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与人类息息相关的浮游动物(之三):不仅仅看上去很美

  19世纪末20世纪初,德国自然科学家郝克尔曾绘制很多浮游生物的图片,人们不仅惊叹于它们美妙的结构,也更加关注它们对于生态环境的影响与意义。 

入侵物种“黑名单”

  虽然浮游动物的分布区域受到海流的限制,但它们可以借助人类的航运开启一段前途未卜的旅程。轮船在装载、卸载和调整平衡的过程中,船体会灌入或排出一些海水,即压舱水。压舱水中的浮游动物由此被轮船带到世界各地。在大多数情况下,压舱水中的浮游动物在黑暗环境中会死去一些,幸存的在新环境中通常也难以存活,但是总有一些浮游动物特别顽强,它们熬过了黑暗的航程,适应了异国他乡的环境,并在新“世界”存活了下来。有的甚至反客为主,在新的海区繁盛起来,改变了当地的生物组成,影响了渔业生产,成为不受欢迎的入侵物种。 

  浮游动物中最有名的入侵物种是一种栉水母,最大的长约10厘米,属于温带和亚热带的近岸海湾种类,原来分布在北纬40°到南纬46°的美洲大西洋海岸。从20世纪80年代起,栉水母被引入黑海,并蔓延到地中海和波罗的海。在全球入侵物种数据库中,栉水母是唯一一种被列入前100名的海洋浮游动物。 

   

栉水母(图片来自百度)

浮游动物的沉降与海洋生物泵

  全球变暖引起人们的关注,国际社会也召开气候大会专题评估气候变暖趋势、寻求应对方法。全球变暖的罪魁祸首被锁定为大气中的二氧化碳,因此,如何减少碳排放和移除大气中的二氧化碳是备受重视的研究内容。浮游动物对移除大气中二氧化碳的作用也因此得到人们的关注。 

  海洋中的颗粒物都会因为重力的作用向海底沉降,在沉降的过程中,有机物会被细菌利用,其中的有机碳转化为二氧化碳,如果沉降的速度太慢,有机物还没有沉降到海底就转化为二氧化碳了。颗粒物能否沉到海底,与沉降速度有关。而颗粒物的大小是影响沉降速度的重要因素,与重力抗衡的是海水的黏滞力,颗粒越小,黏滞力越大,因此大的颗粒沉降速度也大。浮游植物个体微小,沉降速度小;沉降速度快的颗粒主要是浮游动物的粪便和尸体。这些颗粒将碳从海洋的表层输送到深层,从而移除大气中的二氧化碳,这一过程好像有一台泵将碳从表层输送到底层,因此被科学家形象地称为“生物泵”。 

  目前,大气中二氧化碳浓度持续升高,生物泵的自然运转已经不能遏制这一趋势,有人试图加快生物泵的运转。自20世纪90年代开始,科学家在海洋中进行了多次的施肥实验,希望通过增加海洋中的浮游植物,达到让浮游动物多进食、多排泄粪便的目的,以提高生物泵效率。但事与愿违,这些实验虽然增加了海洋中的浮游植物,但是浮游动物的量并没有增加,因而排泄的粪便颗粒没有显著增加。浮游动物的量没有增加是因为浮游动物的繁殖需要时间,但是人工施肥往往持续时间短,只有1~2周,当浮游动物增加的时候,浮游植物已经在减少了。鉴于施肥效果不显著,加上大规模施肥可能导致不能预见的不良后果,国际社会已经叫停了海洋施肥实验。 

鲜为人知的微缩之美

  早期的浮游动物分类学者在显微镜下观察浮游动物时,无不惊叹于它们的美妙结构,并绘制了非常精美的浮游动物图片。这些工作在丰富浮游动物研究资料的同时,也让更多人有机会欣赏这些奇妙生命之美。    

赫克尔发表于1904年的孔雀丽哲水蚤(本文作者供图)

  19世纪末20世纪初,德国自然学家赫克尔绘制了许多浮游生物图片。1910年,热衷海洋科学的摩纳哥王子阿尔伯特一世主持修建摩纳哥海洋博物馆,并参照赫克尔笔下的水母形象,制作了美轮美奂的水晶灯,至今它仍闪耀在摩纳哥海洋博物馆内。 

  

  作者:总站|亚博yabovip2024网页版总站|亚博yabovip2024网页版 张武昌 郑珊

  本文节选自《与人类息息相关的浮游动物》(刊于《大自然》2016年第2期) 


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