為何深海中有這麼多龐然巨獸?

北京時間5月11日消息,據國外媒體報道,在海洋中最幽深、寒冷的區域中,生活着一些體積無比龐大的海洋生物,其中大多為無脊椎動物。與烏賊、海蜘蛛、蠕蟲等動物相比,世界上其它物種的大小都顯得相形見絀。這種現象名叫“巨大化”。

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蜘蛛蟹

亞南極海域的大王烏賊身長約為新西蘭常見的箭烏賊的14倍。太平洋偏遠海域深處的海綿尺寸可達到一檯面包車的大小。但這些寒冷刺骨的海水深處為何能創造出如此龐大的生物呢?也許是因為生存需求,也可能是冰冷海水中的某些因素使然。

2006年發表在《生物地理學》上的一篇文章指出,海洋最深處的資源十分匱乏,與島嶼生態系統差不多。大多數食物都來自淺水,只有一部分能到達海洋深處。加州蒙特雷水族館高級管理員艾麗西亞·比通多指出,當缺少食物時,龐大的體型可以提供巨大的優勢。

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巨型烏賊

大型動物在尋找食物或配偶時,移動的速度更快、範圍也更遠。它們的新陳代謝效率更高,體內也能更好地囤積食物。因此當食物(比如大型動物的屍體)落入深海時,大型動物攝入的食物更多、儲存能量的時間也更久。

深海的低溫會導致動物體內的新陳代謝速率顯著降低,可能也對深海動物的巨大化起到了助長作用。深海生態系統中的生物生長和成熟速度往往非常緩慢,例如格陵蘭睡鯊,它們最多可達到7.3米長、1.5噸重,但它們終生都在生長,而且壽命可達數百年。格陵蘭鯊每年只長1厘米,直到150歲左右才會達到性成熟。比通多補充道,這在一定程度上是因為深海缺少天敵,因此這些鯊魚才能活得這麼久、長得這麼大。

人類在深海遇見這些巨獸之前,最早先是在南極附近的海域發現了它們的存在。在南極附近,“巨大化”現象似乎更靠近海面一些,淺水中生活着巨大的海蛞蝓、海綿、蠕蟲、海蜘蛛、甚至龐大的單細胞生物。它們所在的水域是可以使用水肺潛水的深度,最淺只有9.1米。蒙大拿大學生態生理學家阿爾特·伍茲指出:“南極也許有某種特殊因素,使這些巨大的物種可以在離水面更近的水域生存。”伍茲認為,南極水域的巨大化現象也許和冰冷海水中的氧氣供應有關。

極地區域的海水氧氣濃度較高。但低溫會降低新陳代謝率,因此這些環境中的動物用氧的速度很慢。由於這裡的氧氣含量遠遠超過了動物的需求量,制約其生長的條件或許因此得以放鬆。這些環境讓動物的身體和組織可以長得更加龐大,同時沒有缺氧之虞。也就是說,充足的氧氣供應不一定是導致海洋生物體型較大的原因,但至少為此創造了條件。

但即使對極地海洋動物來說,體型大小似乎也是存在上限的。在2017年發表在《英國皇家學會報告B刊》上的一項報告中,伍茲和同事們對北極海蜘蛛開展了研究。它們體型十分龐大,直徑最長可達30.5厘米。該團隊發現,海蜘蛛體型越大,體內氧氣水平越低。有氧代謝取決於氧氣供應,當氧氣水平過低時,身體組織就會發生缺氧。海蜘蛛體型和氧氣水平之間的關係說明,氧氣供應量和需求量之間的平衡似乎正在發生改變。

雖然目前已有幾種關於巨型海洋生物如何產生的假說,但還無人確定,導致它們在進化過程中發生體型巨變的具體機制是什麼。正如伍茲所說:“在生物界,沒有什麼是確鑿無疑的。”

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