夜色中的太平洋海面,一臺深潛器從科考船上被緩緩放入海中。1000米、3000米、6000米……隨著設(shè)備不斷下潛,海水的壓力迅速增加,到8000米深處時,每平方厘米承受的重量,相當(dāng)于一輛小汽車壓在指甲蓋大小的面積上,水溫接近冰點,周圍一片寂靜。這里,就是深海。
科學(xué)家曾認為,在這樣極端的環(huán)境中幾乎不可能存在復(fù)雜生命。然而,當(dāng)深潛器的燈光第一次照亮海底,人們看到的卻是另一番景象——一條半透明的深海魚緩緩游過鏡頭,一群深海鉤蝦在沉積物中快速游動,幾只海參在細軟的海泥中緩慢蠕動……
與陸地生態(tài)系統(tǒng)不同,深海中的許多生物發(fā)展出奇特的形態(tài)。例如有些燈籠魚利用身體兩側(cè)和腹部的發(fā)光器官相互交流或偽裝自己,一些深海鮟鱇魚用第一背鰭特化成的“釣竿”捕食獵物,身體柔軟且半透明的“幽靈章魚”在海底附近緩慢移動,形似果凍的深淵獅子魚一旦被帶到海面就會迅速死亡——萬米深海的壓力是海平面的上千倍,堅硬的骨骼可能成為負擔(dān),柔軟的身體結(jié)構(gòu)卻能隨著壓力變化而變形,避免受到損傷。
除了巨大的壓力,還有黑暗,陽光最多只能穿透約200米海水,在更深的海域則完全消失。此外,低溫、缺氧以及極度匱乏的食物,都讓深海成為地球上最嚴酷的生命環(huán)境之一。
為了適應(yīng)這些條件,深海生物發(fā)展出一系列獨特的生存策略。比如許多深海魚類的眼睛逐漸退化,而嗅覺和化學(xué)感知能力卻顯著增強,這使它們能夠在黑暗中尋找食物和同伴。與此同時,由于食物稀少,深海生物通常擁有極低的代謝率,它們必須以最小的能量消耗維持生命,一些深海魚類甚至可以在很長時間內(nèi)不進食。
那么,在這樣一個沒有陽光、沒有植物的世界里,深海生態(tài)系統(tǒng)的能量究竟來自哪里?答案是,遙遠的海洋表層。
在海洋表面,浮游生物不斷生長和死亡,它們的遺體和排泄物會緩慢向深海沉降。這些細小的有機顆粒被科學(xué)家形象地稱為“海洋雪”。它們從數(shù)千米高的海水中緩緩飄落,最終沉積到深海海底。這些有機碎屑是深淵海溝生物最重要的食物來源。在海底沉積物上,常�?梢钥吹匠扇壕奂纳詈c^蝦。這種小型甲殼動物是深海生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的“清道夫”,它們能夠迅速發(fā)現(xiàn)沉降到海底的有機物,并成群聚集啃食這些食物。深海攝像機曾記錄到這樣的畫面:當(dāng)一小塊食物落到海底時,周圍的鉤蝦迅速聚集,密密麻麻覆蓋在食物表面,短短幾小時,這些“清道夫”就能將其分解得幾乎不剩。
深海偶爾還會迎來一次巨大的能量事件——鯨落。鯨魚在海洋中死亡,尸體會慢慢沉入海底,對于深海生態(tài)系統(tǒng)而言,這是突然降臨的“能量島”。鯨落發(fā)生后,深海鉤蝦和其他甲殼動物會迅速聚集,啃食軟組織。隨后,各種深海魚類、章魚以及其他捕食者也會被吸引而來。最后,生活在骨骼表面的細菌會分解骨骼中的脂質(zhì),為蠕蟲、貝類和其他底棲生物提供能量來源。一次鯨落甚至可以維持一個深海生態(tài)系統(tǒng)幾十年之久。
盡管深海占據(jù)了地球的大部分面積,但人類真正能夠到達的地方卻極其有限。直到近20年,隨著深海技術(shù)的發(fā)展,人類才真正進入深海探索時代。近年來,我國在深�?萍碱I(lǐng)域取得顯著突破——“蛟龍”號載人潛水器曾下潛至7000米深海;“奮斗者”號深潛器成功到達10909米深度,刷新了載人深潛紀錄——這些深潛器使我國科學(xué)家能夠在世界最深的海溝開展系統(tǒng)的生命研究。
科學(xué)家估計,人類探索過的深海區(qū)域可能不到海底總面積的5%。在這片黑暗而遼闊的世界中,可能還隱藏著無數(shù)未知物種。未來,隨著深海探測技術(shù)、無人潛水器和人工智能的發(fā)展,人類或許能夠更加深入地了解海底世界。
(作者:方成池,系中國科學(xué)院水生生物研究所副研究員)