5 月 28 日消息 想象你是一位海洋生物學(xué)家，此刻正遙控著深潛器探索科考船下方幽暗的海洋深淵。你的眼睛盯著屏幕，同時(shí)操縱著深潛器下降到幾千米深處。一開(kāi)始，深潛器在陽(yáng)光充足的水體中航行，可以見(jiàn)到豐富的魚(yú)類和水母，但隨著光線漸暗，水體中只能見(jiàn)到不斷“飄落”的碎屑，這些都是來(lái)自上方的生物尸體和廢物。科學(xué)家將這些柔和而密集的碎屑稱為“海雪”。最終，你在屏幕中只能看到無(wú)盡的黑暗；那里也具有極端的壓力，一個(gè)聚苯乙烯泡沫咖啡杯會(huì)被壓成頂針大??；另一方面，深海的低溫也會(huì)讓人感到徹骨的寒冷。海床逐漸進(jìn)入深潛器的鏡頭中，它們就在那里，形成了一個(gè)由巨大細(xì)胞組成的花園。
這些單細(xì)胞生物被稱為“深海巨型有孔蟲(chóng)”（xenophyophore），可以長(zhǎng)到籃球大小。它們就生長(zhǎng)在沉積物上，形狀各異，有的像康乃馨或玫瑰，有的則具有格狀結(jié)構(gòu)。與淺水中的珊瑚一樣，深海巨型有孔蟲(chóng)的身體在深海海床上也創(chuàng)造了獨(dú)特的棲息地。目前，許多深海平原還沒(méi)有被探索過(guò)，科學(xué)家也很難對(duì)巨型有孔蟲(chóng)的生活進(jìn)行研究。
深海之謎：研究人員拿著一只深海巨型有孔蟲(chóng)（xenophyophore），其褶皺內(nèi)還生活著一只海蛇尾
不過(guò)，可以確定的是，深海巨型有孔蟲(chóng)所創(chuàng)造的“花園”可能覆蓋了大西洋和太平洋的大片區(qū)域。美國(guó)斯克里普斯海洋研究所的海洋生態(tài)學(xué)家麗莎?萊文表示，深海巨型有孔蟲(chóng)“代表了海洋生物多樣性中一個(gè)鮮為人知的要素”。而且，它們也“非常脆弱，極易容易受到人類干擾”。這種干擾或許已經(jīng)來(lái)臨。
構(gòu)筑海底“花園”
想象一下，這些細(xì)胞如此密集地?cái)D在一塊，每一個(gè)巨大的細(xì)胞都利用其周圍的沉積物，建造起一所“房子”；有些細(xì)胞還會(huì)伸出像頭發(fā)一樣的纖維，去搜尋并抓住大小合適、最適合建造的顆粒。盡管只是一個(gè)單獨(dú)的細(xì)胞，但每個(gè)細(xì)胞都能將這些材料組裝成精致的“建筑”結(jié)構(gòu)。
有了“房子”之后，許多深海巨型有孔蟲(chóng)便以上方水體落下的海雪為食，在黏稠的細(xì)胞內(nèi)部消化這些生物遺骸，然后排出類似動(dòng)物糞便的代謝產(chǎn)物。英國(guó)南安普頓大學(xué)的生態(tài)學(xué)家安德魯?古戴領(lǐng)導(dǎo)的研究小組利用 CT 技術(shù)對(duì)巨型有孔蟲(chóng)進(jìn)行了掃描，透過(guò)外殼觀察里面的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。他們發(fā)現(xiàn)，每個(gè)細(xì)胞都像樹(shù)枝一樣在外殼內(nèi)擴(kuò)展，延伸至各個(gè)角落，但還有剩余的空間。
通過(guò)這些具有精細(xì)結(jié)構(gòu)的外殼，以及自身所產(chǎn)生的代謝廢物，每個(gè)巨型有孔蟲(chóng)細(xì)胞都創(chuàng)造了一個(gè)微型世界。在 20 世紀(jì) 80 年代末，當(dāng)萊文第一次將這些生物作為研究興趣時(shí)，幾乎沒(méi)有其他科學(xué)家對(duì)它們給予應(yīng)有的關(guān)注。她發(fā)現(xiàn)，有超過(guò) 15 個(gè)主要?jiǎng)游锶后w，包括海綿、軟體動(dòng)物、甲殼動(dòng)物和多毛綱動(dòng)物等，生活在這些單細(xì)胞“城堡”中；一些細(xì)胞甚至容納了超過(guò) 100 種不同的動(dòng)物。有些動(dòng)物就以巨型有孔蟲(chóng)的排泄物為食。萊文說(shuō)：“它們?cè)诠δ苌暇拖襁@些動(dòng)物的公寓?！?019 年，她和斯克里普斯海洋研究所的同事、生物學(xué)家格雷格?勞斯發(fā)現(xiàn)了一個(gè)可能依賴深海巨型有孔蟲(chóng)的新類群：魚(yú)類。
▲ 在冰冷幽暗的深海，深海巨型有孔蟲(chóng)構(gòu)筑起了屬于自己的世界
他們從哥斯達(dá)黎加附近幾千米深的海床上收集了巨型有孔蟲(chóng)的樣品，從中發(fā)現(xiàn)了屬于獅子魚(yú)科副獅子魚(yú)屬（Paraliparis）魚(yú)類的卵和胚胎。深海獅子魚(yú)長(zhǎng)得就像大型蝌蚪，其產(chǎn)卵器類似注射針頭。有些物種會(huì)將卵偷偷產(chǎn)在海綿里，有些則產(chǎn)在螃蟹的鰓里，甚至還有的產(chǎn)在活著的蛤蜊中。有些深海獅子魚(yú)種類可能會(huì)將卵產(chǎn)在巨型有孔蟲(chóng)的外殼內(nèi)，與這些巨大的細(xì)胞建立起新的聯(lián)系。
深海獅子魚(yú)在多大程度上利用巨型有孔蟲(chóng)，其他魚(yú)類是否也會(huì)這樣做，目前還不得而知，但這些發(fā)現(xiàn)展示了這些非凡的單細(xì)胞生物對(duì)深海生態(tài)系統(tǒng)的重要性。對(duì)于生活在這些“花園”里的深海獅子魚(yú)和其他動(dòng)物來(lái)說(shuō)，巨型有孔蟲(chóng)提供了可以棲身和產(chǎn)卵的場(chǎng)所。這些區(qū)域也因此成為生物多樣性的熱點(diǎn)。當(dāng)漁網(wǎng)拖過(guò)海底，將巨型有孔蟲(chóng)捕撈上來(lái)時(shí)，就預(yù)示著船已經(jīng)進(jìn)入了比周圍海床更加豐富的生物棲息地。
然而，深海巨型有孔蟲(chóng)造就的棲息地也十分脆弱。事實(shí)上，它們對(duì)于深海生物多樣性是如此重要，以至于被聯(lián)合國(guó)指定為“脆弱海洋生態(tài)系統(tǒng)”的指標(biāo)；在這些生態(tài)系統(tǒng)中，生物群落對(duì)外界干擾非常敏感。根據(jù)對(duì)這些指標(biāo)在獨(dú)特性、功能和脆弱性等方面的評(píng)估，深海巨型有孔蟲(chóng)的排名僅次于深海珊瑚。麗莎?萊文說(shuō)：“它們大多數(shù)都非常脆弱，很容易受到破壞，如果處理時(shí)不小心的話，就會(huì)變成一堆沉積物?！?/p>
深海采礦
深海巨型有孔蟲(chóng)最豐富的一些區(qū)域位于太平洋深?？死锇?- 克利伯頓斷裂帶（Clarion-Clipperton Fracture Zone，簡(jiǎn)稱 CC 區(qū)），這是夏威夷和墨西哥之間的一個(gè) 450 萬(wàn)平方公里的深海平原和山脈區(qū)域。生物學(xué)家對(duì)該地區(qū)的海床進(jìn)行了調(diào)查，發(fā)現(xiàn)每平方米有多達(dá) 12 個(gè)深海巨型有孔蟲(chóng)，形成了一種單細(xì)胞礁石系統(tǒng)。2016 年進(jìn)行的另一項(xiàng)海底調(diào)查也發(fā)現(xiàn)了 14 個(gè)深海巨型有孔蟲(chóng)物種和 12 種刺胞動(dòng)物、棘皮動(dòng)物和海綿，其中包括 7 個(gè)新物種。
不過(guò)，克拉里昂 - 克利伯頓斷裂帶之所以吸引國(guó)際關(guān)注，并不是因?yàn)榫扌陀锌紫x(chóng)，而是拳頭大小的多金屬結(jié)核，它們就像蛋糕上的糖屑，散落在該地區(qū)廣袤、柔軟的海床上。每個(gè)多金屬結(jié)核的核心都包含一小塊外殼或化石，其表面被像晶體一樣生長(zhǎng)的礦物質(zhì)包圍著。這種生長(zhǎng)過(guò)程非常緩慢，平均每百萬(wàn)年才生長(zhǎng)幾厘米（最慢的只有幾毫米）。最大的多金屬結(jié)核可能有數(shù)千萬(wàn)年的歷史。盡管形成過(guò)程堪比地質(zhì)時(shí)間尺度，但世界各國(guó)采集這些多金屬結(jié)核的熱潮正在加速。
深海多金屬結(jié)核所含的礦物質(zhì)包括錳、鎳、銅和鈷，這些元素都是太陽(yáng)能電池板和電動(dòng)汽車所用電池的關(guān)鍵組成部分，是新興的“可再生”能源經(jīng)濟(jì)所需的元素。
單單 1 公斤的鈷就能賣到 50 美元以上。連同其他金屬，這些多金屬結(jié)核采礦場(chǎng)的價(jià)值可達(dá)數(shù)十億美元。許多公司和國(guó)家都躍躍欲試，等待開(kāi)采這些礦藏的機(jī)會(huì)。盡管距離陸地?cái)?shù)千公里，但包括法國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)在內(nèi)的許多國(guó)家都宣稱對(duì)克拉里昂 - 克利伯頓斷裂帶的部分區(qū)域擁有主權(quán)，國(guó)際海底管理局（ISA）也已經(jīng)頒發(fā)了 16 份在那里進(jìn)行多金屬礦脈勘探的許可證。
多金屬結(jié)核采礦需要用到像拖拉機(jī)大小的真空裝置，通過(guò)連接船體的管子將結(jié)核吸走。在這一過(guò)程中，巨型有孔蟲(chóng)及其生態(tài)系統(tǒng)也會(huì)被帶到海面以上。生物學(xué)家尚不清楚水下礦場(chǎng)能否恢復(fù)，以及如何恢復(fù)。
一項(xiàng)對(duì)大西洋海底巨型有孔蟲(chóng)的研究發(fā)現(xiàn)，它們的生長(zhǎng)速度很快，在 8 個(gè)月的時(shí)間里體積能增加幾倍。但是，通過(guò)這些物種來(lái)推斷克拉里昂 - 克利伯頓斷裂帶的巨型有孔蟲(chóng)可能并不合理。正如同一類群中不同動(dòng)物的生長(zhǎng)速度存在差異，這些巨大的細(xì)胞可能也是如此。目前，科學(xué)家對(duì)巨型有孔蟲(chóng)的繁殖和擴(kuò)散能力，以及它們需要多長(zhǎng)時(shí)間才能在礦區(qū)重新建立種群，都知之甚少。當(dāng)然，這一切只適用于不生活在多金屬結(jié)核上的深海巨型有孔蟲(chóng)，因?yàn)槎嘟饘俳Y(jié)核本身就需要數(shù)千萬(wàn)年才能重新形成。
2021 年 4 月初，綠色和平組織與 Deep Green 礦業(yè)公司的一艘采礦船發(fā)生了沖突。一些公司也承諾在對(duì)環(huán)境影響有更多了解之前，不會(huì)使用深海開(kāi)采的礦物。與此同時(shí)，國(guó)際海底管理局可能很快就會(huì)從目前的勘探階段過(guò)渡到允許進(jìn)行第一代深海采礦。
在深海環(huán)境幾乎完全未知的情況下，對(duì)其進(jìn)行環(huán)境影響評(píng)估是非常困難的?？梢源_定的是，深海巨型有孔蟲(chóng)所生活的環(huán)境完全不同于人類所熟悉的其他生境。這些單細(xì)胞生物有人類拳頭那么大，它們?yōu)槠渌锓N創(chuàng)造了棲息地，在生態(tài)系統(tǒng)中的重要性不亞于珊瑚。麗莎?萊文說(shuō)：“我希望人們能夠關(guān)心深海環(huán)境，了解那里是多么奇妙，多么令人驚奇，多么非同尋常。”她指出，深海巨型有孔蟲(chóng)是指標(biāo)性的生物 —— 我們不知道深海采礦可能會(huì)帶來(lái)什么后果，但我們必須小心行事，因?yàn)檫@些奇特的生命形式極為脆弱。
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