「知乎知识库」— 鲸落

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概述

鲸落(whale fall)指的是鲸类动物死亡之后,其尸体从海洋表面一路下沉到海底的现象。在下沉过程中,尸体会遭到众多海洋生物的啃食、消化,由此产生一系列的物理和化学反应,使原本庞大的鲸类动物尸体逐步变成无法再被消化的遗骸。有时,鲸落也用于泛指其它大型海洋哺乳动物(如海豹、海狮)或者大型鱼类的尸体下落过程。鲸落所发生的一系列变化可视为生态群落的演替,在其时间与空间范围内形成的生物与环境的组合可被称为「鲸落生态系统」。鲸落的存在对海洋这一大型生态系统具有一定的重要意义。

鲸落的过程

鲸落的发展可以视为生态群落的演替,其大致分为四个阶段,即①移动清道夫阶段(Mobile-scavenger stage)②机会主义者阶段(Enrichment-opportunist stage)③化能自养阶段(Sulfophilic stage)④礁岩阶段(Reef stage)[1]。

  1. 移动清道夫阶段,在鲸尸下沉至海底过程中,盲鳗、鲨鱼、一些甲壳类生物等以鲸尸中的柔软组织为食。这一过程可以持续 4 至至少 24 个月(取决于鲸的个体大小)。期间 90% 的鲸尸将被分解。
  2. 机会主义者阶段,机会主义者(机会种)能够在短期内适应相应环境而快速繁殖。这里所说的环境,就是鲸尸、鲸骨。在这个阶段,一些无脊椎动物特别是多毛类和甲壳类动物,能够以残余鲸尸作为栖居环境,一边生活在此,又一边啃食残余鲸尸,不断改变它们自己的所在环境。
  3. 化能自养阶段中,大量厌氧细菌进入鲸骨和其它组织,分解其中的脂类,以溶解在海水中的硫酸盐作为氧化剂,产生硫化氢。化能自养细菌例如硫化菌,则将这些硫化氢作为能量的来源,利用水中溶解氧将其氧化,获得能量。而与化能自养细菌共生的生物也因此有了能量补充。
  4. 礁岩阶段,当残余鲸落当中的有机物质被消耗殆尽后,鲸骨的矿物遗骸就会作为礁岩,成为生物们的聚居地。

鲸落的意义

从鲸落的整体过程可以看出,鲸落在海洋生态系统中有一定的重要地位。

首先,最直观的,它为许多海洋生物提供了食物。这些海洋生物除了无脊椎动物和鱼类,还有许多微生物。与这些小型生物和微生物相比,鲸的体型硕大无比,因此一头鲸的死亡能够养活的海洋生物个体数量是相当可观的。

其次,鲸落为许许多多的底栖生物提供了复杂的生境。一望无际的海底平原因为鲸落的出现而产生了小规模的生境变化,这样的生境变化尤其受一些钻孔生物、附着生物的欢迎。残余鲸落的出现为一些底栖动物提供了庇护场所,也为它们提供了有机质来源。

另外,鲸落促进了海洋上层有机物向海洋中下层的运输。深海的生产力仅依靠化能自养细菌供给是不够的,海洋生物进食和死亡产生的碎屑,例如海雪和鲸落,促进了营养物质向下运输,以供给深海的生物,也促进了化能自养细菌产生更多的能量。

最后,鲸落这一独特的生态系统为一些新生物种的产生提供了条件。之所以称其为新生物种,主要是因为这类物种只出现于鲸落这一特定环境,目前科学家们还未在其它海洋生境当中发现它们。例如Osedax frankpressi O. rubiplumus 都是仅发现于鲸骨当中的小动物(形态描述发表于 2004 年 [2])。还有许多鲸落里的秘密等着人们去发现。

鲸落的形成和消失对许多海洋生物来说是漫长的。现存的鲸类数量比过往少之又少,有些特定种群,例如灰鲸的西太种群仅可怜的两位数,现状令人担忧。倘若人类捕食鲸类、食用鲸肉而不加以节制,恐怕其影响的生物数也数不清。但是,深海里的生物也不全靠鲸落生存,它们各有各的生存之道。鲸落的消逝对未来海洋生态系统的影响,仍是人们的探索目标。

参考资料

[1] Smith C R, Glover A G, Treude T, et al. Whale-fall ecosystems: recent insights into ecology, paleoecology, and evolution [J]. Annual Review of Marine Science, 2015, 7: 571-596.

[2] Rouse G W, Goffredi S K, Vrijenhoek R C. Osedax: bone-eating marine worms with dwarf males [J]. Science, 2004, 305(5684): 668-671.

来源:知乎 www.zhihu.com

作者:知识库

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