研究人员利用中国“奋斗者”号深潜器进行了98次下潜,以绘制生态系统图谱。
中国科学家挑战了长期以来关于海洋最深处存在生命的认知,并在海平面以下19700至35750英尺(约6000至10896米)处发现了一个未知的生态系统。
这项研究由中国科学院深海科学与工程研究所的研究人员在全球深渊探索计划下开展,旨在增进对超深渊带的了解。
超深渊带得名于希腊神话中的冥界之神哈迪斯。其范围从水深4.7英里延伸至6.8英里(6000至11000米),主要由彼此相距甚远的大洋海沟和凹槽组成。
人们曾认为,由于巨大的压力、无尽的黑暗和极寒的温度,这里完全是一片生命禁区。如今,中国团队在多个太平洋海沟的岩石表面发现了微小的生物,推翻了这一看法。
海沟中的生命
研究人员在2020年至2024年间,使用载人深潜器“奋斗者”号在马里亚纳海沟、克马德克海沟等七个超深渊区域完成了98次下潜。该深潜器可搭载三名乘员,设计下潜深度超过6.2英里(10000米)。
他们惊讶地发现,在接近冰点的漆黑环境中,毫米级微小生物紧紧附着在裸露的岩石表面,形成了繁荣的生态系统。团队共记录到来自六个门的32个物种,其中大多数都是科学上的新发现。
中国科学院深海科学与工程研究所教授彭晓彤博士表示:“然而,最出乎意料的组成部分是四个新的、体型更小(毫米级)的物种,它们密度极高,并在克马德克海沟的硬底质生物集群中占据优势。”
此次发现包括一个新的单房室有孔虫科(羽状有孔虫科)和一个新的苔藓虫科(皮尔瑞尔苔藓虫科)。同时,优势生命形式被鉴定为胶结有孔虫(俗称“岩羽”)。
这些微小的生命形态可呈丝状、管状或穹顶状,并形成密集的群落。其栖息密度高达每平方分米4300个个体,相当于手掌大小的岩石面积上就聚集了如此多的生物。
据报道,由于体型微小、结构简单,科学家长期以来对这些生物的分类感到十分棘手。如今,他们终于通过遗传学和宏基因组分析确认了它们的生物学身份。
新物种的发现
此外,这些发现推翻了过去关于这些深海生物如何生存的理论。科学家曾怀疑海沟动物群依赖化能合成作用维持生命,这是一种生活在热液喷口附近的生物从化学物质而非阳光中获取能量的过程。
然而,研究人员在这些生物体内发现了部分消化的松树花粉粒,表明它们实际上是“以尘为食”的异养生物,靠有机碎屑为生。
海沟地形也有助于维持这一生态系统,V形的沟壁将有机物向下汇聚,而强大的水下沉积物流则不断冲刷裸露的岩石表面。“岩羽”生物主要附着在不易被沉积物掩埋的垂直岩石露头上,这使它们能够高效捕捉被水流向上携带的营养颗粒。
在阿留申海沟、千岛-堪察加海沟、阿塔卡马海沟、普伊斯哥海沟、阿塔卡马海沟和穆绍海沟的岩石上,也观察到了类似的硬底质生物群落。这表明这一生态系统可能广泛分布在全球最深的海沟中。
这些固着有孔虫可能贡献了超深渊带真核生物总生物量碳的2%至11%,使其可能成为深海的碳热点区域。彭晓彤总结道:“我们的结果表明,深渊硬底质动物群构成了一个重要的碳库。”
此次考察还创下了多个海洋类群的深度新纪录,包括在32746英尺(9981米)深处发现的最深的苔藓虫物种,以及在32749英尺(9982米)深处发现的最深的钵水母螅状体。
该研究已发表在《科学》杂志上。
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