好奇心。为了解开这个谜团,科学家们展开了为期三年多的调查。他们使用蒙特利湾水族馆的深海机器人进行了多次探索,以确切地了解为什么这个地点对章鱼具有如此强烈的吸引力。

雌性章鱼孵卵时,将触手翻转并折叠在身上

应对挑战有办法

章鱼通常被认为是孤独的生物,但也有一些种类,或在一些特殊的环境下,会成百上千只聚集在一起。研究团队使用遥控潜水器进行了14次潜水作业,通过长时间的连续观察证实,深海章鱼之所以会迁移到这儿交配和孵化,原因在于热泉加速了章鱼卵的发育。仅仅在戴维森海山周围2.5公顷区域的海底就发现了大约6000个章鱼孵化场,这意味着生活在这里的章鱼总数可能超过2万只。

章鱼孵化场位于水下几千米深处,环境水温一般为1.6°C,然而岩石缝隙内的水温竟达到近11°C。研究人员在章鱼孵化场中只观察到成年的雄性章鱼和雌性章鱼,以及正在发育的卵和章鱼幼体,并无任何中等体形的章鱼进食的痕迹,这一切都表明珍珠章鱼聚集在这里只是为了交配和孵化。

对于生活在浅海的章鱼而言,温暖的环境使得它们的育雏期只需要几天到数周,大大降低了发育中的章鱼卵被捕食的风险,提高了繁殖成功率,更好地保证了后代的生存。但在深海中,情形就截然不同了。由于章鱼是变温动物,深海的寒冷水温会减缓它们的新陈代谢及胚胎发育的速度。在接近冰点的深海温度下,珍珠章鱼的卵需要几年的时间才能孵化。科研人员用4K相机拍下了孵化场中雌性章鱼的特写镜头,通过它们身上的疤痕和其他显著特征来监测章鱼卵的发育情况。令人惊讶的是,这些卵不到两年就孵化出来了,热泉减少了孵化所需的时间。

科学家認为,深海是地球上最具挑战性的环境之一,但生物们已经进化出了应对寒冷、持续黑暗和极端压力的聪明办法。值得一提的是,在热泉附近交配和孵化是一件收益与风险并存的事情。一旦章鱼产下了自己的卵,这些卵就会黏附在岩石上。倘若在某些时候,孵化场中的水温过高,就可能会对卵造成不可逆的损伤。但无论如何,对戴维森海山附近的章鱼而言,热泉带来的是繁衍新生命的希望。一只雌性章鱼产下大约60个细长的香肠状的卵,用身体盖住卵,以保护它们免遭捕食者的伤害。雌性章鱼以体内储备的食物为生,同时照顾发育中的章鱼卵。从卵到幼体的转变并不容易,胚胎必须避免损伤、被捕食、感染和其他外部潜在的风险。雌性章鱼的精心呵护可以保护它们免受大多数外部风险,较短的育婴期通常可以让更多的卵存活下来。

雌性章鱼在繁殖后就会死亡

生死更替催人泪

章鱼孵化场的热泉是山脊侧面热液系统的一部分,海底渗透的水从地幔中吸收热量,然后通过戴维森海山等火山的岩石缝隙流出。形成于山脊顶部的热液喷口喷出的热水,可以在底部数百米以上的地方探测到。但山脊侧面的热泉渗出的水是隐秘的,会在底部几米以上消散,因此很难找到它们,只有在水体微微闪烁时才能看到它们。章鱼必须在海底寻找有热泉渗出的岩石缝隙,才能营造出温暖舒适的孵化环境。

在章鱼孵化场里,大多数雌性章鱼往往倒悬着孵化它们的卵。雌性章鱼在交配产卵后尽心尽责,警惕守护,以防御任何潜在的捕食者,确保卵不受到任何伤害。一旦章鱼卵开始孵化,它们就不会离开,留下来细心照料:用自己的喷管给卵喷洒富含营养的水,保持湿度和氧气;不断地清理孵化场和调整卵的位置,以去除藻类和其他生物,确保不存在一丝杂质;用自己的身躯来掩护卵,使其免受外界的攻击。

在孵化期,雌性章鱼只能依靠自身储存的能量来维持生命。它们再也无法摄食。即使饿了,雌性章鱼的大脑也会抑制住进食的冲动,不让自己离开去觅食。当卵孵化出来后,雌性章鱼已经耗尽了自身全部的能量,身体衰弱到了极点。这时,它们开始使出浑身解数,比如膨胀身体或变色等,让捕食者把自己当作进攻目标,最终被猎杀。

章鱼是一种特殊的生物,它们一生只繁衍一次。当一只雌性章鱼走到生命的尽头之后,孵化场便会被后来者占据,死亡和新生的交替在一处处岩石缝隙间不断重复上演着。研究团队目睹了雄性章鱼与雌性章鱼交配的全过程,曾为幼体成功从卵中破壳而出欢呼,与此同时也因雌性章鱼在孵化后代后死亡而感到难过。

事实上,章鱼孵化场不仅是孕育章鱼幼体的深海“托儿所”,而且维系了一个繁荣发展的生命群落。像大多数其他头足类动物一样,雌性章鱼在繁殖后死亡,为海葵、蜗牛等食腐动物和甲壳类动物提供了一场“盛宴”。很难想象,在3000多米深的海底竟然有一个靠着章鱼的存在和死亡来支持的生态系统。

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