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随着海水变暖,一种奇怪的虫正在太平洋大肆繁殖

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图片来源:NOAA

撰文 | 二七

审校 | 不周

作为美国海洋和大气管理局(NOAA)的一名渔业生物学家,理查德·布罗德尔(Richard Brodeur)已经在海边做了几十年的研究和调查工作,但直到2014年,他才第一次在俄勒冈州见到了火体虫(pyrosome)。

这是一种长相颇为奇怪的浮游生物,看起来就像只有一端封闭的管子,或是一根半透明的黄瓜。在当地,渔民也会称这些奇怪生物为“海黄瓜”或是“小熊软糖”。布罗德尔曾听说过这种生物,甚至曾在加利福尼亚州沿岸亲眼见到过,但这还是他第一次在俄勒冈见到它们。

令人意想不到的是,2014年只是个开始。在接下来的两年里,布罗德尔时不时又会见到新的火体虫。而到了2017年,事情突然变得一发不可收拾了——火体虫开始大规模出现。在一次调查巡航中,研究者在短短5分钟里,就用网拖上来了6万只火体虫。一名研究人员将GoPro相机固定在网上,从船的一侧放入海中。他震惊地发现,海面下密布着火体虫,甚至在100米深处的海水中都能看到火体虫——这是因为他们的网只能放到水下100米深,这是设备的极限,而不是火体虫的极限。

俄勒冈州立大学海洋资源合作研究所的助理研究员詹妮弗·费舍(Jennifer Fisher)曾与NOAA合作,在2017年5月参与了一次调查巡航,她回忆道:“目光所及之处都是火体虫……没有别的东西了,只有它们。”费舍曾经非常确定蟑螂会在世界末日中幸存,而在这次旅程后,她将火体虫添加到了名单中。


图片来源:NOAA Fisheries

最大个体

如果不看如此恐怖的数量,单看火体虫本身,这是一种非常神奇的生物。从严格意义上讲,我们所看到“每一个”火体虫并不是一个单独的个体,而是由无数微小的个体(也被称为单体)连接在一起,形成的群体生物。每个小小个体只有几毫米长,结构就像一个自带滤网的管子。当海水从一端进入,其中的细小颗粒就被滤网捕获,成为了火体虫的食物。在必要的时候,火体虫还可以从群体的开口处排出海水,推动整体的运动。

尽管由无数个个体组成,但所有的个体都起源于同一个胚胎的克隆,共享完全一样的基因,因此火体虫也被认为是已知最大的浮游生物之一。其中最大的棘刺纹火体虫(Pyrostremma spinosum)最长可达30米,人类甚至可以在它的“管子”内部游动。而布罗德尔在俄勒冈州看到的则是另一种体型更小的大西洋火体虫(Pyrosoma atlanticum),最长可达60厘米左右。

但问题在于,理论上大西洋火体虫只会出现在加利福尼亚州南部沿岸,北纬34°以南的地区。然而从2014年开始,这些火体虫一路向北,来到了俄勒冈州沿岸,北纬42°以北的位置。在2017年这场大暴发后,甚至在阿拉斯加州沿岸都能看到火体虫。

视频来源:Hilarie Sorensen

海洋热浪

伴随着这些火体虫同时出现的,是一场强烈又持久的海洋热浪。从2013年开始,太平洋东北部一片水域的温度异常上升了约3摄氏度,这处热浪被命名为

“斑点”(The Blob)。随后,这些温暖的海水很快沿着北美太平洋沿岸向南传播,覆盖了整个北美西海岸。而在2019年,“斑点2.0”再次形成。这些接连不断的热浪事件,使过去十余年间东北太平洋的大部分地区都处于异常温暖的状态,引发了太平洋鳕鱼数量锐减、金枪鱼向北迁移,以及海鸟因饥饿出现大规模死亡。


图中深红色区域代表异常温暖的海水|NOAA

尽管带来了如此多的灾难,这场接连不断的海洋热浪中似乎也存在受益者——主要就是大西洋火体虫。事实上,目前研究者还不能确定,火体虫的大量出现是否是海洋热浪的直接结果,但它们似乎喜欢温暖的海水,并且温度的变化与火体虫的明显增加同时发生。这对火体虫来说似乎是件好事,但问题在于,火体虫的异常数量改变了能量在整个食物网中的传递方式。

死胡同

最近,俄勒冈州立大学的迪伦·戈麦斯(Dylan Gomes)和合作者在《自然·通讯》(Nature Communications)发表了他们对这场剧烈海洋热浪对生态系统的影响的研究结果,布罗德尔也是作者之一。为了更全面地了解海洋热浪的影响,研究团队利用1999-2022年当地生物调查期间收集的整个海洋食物网的新数据,更新了生态系统模型,并比较了最近一系列海洋热浪前后,食物网运作方式发生的变化。

他们发现,“对生态系统的最大扰动是由火体虫丰度的急剧增加驱动的,这导致了整个食物网在中低营养级发生了巨大变化。”

由于快速增加的火体虫消耗了过多能量,其它位于食物网底层的物种,如一些浮游螺类、小型水母、磷虾、沙丁鱼等,在海洋热浪时期消耗的食物量大幅下降,这不仅可能导致了它们自身的数量减少,还会使肉食性水母等更高一级捕食者的食物来源减少,从而影响整个生态系统的平衡。


图片来源:NOAA Fisheries

火体虫之所以会造成如此大规模的影响,最大问题在于,火体虫摄入的能量不会再流向更高的营养级。模型显示,超过98%的火体虫生物量最终会直接沉入海底,不会再被其他生物吃掉。“它们体内的大部分能量和营养物质最终都会被困在海底,”戈麦斯说,“从生态系统的角度来看,它们是一个死胡同——生态系统中的任何其他生物都无法获得火体虫的能量。”


图片来源:NOAA Fisheries

目前,研究者还不清楚为什么当地生物不肯以火体虫为食。一种可能的原因是火体虫本身能量含量很低,吃起来“不够划算”。虽然也会有一些捕食者以同样是凝胶状的水母为食,但研究者怀疑,火体虫的口感“可能比水母更硬,吃起来不太好吃”。研究者还推测,另一种可能性是火体虫对于当地的食物网来说过于新鲜,捕食者还没有作出反应。

但无论原因如何,如今火体虫依然在食物网中源源不断地吸取能量。根据NOAA的统计,自热浪开始以来,该地区奇努克鲑鱼捕捞量下降了67%,鳕鱼也出现了类似比例的下降。不过,研究者也提醒,目前还不能完全确定热浪就是导致鱼类数量下降的全部原因,因为鱼类种群数量可能因多种原因变化,包括自然存在的周期。戈麦斯还警告说,该模型尚未包括诸如海水变暖时氧气含量下降等因素。

无论如何,“这是试图了解海洋热浪如何改变东北太平洋生态系统的第一次尝试。”戈麦斯说。

参考文献

[1]https://www.nature.com/articles/s41467-024-46263-2#ref-CR15

[2]https://afspubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/fsh.10273

[3]https://www.eurekalert.org/news-releases/1037578

[4]https://www.dailyastorian.com/archives/gazette/news/pyrosomes-the-borg-of-the-ocean/article_c3505815-8fd2-56d4-a238-412f7b6cc0b7.html

[5]https://www.nps.gov/articles/theblob.htm

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