科学探索|为何深海中有这么多庞然巨兽?

北京时间5月11日消息 , 据国外媒体报道 , 在海洋中最幽深、寒冷的区域中 , 生活着一些体积无比庞大的海洋生物 , 其中大多为无脊椎动物 。与乌贼、海蜘蛛、蠕虫等动物相比 , 世界上其它物种的大小都显得相形见绌 。这种现象名叫“巨大化” 。

科学探索|为何深海中有这么多庞然巨兽?
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蜘蛛蟹
亚南极海域的大王乌贼身长约为新西兰常见的箭乌贼的14倍 。太平洋偏远海域深处的海绵尺寸可达到一台面包车的大小 。但这些寒冷刺骨的海水深处为何能创造出如此庞大的生物呢?也许是因为生存需求 , 也可能是冰冷海水中的某些因素使然 。
2006年发表在《生物地理学》上的一篇文章指出 , 海洋最深处的资源十分匮乏 , 与岛屿生态系统差不多 。大多数食物都来自浅水 , 只有一部分能到达海洋深处 。加州蒙特雷水族馆高级管理员艾丽西亚·比通多指出 , 当缺少食物时 , 庞大的体型可以提供巨大的优势 。

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巨型乌贼
大型动物在寻找食物或配偶时 , 移动的速度更快、范围也更远 。它们的新陈代谢效率更高 , 体内也能更好地囤积食物 。因此当食物(比如大型动物的尸体)落入深海时 , 大型动物摄入的食物更多、储存能量的时间也更久 。
【科学探索|为何深海中有这么多庞然巨兽?】深海的低温会导致动物体内的新陈代谢速率显著降低 , 可能也对深海动物的巨大化起到了助长作用 。深海生态系统中的生物生长和成熟速度往往非常缓慢 , 例如格陵兰睡鲨 , 它们最多可达到7.3米长、1.5吨重 , 但它们终生都在生长 , 而且寿命可达数百年 。格陵兰鲨每年只长1厘米 , 直到150岁左右才会达到性成熟 。比通多补充道 , 这在一定程度上是因为深海缺少天敌 , 因此这些鲨鱼才能活得这么久、长得这么大 。
人类在深海遇见这些巨兽之前 , 最早先是在南极附近的海域发现了它们的存在 。在南极附近 , “巨大化”现象似乎更靠近海面一些 , 浅水中生活着巨大的海蛞蝓、海绵、蠕虫、海蜘蛛、甚至庞大的单细胞生物 。它们所在的水域是可以使用水肺潜水的深度 , 最浅只有9.1米 。蒙大拿大学生态生理学家阿尔特·伍兹指出:“南极也许有某种特殊因素 , 使这些巨大的物种可以在离水面更近的水域生存 。”伍兹认为 , 南极水域的巨大化现象也许和冰冷海水中的氧气供应有关 。
极地区域的海水氧气浓度较高 。但低温会降低新陈代谢率 , 因此这些环境中的动物用氧的速度很慢 。由于这里的氧气含量远远超过了动物的需求量 , 制约其生长的条件或许因此得以放松 。这些环境让动物的身体和组织可以长得更加庞大 , 同时没有缺氧之虞 。也就是说 , 充足的氧气供应不一定是导致海洋生物体型较大的原因 , 但至少为此创造了条件 。
但即使对极地海洋动物来说 , 体型大小似乎也是存在上限的 。在2017年发表在《英国皇家学会报告B刊》上的一项报告中 , 伍兹和同事们对北极海蜘蛛开展了研究 。它们体型十分庞大 , 直径最长可达30.5厘米 。该团队发现 , 海蜘蛛体型越大 , 体内氧气水平越低 。有氧代谢取决于氧气供应 , 当氧气水平过低时 , 身体组织就会发生缺氧 。海蜘蛛体型和氧气水平之间的关系说明 , 氧气供应量和需求量之间的平衡似乎正在发生改变 。