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探索海洋中最聪明的建筑师
人类是地球上最伟大的建筑师之一,但我们并不是唯一的建筑者。在海洋深处,一些意想不到的生物用各种巧妙的技术和材料建造出令人惊叹的复杂结构。水下家园有很多用途:它们不仅庇护后代,还提供避难所以躲避捕食者,并在某些情况下支持整个生态系统。这些生物中的一些甚至向其他物种开放它们的家园。有些甚至可以在家庭水族箱中饲养,让你观察它们建造家园的过程。
1. 章鱼
章鱼以其高智商让人感到惊讶。它们可以打开罐子,解决难题,并以多种情感作出反应。很少有人知道,它们也是出色的工程师,圣地亚哥的海洋学家詹妮弗·布兰登这样说。
“它们利用虹吸管将水喷入沙子中,形成泥浆,然后用这种‘流沙’来建造它们的洞穴,”布兰登说。“有些章鱼还用粘液加固洞穴的墙壁。许多物种还会将石头、贝壳和碎片排列成战略性障碍。”
雌性章鱼在为产卵和照顾数千个卵子时,特别细致地建造巢穴。一只雌性章鱼会在几个月内不吃东西来照顾她的卵子,直到她最终死去。因此,悲惨的是,她的巢穴也成了她的棺材。如果这个故事让你感到沮丧,那么还有另一个:实际上,有一种叫做“阴郁章鱼”(Octopus tetricus)的物种。澳大利亚研究人员记录到,与我们通常认为的孤独潜伏者不同,数十只章鱼会聚集在一起,紧密地建造它们的巢穴。研究人员戏称这些地方为“章鱼城”和“章鱼亚特兰蒂斯”。就像生活在拥挤公寓中的人一样,这些章鱼之间也有很多戏剧。
2. 巨型幼虫
虽然对普通海滩游客来说几乎不可见,但巨型幼虫却是海洋中一些最杰出的建筑师。它们看起来像小蝌蚪,只有大约10毫米长,但却能构建出直径可达一米的巨大透明粘液球,以从海洋中过滤食物。单个幼虫每小时可以过滤数十加仑的海水。当粘液结构通常在一天内变得堵塞时,动物会放弃它并建造一个新的。这些被丢弃的‘房子’沉入海底,带走有机物质,就像是从上方送给底栖物种的关怀包。
巨型尾虫类在海洋污染管理中扮演着复杂的角色。通过将富含碳的有机物颗粒送入深海,它们帮助将这些物质从靠近表面的海洋层中移除,在那里这些物质会保持在更活跃的循环中并助长气候变化。相反,它们被埋在沉积物下,处于水流不那么活跃的深度。微塑料的情况也是如此,但情况更为复杂。
“这些快速下沉的‘房子’是微塑料进入深海的一种方式,”布兰登说。“海洋中更多的塑料可能会更快地堵塞它们的过滤器,并使它们更努力地寻找真正的食物。”
虽然减少上层海洋中微塑料的数量似乎对人类食物链中更多物种是有益的,但我们还不清楚把这些污染物引入深海会对那里的脆弱且大部分未被探索的生态系统产生什么影响。
3. 螳螂虾
螳螂虾是非常勤奋的挖洞者。它们生活在热带和亚热带海域,利用它们特化的附肢来刮、弹和压实材料。有些用粘液衬里它们的洞穴,或用卵石加固墙壁,从而控制内部温度和氧气流动。这些洞穴不仅是临时的庇护所,还充当育婴室、猎物储存区和躲避大型捕食者的保护所。
它们的洞穴结构是专门为它们的捕猎方式设计的。“刺击型”物种挖掘狭窄的垂直隧道,以便从下方快速伏击。“撞击型”物种则通常建造U形或蜿蜒的洞穴,具有多个入口。它们的爪子可以用力到足以打破其他物种的外壳。事实上,它们的攻击加速度几乎和子弹一样快!如果说这些海底工程技能还不够的话,内华达大学的海洋保护教授凯莉·泰勒表示,它们还有一种惊人的能力,能防止自己迷路,记得家在哪里。
“螳螂虾有一种叫做路径整合的归巢行为,能帮助它们找到回洞穴的路,”泰勒说。“它们不断监测自己的方向相对于洞穴位置,以免迷路。”
4. 珊瑚
珊瑚是由无数微小的珊瑚虫创造的,它们共同构成了自然界中最雄心勃勃的建筑师。每个微小的动物都建造了一个由方解石制成的坚硬骨骼,方解石是一种从海水中提取的碳酸钙。经过几个世纪,珊瑚虫的群落不断生长、死亡,并在原有基础上不断构建,形成延绵数百英里的珊瑚礁。有时它们会接近水面,积累沙子和碎屑,最终形成岛屿。大堡礁,世界上最大的活体结构,甚至可以从太空中看到!
这些珊瑚礁支持着大约25%的海洋物种,但它们覆盖的海底面积却不到0.2%。它们作为繁殖场、狩猎领地和无数鱼类、软体动物、甲壳类动物及其他海洋生物的保护避风港。珊瑚礁还帮助塑造海洋洋流,吸收波浪能量,并保护沿海社区免受风暴和侵蚀。人类为了帮助海洋生物,常常会故意将清洗和准备好的结构,比如船只或旧地铁车厢,沉入精心挑选的区域,创造人工珊瑚礁,为珊瑚和其他海洋生物提供栖息地。近年来,大片珊瑚在一种称为“白化”的过程中死亡,这一过程是由于海洋温度变化引起的,而不是水的化学成分失衡。
“最近的发现表明,海水并没有直接接触到正在生长的骨骼,正如之前所认为的那样,”泰勒说。“这意味着珊瑚能够调节其内部离子浓度,即使海洋酸化,而要拯救珊瑚礁,我们应该降低温度,而不是提高水的pH值。”
换句话说,新生长的珊瑚周围有一层薄薄的活组织,可以将其与海洋化学隔离,但却无法抵御上升的温度。就像许多环境灾难一样,气候变化是主要的罪魁祸首。
5. 管虫
许多海洋虫类用沙子、贝壳碎片、矿物或粘液建造复杂的管状住所。这些住所不仅是保护性家园,还是独特生态系统的基础,支持将化学能转化为食物的细菌,这一过程被称为化学合成。在深海,尤其是在热液喷口附近,巨型管虫形成高耸的群落,庇护着各种生命。热液喷口能够在低光、高压和极端高温的条件下支持生命,热水喷射到最深海域的冰冷水域中。对它们的研究拓宽了科学家对外星生命可能繁衍生息的地方以及寻找它的地方的想法,即使在最极端和矛盾的环境中。
6. 手枪虾和歌鲇鱼
手枪虾是海洋中最吵的动物之一。它们每只都有一个超大的钳子,咔嚓一声的力度足以产生一个气泡,在非常近的距离下,爆炸声比枪声大210分贝!不过它们很小,所以当许多虾同时咔嚓时,听起来仍然像微弱的煎培根声。但这种噪音有时仍然足以干扰声纳和水下通讯。泰勒说,任一只钳子都可以成为主要武器。
“就像螃蟹一样,如果手枪虾失去或损坏了它的较大钳子,它会再生一只,”泰勒说。“新的钳子会更小,而未受损的剩余钳子会生长并成为较大的、咔嚓的钳子。”
手枪虾视力较差,但它们与歌鲇鱼有着独特的合作关系。歌鲇鱼在洞口守望。当危险接近时,它们会迅速钻入洞中,向虾发出信号,让它们也这样做。作为回报,虾让歌鲇鱼在夜间在洞中睡觉,并在某些物种组合中让它们在洞中产卵。虾甚至会在夜间封住洞口,以确保这两种物种在早晨之前安全舒适地待在洞里。
7. 白斑河豚
白斑河豚(Torquigener albomaculosus)主要分布在日本及西太平洋的部分地区,以其复杂的求偶展示而闻名。为了吸引配偶,雄性只用鳍在沙底上雕刻出直径可达六英尺的大而复杂的圆圈。这些几何“水下曼陀罗”有精确的脊和谷,随后用贝壳和珊瑚碎片装饰。
每个巢穴大约需要一周的时间来完成,具有两个目的:给雌性留下深刻印象,并为卵的发育创造一个良好、柔软的环境。如果雌性喜欢雄性的对称性和规模指标,她会在巢穴的中心产卵。卵孵化后,雄性会放弃巢穴,再建一个新巢。
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