北冰洋发现靠吃化石维生的海棉群落

在北冰洋的石维生一座海底山，海星聚集在一只已死或垂死的海棉海绵上；它的身上覆盖了一层白色的细菌毯，科学家很惊讶那里居然有数以千计的群落海绵。 PHOTOGRAPH COURTESY OF ALFRED WEGENER INSTITUTE / PS101 OFOBS TEAM

海绵覆盖一座海底山的石维生表面，它们在共生菌的海棉帮助下，以化石化的群落管虫为食。 PHOTOGRAPH COURTESY OF ALFRED WEGENER INSTITUTE / PS101 OFOBS TEAM
（神秘的北冰地球uux.cn报道）据美国国家地理（撰文：TIM VERNIMMEN 编译：涂玮瑛）：在北冰洋一处食物贫瘠的地方，科学家发现了一个生机勃勃的现靠生态系。
在被冰层覆盖又离海岸线很远的吃化北冰洋中部，海床上很难找到食物。这里离海面可达4公里以上，而当科学家在这里采集海底的岩芯标本时，通常会拉起淤泥。这些淤泥几乎了无生机，只能支持非常少量肉眼可见的生物。但在2011年，有一个岩芯标本似乎含有──最先观察到的学生是这么说的──「一头北极熊！」
德国阿佛烈．韦格纳极地与海洋研究所（Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research）的海洋生物学家安杰．波伊修斯（Antje Boetius）回忆道，看起来像白色毛发的东西是一块几乎同样令人惊奇的海绵碎片。 「在这个区域，每平方公里左右大概会有一只海绵。我们当时想，能遇到一只海绵真是太巧了。」
不过，当科学家在2016年带着灯光和摄影机重返相同地点时，他们发现这处位于一座沉寂的海底火山（又称为海底山）上的区域几乎完全被海绵覆盖。有些海绵的直径超过90公分。
这项发现留给研究人员一个亟待解答的问题：这些海绵到底吃什么？波伊修斯说，在一个似乎缺乏食物的地区，「我们那时完全不清楚它们是怎么长到那种密度的」。
根据一篇在期刊《自然通讯》（Nature Communications）上刊登的新论文，原来海绵吃的是化石化的管虫（tubeworm）群体残骸，这群管虫原本生机勃勃，在曾经活跃的火山所释放的甲烷中茁壮生长。研究人员发现，共生菌会帮助海绵将这种似乎不是食物的残骸转变成养分。
这是科学家首次发现会吃化石的动物。阿姆斯特丹大学的海洋生态学家贾斯柏．德．戈伊（Jasper de Goeij）说：「海绵居然会利用其他生物无法利用的食物资源，这项发现很酷。」他并未参与该研究。 「而且它证实了先前的发现，也就是与细菌共生会让觅食有很大的弹性。」
毛茸茸的山丘
波伊修斯说，在海底活火山上，活的管虫会栖息在死去个体的空心管上，一代接着一代，因此产生「毛茸茸山丘」的模样。火山活动趋于平缓时，原本被管虫转变为食物的甲烷会停止流动，导致管虫死亡。不过，它们的管状残骸会留存下来，并透过化石化作用变成几丁质和蛋白质。
德国不来梅马克斯．普朗克海洋微生物研究所的海绵专家兼第一作者泰瑞莎．摩根蒂（Teresa Morganti）说，这种共生关系让海绵能在这里生存。
挪威北极大学的海洋生态学家艾蜜莉．奥斯特姆（Emmelie Åström）说，先前研究已经显示，即使在火山沉寂下来后，火山活动史仍可能会持续影响当地生态系。她并未参与该研究。不过她也补充说：「我很惊讶在这么北边的地方有如此密集的海绵花园，这显示我们并不了解深海中存在的一切。」
海绵宝宝
海绵似乎不怎么四处移动，甚至完全不移动，它们是怎么找到这一片在北极海底山上的管虫化石自助餐的呢？阿尔弗雷德．韦格纳研究所的海洋生物学家兼共同作者奥顿．普瑟（Autun Purser）怀疑，它们是在幼虫时期抵达那里的。
「在比较南方的挪威海域有类似的海绵花园。」他说：「所以幼虫可能是从那里过来的。」有些乘着洋流漂浮的幸运幼虫一定是卡在山顶上，然后意外发现那里有丰富的食物。
当这些海绵花更多时间吃管虫化石，帮助它们消化食物的共生菌也可能随之增生。成年海绵在繁殖时会透过出芽生殖，从身体生出基因相同的海绵宝宝，把这种高度适应的微生物传给下一代。 （海绵也可以进行有性生殖，但这会产生可能随洋流漂走的幼虫──生活在恶劣环境时，这是一种冒险的策略，却也是在新区域繁衍的唯一方法。）
研究团队也发现可信的证据显示，成年海绵能够移动，并会沿路留下称为骨针（spicule）的矽质骨骼部分。摩根蒂发现，它们主要往上坡处移动，这样可能更容易接触到夹带化石管虫碎片的区域性水流。往上坡处移动可能也会为下一代腾出空间，让小海绵能在比较不受水流影响的位置发育成熟。
研究人员发现，这些海绵能庇护小动物，例如虾。这些小动物或许以海绵的食物残渣为食，有时还会吃海绵。海星也会吃垂死的海绵。
不过，这种特别的生态系依靠一个灭绝群体的残骸存活，能维持多久呢？ 「这些海绵的代谢率非常低，」摩根蒂说：「所以我不认为它们有可能吃完这里的食物。」
更有可能对这个海绵群体产生威胁的是气候变迁，这种现象正在让北极的冰层减少，而且可能促进藻类生长。这可能使食物链变得更活跃，并导致更多食物降落在海床上。普瑟说，这件事本身不会伤害海绵，但可能会为其他动物创造机会──或许是一种生长速度较快但目前无法在这个区域生存的海绵──让它们在竞争中胜出。
「就我在这些北方地区的经验来看，」他说：「环境开始改变时，生态系可能会变得不平衡，使我们无法确定哪些动物最有可能茁壮成长。」