與人類息息相關(guān)的浮游動(dòng)物(之三):不僅僅看上去很美
19世紀(jì)末20世紀(jì)初,德國(guó)自然科學(xué)家郝克爾曾繪制很多浮游生物的圖片,人們不僅驚嘆于它們美妙的結(jié)構(gòu),也更加關(guān)注它們對(duì)于生態(tài)環(huán)境的影響與意義。
入侵物種“黑名單”
雖然浮游動(dòng)物的分布區(qū)域受到海流的限制,但它們可以借助人類的航運(yùn)開啟一段前途未卜的旅程。輪船在裝載、卸載和調(diào)整平衡的過程中,船體會(huì)灌入或排出一些海水,即壓艙水。壓艙水中的浮游動(dòng)物由此被輪船帶到世界各地。在大多數(shù)情況下,壓艙水中的浮游動(dòng)物在黑暗環(huán)境中會(huì)死去一些,幸存的在新環(huán)境中通常也難以存活,但是總有一些浮游動(dòng)物特別頑強(qiáng),它們熬過了黑暗的航程,適應(yīng)了異國(guó)他鄉(xiāng)的環(huán)境,并在新“世界”存活了下來。有的甚至反客為主,在新的海區(qū)繁盛起來,改變了當(dāng)?shù)氐纳锝M成,影響了漁業(yè)生產(chǎn),成為不受歡迎的入侵物種。
浮游動(dòng)物中最有名的入侵物種是一種櫛水母,最大的長(zhǎng)約10厘米,屬于溫帶和亞熱帶的近岸海灣種類,原來分布在北緯40°到南緯46°的美洲大西洋海岸。從20世紀(jì)80年代起,櫛水母被引入黑海,并蔓延到地中海和波羅的海。在全球入侵物種數(shù)據(jù)庫中,櫛水母是唯一一種被列入前100名的海洋浮游動(dòng)物。
櫛水母(圖片來自百度)
浮游動(dòng)物的沉降與海洋生物泵
全球變暖引起人們的關(guān)注,國(guó)際社會(huì)也召開氣候大會(huì)專題評(píng)估氣候變暖趨勢(shì)、尋求應(yīng)對(duì)方法。全球變暖的罪魁禍?zhǔn)妆绘i定為大氣中的二氧化碳,因此,如何減少碳排放和移除大氣中的二氧化碳是備受重視的研究?jī)?nèi)容。浮游動(dòng)物對(duì)移除大氣中二氧化碳的作用也因此得到人們的關(guān)注。
海洋中的顆粒物都會(huì)因?yàn)橹亓Φ淖饔孟蚝5壮两担诔两档倪^程中,有機(jī)物會(huì)被細(xì)菌利用,其中的有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為二氧化碳,如果沉降的速度太慢,有機(jī)物還沒有沉降到海底就轉(zhuǎn)化為二氧化碳了。顆粒物能否沉到海底,與沉降速度有關(guān)。而顆粒物的大小是影響沉降速度的重要因素,與重力抗衡的是海水的黏滯力,顆粒越小,黏滯力越大,因此大的顆粒沉降速度也大。浮游植物個(gè)體微小,沉降速度?。怀两邓俣瓤斓念w粒主要是浮游動(dòng)物的糞便和尸體。這些顆粒將碳從海洋的表層輸送到深層,從而移除大氣中的二氧化碳,這一過程好像有一臺(tái)泵將碳從表層輸送到底層,因此被科學(xué)家形象地稱為“生物泵”。
目前,大氣中二氧化碳濃度持續(xù)升高,生物泵的自然運(yùn)轉(zhuǎn)已經(jīng)不能遏制這一趨勢(shì),有人試圖加快生物泵的運(yùn)轉(zhuǎn)。自20世紀(jì)90年代開始,科學(xué)家在海洋中進(jìn)行了多次的施肥實(shí)驗(yàn),希望通過增加海洋中的浮游植物,達(dá)到讓浮游動(dòng)物多進(jìn)食、多排泄糞便的目的,以提高生物泵效率。但事與愿違,這些實(shí)驗(yàn)雖然增加了海洋中的浮游植物,但是浮游動(dòng)物的量并沒有增加,因而排泄的糞便顆粒沒有顯著增加。浮游動(dòng)物的量沒有增加是因?yàn)楦∮蝿?dòng)物的繁殖需要時(shí)間,但是人工施肥往往持續(xù)時(shí)間短,只有1~2周,當(dāng)浮游動(dòng)物增加的時(shí)候,浮游植物已經(jīng)在減少了。鑒于施肥效果不顯著,加上大規(guī)模施肥可能導(dǎo)致不能預(yù)見的不良后果,國(guó)際社會(huì)已經(jīng)叫停了海洋施肥實(shí)驗(yàn)。

鮮為人知的微縮之美
早期的浮游動(dòng)物分類學(xué)者在顯微鏡下觀察浮游動(dòng)物時(shí),無不驚嘆于它們的美妙結(jié)構(gòu),并繪制了非常精美的浮游動(dòng)物圖片。這些工作在豐富浮游動(dòng)物研究資料的同時(shí),也讓更多人有機(jī)會(huì)欣賞這些奇妙生命之美。
赫克爾發(fā)表于1904年的孔雀麗哲水蚤(本文作者供圖)
19世紀(jì)末20世紀(jì)初,德國(guó)自然學(xué)家赫克爾繪制了許多浮游生物圖片。1910年,熱衷海洋科學(xué)的摩納哥王子阿爾伯特一世主持修建摩納哥海洋博物館,并參照赫克爾筆下的水母形象,制作了美輪美奐的水晶燈,至今它仍閃耀在摩納哥海洋博物館內(nèi)。
作者:中國(guó)科學(xué)院海洋研究所 張武昌 鄭珊
本文節(jié)選自《與人類息息相關(guān)的浮游動(dòng)物》(刊于《大自然》2016年第2期)
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