磷虾虽小,贡献巨大!磷虾“碳运输”至深海

文章作者:bianji3 | 2017-12-19
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        南大洋有一股环绕南极大陆的寒流,它在向北流去时下沉;而来自太平洋、大西洋和印度洋的暖流在南下时,遇到这股下沉的寒流,就形成上升流。这股上升流含有丰富的营养物质,加之水暖,使得微生物大量繁殖,成为磷虾摄食和栖息的理想场所。南极磷虾的生活周期与南大洋的季节相适应。

       尽管磷虾的身形非常小巧, 但英国南极调查局(BAS)的科学家们却表示,这种甲壳类动物在海洋“碳运输”过程中起到了重要的作用。它们不仅是海洋食物链的重要组成部分,也间接地对全球气候产生了重大的影响。最新的一项研究称,磷虾在不同深度的移动,可以加快大气碳向深海转进的速度。 单独一只磷虾的能力微乎其微 —— 即便放在显微镜下,其成年体长也只有 2 厘米(0.8 英寸)左右,看起来就是个(半)小透明 —— 但它们也有龙虾和淡水龙虾的解剖特征。

南极磷虾是南大洋许多动物的“主食”(图自:BAS / Pete Lens)

  然而当南极磷虾聚集到一起的时候,它们的影响力就不容小觑了。以生物集中量来看,磷虾在海洋中的地位也是数一数二的。

        在全世界的每个大洋,都有 4 亿吨的磷虾在游动。其在生态系统中的地位,就是食物金字塔的第二层!

  磷虾以浮游生物(浮游动物)为食,当它们消化这些微小生物之后,就将其转化为可供更大的动物吃掉的食物。

  磷虾在春季,即10月和11月交配,每只雌虾在夏季产卵多次,每次多达数千粒。这些虾卵一旦脱离母体,即下沉到几百米深的海底,在那儿孵化成幼体,继续生长一段时间后卵黄囊内储存的卵黄终于消耗尽了,这时,它们才上浮到海水表层来摄取浮游植物。它们在冰冷的海水中生长缓慢,幼虾要经过5个阶段,并多次蜕壳才能长成6厘米长的成虾,生长期达3~4年之久。在这期间,它们一直是群栖生活,在冰层下到处洄游,寻找食物,躲避敌害。

  实际上,许多鱼类、海豹、企鹅、须鲸(包括地球上最大的动物蓝鲸)都将磷虾作为食物。此外,仅南大洋渔民获取的“动物饲料”、药品、膳食补充剂、以及一些当地的美味佳肴就超过了 10 万吨。

  甚至在冷战时期,磷虾的重要性就已经不言而喻。因为这些微小生物所发出的“噪音”如此之大,以至于可以形成一个生物屏障来对抗声纳,从而也被研究人员借来隐蔽潜艇的水下行踪。

  在最近一次试验中,BAS 科学家 Geraint Tarling 教授和 Sally Thorepe 博士就借助先进的声学技术,对大约 2000 只南极磷虾的移动进行了追踪。

  结果发现,它们不会在野外的同一水层中停留,而是与许多浮游生物一样,从更深层到较浅层游动。它们会先饱餐一顿,然后再返回到较深的水层中。磷虾会一直保持这种循环,吃得饱的不断被饥饿的群体替换。据研究人员所述,这意味着磷虾在深海中“放飞自我”的时候,也会将它们细小而富含碳的粪便沉积到更深的海水中。

  Tarling 表示,这相当于 2300 万吨碳,约等于英国每年的温室气体排放量 —— 真得太感谢磷虾了!在我们之前的 RRS James Clark Ross 研究船实验中,已经观察到单体磷虾的这种行为模式。

  这项研究真正令人心奋的是,我们现在有证据表明磷虾会在广阔的海洋中集体沉积碳,而不仅仅在实验室环境中。

  对磷虾这种行为的了解, 有助于我们改进碳转移入深海的模型。有关这项研究的详情,已经发表在近日出版的《英国皇家学会》期刊(Proceedings of the Royal Society B)上。

  南极磷虾是一种喜冷水环境的南大洋食物链关键物种,对气候海冰变化极为敏感,气候温暖时期磷虾数量偏低,企鹅食物偏向鱼类,而偏凉时期相反,气候变化影响了企鹅食谱的变化和磷虾种群动态变化。南极磷虾是企鹅的首选食物,研究表明,近百年来气候变暖,但人类对南极海豹和鲸的猎杀导致磷虾天敌减少,从而使磷虾种群密度不降反增。这是人类活动影响海洋生态系统的典型案例。

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