在北极深海已灭绝的水下火山峰上发现了巨大的海绵花园

摘要:在北部的朗塞斯岭海山结构上发现的密集海绵地代表了一个极其丰富的生态系统,证明了海绵和相关微生物利用包括化石渗出碎屑在内的各种难降解食物来源的能力。

Langseth Ridge 的密集海绵地

在北部的朗塞斯岭海山结构上发现的密集海绵地代表了一个极其丰富的生态系统,证明了海绵和相关微生物利用包括化石渗出碎屑在内的各种难降解食物来源的能力。图片来源:Alfred-Wegener-Institut / PS101 AWI OFOS 系统

海绵在已灭绝的水下火山的山峰上大量生长并达到令人印象深刻的大小。

巨大的海绵花园在北冰洋中部的海山之上茁壮成长,北冰洋是地球上最贫营养的海洋之一。它们似乎以灭绝动物群的残余为食。微生物支持海绵利用这种蓬松的材料作为食物和能量的来源。来自不来梅、不来梅港和基尔的科学家及其国际合作伙伴在一次 POLARSTERN 探险中发现了这一独特的生命热点,现在他们在《自然通讯》杂志上报告了他们的发现。他们强调,鉴于全球和当地的变化,需要更好地了解北极生态系统的多样性和独特性。

很少有食物可以到达永久冰雪覆盖的北冰洋深处,因为光限制了藻类的生产力。然而,来自不来梅、不来梅港和基尔的科学家现在在已灭绝的水下火山峰上发现了一个令人惊讶的丰富且人口稠密的生态系统,并在《自然通讯》杂志上报告了他们的发现。这些生命热点以海绵为主,大量生长,规模惊人。

探险队首席科学家、深海生态与技术研究小组负责人 Antje Boetius 报告说:“在朗塞斯山脊(Langseth Ridge)已灭绝的火山海山上茁壮成长,我们发现了巨大的海绵花园,但不知道它们以什么为食。”在马克斯普朗克海洋微生物学研究所和阿尔弗雷德韦格纳研究所所长,亥姆霍兹极地和海洋研究中心。来自不来梅马克斯普朗克海洋微生物学研究所的海绵专家、第一作者 Teresa Morganti 使用该任务的样本,能够确定海绵如何适应最缺乏营养的环境。Morganti 解释说:“我们的分析表明,海绵具有能够利用旧有机物的微生物共生体。这使他们能够以前者的残余为食,

北极海底海绵

阿尔弗雷德韦格纳研究所的海底观测系统(OFOS)由研究破冰船 POLARSTERN 操作,描绘了一个由数十个海绵组成的社区,直径从一厘米到半米不等,密度如此之大,几乎覆盖了朗塞斯岭的上峰. 图片来源:Alfred-Wegener-Institut / PS101 AWI OFOS 系统

以剩饭为生

海绵被认为是最基础的动物生命形式之一。尽管如此,它们在所有海洋中都很成功且丰富,从热带浅礁到北极深海。许多海绵以共生关系容纳复杂的微生物群落,通过产生抗生素、转移营养和处理排泄物,有助于海绵的健康和营养。这也适用于Geodia- 海绵,在北极海山上占主导地位。海绵和相关微生物的统一体称为海绵全生物。Teresa Morganti 与乌得勒支大学的专家 Anna de Kluijver 以及阿尔弗雷德韦格纳研究所的 Gesine Mollenhauer 实验室合作,确定了海绵的食物来源、生长情况和年龄。他们了解到,数千年前,从海床内部渗出的物质支撑着丰富的生态系统,是各种动物的家园。当他们死去时,他们的残余仍然存在。现在,这些构成了这个意想不到的海绵花园的基础。

微生物的微生物分析支持了研究人员的假设。“微生物拥有适合这个栖息地的工具箱,”基尔 GEOMAR Helmholtz 海洋研究中心的 Ute Hentschel 解释说,她与她的团队进行了微生物分析。“微生物具有消化难降解颗粒物和溶解有机物的基因,并将其用作碳和氮源,以及许多可用的化学能源。”

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科学家们还表明,海绵充当了生态系统工程师的角色:它们产生的针状物形成了它们爬行的垫子。这可以进一步促进颗粒和生物材料的局部沉降。海绵全生物可以利用这种碎屑,从而创造出它们自己的食物陷阱。

保护需要理解

Langseth Ridge 是一个离北极不远的水下山脉,位于永久冰雪覆盖的水面之下。在那里,海绵生物量与养分投入高得多的较浅海绵地相当。“这是一个独特的生态系统。我们以前从未在北极中部高处看到过类似的东西。在研究区域,上覆水中的初级生产力提供了不到 1% 的海绵碳需求。因此,这个海绵花园可能是一个短暂的生态系统,但它拥有丰富的物种,包括软珊瑚,”Antje Boetius 说。

北极是受气候变化影响最严重的地区之一。“在我们的研究之前,在北极中部高地没有发现类似的海绵地,这是一个冰雪覆盖的海洋区域,鉴于观察和采样这种冰雪覆盖的深海生态系统的困难,该区域仍未得到充分研究,”摩根蒂强调. 来自马克斯普朗克海洋微生物研究所、阿尔弗雷德韦格纳研究所和 GEOMAR 等不同机构的科学家的密切合作,使人们能够全面了解这个令人惊讶的寒冷深处的生命热点。“随着海冰覆盖率迅速下降和海洋环境的变化,更好地了解热点生态系统对于在压力下保护和管理这些北极海域的独特多样性至关重要,”Boetius 总结道。

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