生命--非常的世界

  第一章:神奇的海洋生物(3)

 

群体脱壳和交配

右下图:(左)准备好交配。蟹类唯一成长的方式就是挣开原来的旧壳。在交配期间,失去蟹钳的蟹可以重新长出蟹钳。(右)当旧壳裂开时,蟹就会从壳中挣出来。然而,新壳还很软,还不足以支撑蟹行走,此时的蟹处于易被攻击状态)

澳大利亚蜘蛛蟹,喜生活于泥质海底,大量密布于海床上。这些物种并不为人所知。在约800米党的沙质或泥质海底,蜘蛛蟹用钳蟹抓取海底的微型生物或者藻类为食。蜘蛛蟹一生当中的绝大多数时间都在深水区度过,但它们也会前往澳大利亚南部沿岸地区,在那里一个爬在另一个身上,层层叠叠,沿着浅水域进行并完成脱壳和交配过程。和所有的蟹类及其他甲壳纲动物一样,蜘蛛蟹的生长也受坚硬的外壳所限,而唯一解决的方法就是在现在的外壳下长出一个更大柔性外壳,然后原来的坚硬外壳裂开,并从中挣脱出来。新的柔性外壳在旧外壳底部成型的时候,已将旧壳中的大量钙质吸收到血液中,所以蜘蛛蟹即便是丧失了一只钳蟹,也能重新长回来。脱下旧的外壳后,在一段时间内蜘蛛蟹的身体会处于柔软状态,直到新壳硬化。这是它们生儿育女的时期,但同时也是最容易遭受攻击的脆弱时刻。

冰上生活的对策

(左图:麦克默多湾海冰的一景。背景为正在活动的埃里伯斯火山。海水和岩冰相衔接的地方形成了一首水帘。)

麦克默多湾与南极洲的罗斯海和南极大陆的其他地方一样,全年覆有冰层。唯独在极其短暂的夏末,覆盖在罗斯海上的冰层才会暂时融化。这里有一个古老而又与世隔绝的群落。南极的无脊椎动物,从海绵动物、海星到珊瑚、螃蟹,无不经历了漫长的进化岁月。大约2500万年前,当南极大陆继续向南漂移,最终脱离南美洲的时候,南冰洋便成为一个完全环绕南极洲却没有被陆地分割开的大洋。南极环游逐渐增强,在相对温暖的北部水域和相对寒冷的南部水域间形成了一道天然的障碍。从此,物种的隔离与差异也应运而生。

(左图:南极海葵被海水裂缝中透进的光照亮。它们是贪婪的捕食者,能捕捉大型动物,如海蜇。它们也可以四处游动,以避免碰到后面的底冰。)

麦克默多湾深约15-30米的水域,海葵、珊瑚和海绵动物是整个群落的主要成员,但在30米以下的海域,生物各类更多。海绵类动物生长缓慢,在漫长的底冰形成期,最终死亡,却为其他生物提供了主要生存和活动场所:水螅长在其顶部和侧面;羽管虫把它当作喂食台;鱼儿们藏于其间,或是在里面产卵;海星和海参则以这些海绵类动物为食。冰间湖,是长期或较长时间保持无冰或仅被薄冰覆盖的冰间开阔水域,位于罗斯冰架的北部前缘。每年,冰间湖都会逐渐破冰开口,被太阳加热的温暖海水溢向罗斯岛,并于11月中旬到达麦克默多湾。这些较温暖的海水替换了原先的过冷水,使薄冰之下的浮游生物得以大量繁殖。同时,冰层也渐渐被温暖的海水融化,这使其中的生物暴露海面。

 

 

(左图:海胆和海星以海藻为食。很多海胆会将有毒的海草放在背上。海葵发出攻击的话,会因为碰到这些有毒的海草然后劈开。海草也因为附着在海胆上,可以接收阳光和四处移动)

在麦克默多湾,每隔一小段距离就有完全不同的生物栖息地。在东边,春天的阳光可以更早地照射过
这里的水域。大量的阳光穿过冰架下的过冷水无法到达的地方。这些水域底部的硅藻开始繁殖,像棕色的
垫子覆盖海底。这为专惟藻类为食,偶尔也食用片脚类动物、海绵类动物以及蠕虫的南极海胆提供了食物。海草也生长在这儿,这是一种生长在浅海区或10-15米处的物种。它们含有海胆无法食用的毒素,但是海胆可以充分利用它们。海胆将海草撕碎,并将它们粘贴于自己的脊背处。这样,一件抵御海葵等敌害的海草外套就做好了,因为一旦海葵碰到海草,它们就会缩回自己的触手。借用他人的毒素是一种低劣的防御手段。?鳃类动物利用软珊瑚的针刺细胞保护自己。处于自由流动状态的小片脚类动物将长着『翅膀』的蛞蝓放在背上,以防御鱼类的攻击。

右图:大量的海星和纽虫栖息在海豹尸体上,并以此为食。

麦克默多湾群落的一大特征是极度缺乏幼小无脊椎动物。原因很可能是无处不在的海星。它们从不挑食,海豹的尸体、海豹排泄物、海绵类动物以及其他海星都是它们的食物。这种海星的统治地位在一定程度上也是其繁殖策略的结果。冬季末期,当大部分动物在海底只产少量的卵时,它们却在水中产下大量卵,并释放出大量精液。这意味着幼卵不会马上被活跃的其他海星和海胆吃掉。幼卵有一个有利的开端,之后以细菌为食,到了夏天则以藻类为食。在麦克默多湾西边的探索者海湾,尽管条件恶劣,却有一个完全不同的动物群落。这里的冰从不融化,且厚度可达到5米。极个别地区,底部的冰层可达3米厚,这降低了营养物质混合在一起的可能性。光线无法穿过,动植物繁殖能力也非常微弱。即使在夏天,罗斯海中的海水流到这里,也不带有任何养分和食物:因为食物早被吃光了。

 

这里有由极细的颗粒泥沙铺就的海底和存在了数千年的冰川径流,是扇贝的最佳生活场所,成千上万的扇贝栖息于此。一到夏天,在浅海冰块融化的区域,每平方米就有85只扇贝。在约为30米处的深海区,扇贝密度下降,但大约每平方米也有20只。几乎没有因素可以影响扇贝的数量,因为这里连海星也很罕见。众所周知,过冷水不利于碳酸钙的形成,扇贝的外壳主要由碳酸钙构成,所以很薄很脆弱,在深海区,它们的成长速度较慢,体积也相对较小。这种深度的海底,生存的典型动物是石笔海胆、海蛇尾以及有孔虫。后者通过显微镜才能看到,然而在这里,它们却可以长到1厘米长。其他两种是捕食者,它们会吃掉很多无脊椎动物的幼虫,包括扇贝的幼体。

右图:一株软珊瑚弯向一边,从海底搜寻食物。当珊瑚虫无法在水中找到食物时,它就会采取这样的办法。当它吃完周围的所有食物时,便会脱离所依附的物体,然后爬着依附到新物体上。

另一种生活在此处的独特的无脊椎动物就是巨型软珊瑚。这种号称『深海珊瑚』的动物有1.5米高,它利用珊瑚虫从水中取食,并收集水中的营养物质以及幼小的无脊椎动物。但是在这个水流几乎静止不动的地方,没有足够的食物。所以,巨型软珊瑚横扫四周,获得食物。它一方面改变身体一侧的水压,以便弯向一边并可以触到海底沉积物。珊瑚虫抓住该区域的所有食物后,会直起身,然后弯向另外一边,直到它捕获一整圈。更为神奇的是,软珊瑚从不选择一个物体作为永久的依靠,它会脱离所依附的岩石或扇贝,像蠕虫一样,沿着海底爬向另一个有食物的地方。

极端的条件下需要采取极端的策略。在如此寒冷的深海中,有着无数类似的奇特策略,而大多数我们还要继续观察知晓。