深海生物
指生活在大洋带以下的生物。通常包括水深200米以下的全部水域,终年黑暗,阳光完全不能透入,盐度高,压力大,水温低而恒定,水生植物不能生长,动物种类和数量非常贫乏,且大多属碎屑性动物,只有少量肉食性动物,并随海水深度增加而不断减少。主要由棘皮动物海参、海胆、海百合、海星,甲壳动物虾、蟹和深海鱼类等组成。其生态特征为:嘴特大,牙齿尖锐,眼睛或触觉器官高度发达,身体柔软而有渗透性,以便与外界压力保持平衡,常有发光器官或发光组织,通常生活于水深200~2000米处的动物体色较鲜艳(红或紫红色),水深超过2000米时,色泽较暗淡(如灰白或黑色)。生活在水深超过1000米处的海洋生物。包括微生物、无脊椎动物和鱼类等。
深海生物的研究始于19世纪初,由于研究条件的限制误认为550米以下是无生命带,因此,进展缓慢。1872~1876年,英国“挑战者”号获得了一批深海生物样品,确证深海存在生物。此后,欧美一些国家相继开展深海生物调查,美国于1930年用潜水球进行生态观察,到20世纪中期已积界了许多有关深海生物的形态、分类和分布的研究资料。20世纪60年代以来,基于开发深海矿产和生物资源,以及利用深海弃置放射性废物的需要,加之深海调查技术和设备不断改进(如应用新的深海潜水球,水下电视摄像机,水中立体照像机,机械手,深海拖网和样品保存技术等)对深海生物的研究,包括深海环境,深海生物的种群生态、生理、生化和适应机制等的研究不断取得进展。如1977年发现了深海底热泉口生物群落。
生态环境及生物类型深海环境特点1高压,水深每增加10米约增加1个大气压,在1万米的深渊,压力为1000个大气压。2底层流速多很缓慢。3无光,不存在光合营养的植物。4低温,除个别海域(如地中海)水温较高外,深海水温平均为1~3c,最低可达-18c。5盐度较高(35‰)且变化小。6氧含量较丰富,通常500~1000米水深处含氧量最低,其上下水层含氧量均较高。7沉积物多为软泥和粘土。
深海生物按其生活方式可分为浮游、游泳和底栖三大类。
浮游生物由细菌、原生动物、腔肠动物、甲壳动物、毛颚动物等的一些种类组成,种类和生物数量均较少。生物数量通常随水深增加而明显降低。太平洋千岛-堪察加水域的中型浮游生物量,在200~400米水深处每立方米平均超过100毫克,但3000米以下却不到1毫克。同一种浮游动物,个体小时多生活在浅处,个体较大时生活在深处。如桡足类的海羽水蚤属和光水蚤属的一些种类,生活在2000米水深处个体最大可达17毫米,而随着水深变浅,个体大小也随之变小。深海浮游动物多为杂食或肉食性。浮游动物的垂直移动对营养物质的垂直转送起着积极的作用。浮游动物主要种类有:1甲壳动物,最主要的是桡足纲如哲水蚤、真哲水蚤、海羽水蚤、光水蚤等属的一些种类(最大个体可达17毫米)。其次还有糠虾、磷虾、端足和十足等目,以及介形纲的动物。2腔肠动物,有钵水母和管水母等。它们生活史中没有水螅型阶段,个体一般较大,直径可达25厘米,大多呈栗色和紫色,且能发光。3橄榄绿细胞,长度为10~15微米的细胞。有的学者认为属于鞭毛虫。在3000~4000米水深处,此类细胞的密度仍可达25000~50000个升。在有些浮游甲壳动物的肠道中也常可捡出,它们的来源尚不清楚。
游泳生物主要是鱼类,其次为乌贼、章鱼和虾等(图1)。在1000多种大洋鱼类中,生活在深水的约有150种。其中隶属于角亚目的种类最多,约有80种。深海鱼头的背侧有一柄状的突起,顶部可发光,作诱饵和照明用。嘴大。雌鱼体重可达6~8千克,雄鱼仅重几克(图2)。雄鱼头部钻入雌鱼的表皮吸取营养,并形成一个小裂,雌鱼产卵期,雄鱼产精子于袋中,以备授精。鱼不成群,个体之间大约保持30米的距离。
在深海也有不少鳗鱼,如哈氏囊咽鱼和宽咽鱼等。鱼体细长,嘴特别大(图3)。有些鳗鱼幼体上游到较浅的水层,成体时才回到深水。
在深海鱼类中,圆罩鱼属的个体数量最多,鱼的个体小,长仅5~6厘米,头大,暗褐色,其鳃可滤食浮游动物。不成群,个体之间约保持3米的距离。
在深海近底层鱼的种数比较多,个体也较大,如睡鲨体长可达7米,以掠食为生。有些深海鱼常能吞食比自身大的食物(图4)。深海头足类种类较少,有的章鱼适应于深海生活,没有眼睛。
底栖生物深海底栖生物的生物量随水深而降低(见表)。在水深2000~3000米处底栖生物种类多。随水深的增加,其组成也发生变化,浅水种逐渐被深水种取代,通常200、3000和6000米处是转折点。在万米以上的深渊,仍有底栖生物,已发现的种类有:有孔虫、海葵、多毛类、等足类、端足类、瓣鳃类和海参类等。1微型底栖生物,个体大小在2~40微米之间,主要生活在海底沉积物的表层。包括真菌、易变菌、类酵母细胞、肉足纲、吸管纲、纤毛虫纲、有孔虫等。据对北太平洋中部水深5498米处调查,在沉积物表层的个体数量约为每平方厘米24000个,而在05厘米沉积样中仅为每平方厘米1150个。2小型底栖生物,个体大小在42~1000微米之间,生活在同一水域,个体数约比微型底栖生物少3个数量级。小型底栖生物主要包括有孔虫、海螅、涡虫纲、线虫动物门、腹毛动物门、动吻动物门、缓步动物门、寡毛纲、原环虫、海螨、介形类和猛水蚤目的一些种类。其中,线虫是主要的种类,其个体数量多,约占动物总数的二分之一。3大型底栖生物,个体大小在1000微米以上,包括无脊椎动物的大多数门类,如海绵、腔肠动物、星虫、曳鳃虫、肠鳃动物、虫、环节动物、软体动物、节肢动物、棘皮动物和须腕动物,以及少量脊索动物(如海鞘)和底栖鱼类。
深海海绵体大(可达1米),且多具一插入底泥中的长柄。海葵能生活在水深达万米的深渊,有的附生在其他动物身上,或筑管栖息。
多毛类既是浅水,也是深水的重要底栖生物。在中太平洋西部深海采得的大型底栖生物共有8种,其中多毛类4种,即吻沙蚕、海蛹,以及小头虫科和缩头虫科各一种其余4种为美丽冠叶珊瑚、骨缘胡桃蛤、扇贝和一种钩虾亚目的动物。
棘皮动物门的各纲均有深海种类,多数是底栖取食者,有的海星是肉食者,捕食有孔虫、多毛类和软体动物。在有机物较丰富的地方,海参往往是优势种,且个体也大(有的可达05米)。生活在深海的海参,有的具叶状的“足”,或具一排侧,适于在软泥上爬行。
深海的海鞘也营固着生活,有很长的柄,滤食,不形成群体。有的底栖鱼,腹鳍和尾鳍长成棒状,能在软泥上支撑着身体或缓慢地移动,如一种深海狗母鱼。
深海热泉生物群落1977年,美国伍兹霍尔海洋生物学实验室的“阿尔文”潜水球在太平洋加拉帕戈斯群岛东北300公里水深2550米处的断裂带发现了深海热泉生物群落(图5)。这一带海底水温约20c。生物很繁盛,有环节、甲壳、软体、须腕动物和鱼类等。其中大型的管栖蠕虫状须腕动物,管长可达5米,直径4厘米,常成簇,密度可达每平方米15千克;大的蛤贝壳长达25厘米;还有腔肠动物、甲壳动物和鱼类。1984年又在大西洋3200米的海底发现了类似的生物群落。这些群落的生物生长快。例如,蛤类的代谢速度比一般深海的蛤约快500倍,生长为成体所需的时间要快几十倍。从海底喷出的热水含有大量的s(hs-浓度超过1毫摩尔升)。这些动物不仅本身有同化s的能力,它们还能依靠共生的硫磺细菌的化能合成作用,将s转化为有机物:
o2+4s+2→【】+4s+3o没有口、消化道和肛门的须腕动物,是靠体内共生细菌来提供营养物质的。
对环境的适应一般深海生物的食物来源是:从上层沉降的生物死体、碎屑,微生物化能合成产生的有机物和其他深海生物等。由于食物少、温度低,所以包括细菌在内的深海生物代谢速率(氧耗)低,生长也很慢。深海生物视觉大多不发达,但嗅觉却很灵敏,曾将一些死鱼投放到菲律宾海沟水深9605米处6小时40分钟后,已引来一群端足类,有的鱼已被吃的仅剩下鱼骨。许多深海鱼类口大,能吞食比自己还大的食物。还有许多深海生物(包括许多种鱼,以及海星、海参、海笔、海葵等)能发光。这不但有作为诱饵和惊吓敌人的作用,还能作为同类互相辨识的标记。
大多数深海动物没有生殖季节,性成熟迟,一般产卵少,但卵黄多,幼体孵出后即能独立生活。有的鱼幼体上浮到较浅的水层觅食,长大后才回到深水。
深海生物有适应高压的机制,若将深海生物带到水的表层往往立即死亡。
世界十大令人恐怖的深海生物
毒蛇鱼(erfish)
毒蛇鱼一般在海面下80-1600米的水层出没,是这个深度的海洋中看上去最面目可憎的鱼类之一。这种鱼有一些全身黑色,在身体的某些地方长有发光的器官,包括一个用来作捕食诱饵的长长背鳍。一些毒蛇鱼(以及其他许多深海的鱼类)并不含有任何的色素成分,所以它们看起来是“透明”的;它们还有大大的眼睛,为了在黑暗的海底收集到更多的光线;而发光器官是通过一些化学过程实现放出光芒的效果。
尖牙(fangtooth)
角高体金眼鲷,英文名:fangtooth(尖牙)或者ogrefish(食人魔鱼)拉丁名:anologaster
大小:大约6英寸(152厘米)
栖息范围:热带和温带海洋
栖息深度:深及16,000英尺(4,877米)
这种英文名简洁易忆的鱼类却有个罗里罗嗦的中文名字――角高体金眼鲷。
这种鱼属于金眼鲷目,样子看起来深具威胁性,它们的大牙也给了它“尖牙”这个名字,而可怕的外表则让它得到“食人魔鱼”这样恐怖的英文名字。
尖牙栖息在大洋中特别深的地方,尽管它们最常栖息的地方是500-2000米,但深到5000米处的深渊带中部都是它们恐怖的家,此处的水压大得可怕,而温度又接近冰点。这里食物缺乏,所以这些鱼见到什么就吃什么,它们多数的食品可能是从上面几层海洋落下。尽管这种鱼并不怕冷,但是它们分布在热带和温带海洋的深处,因为那里才有更多的食品从上面落下。尖牙的成年鱼和幼鱼看起来差别很大,幼鱼的头骨长,而且是浅灰色,而成年鱼却是大头大嘴,颜色从深棕到黑色。幼鱼直到长到8厘米才开始像成年鱼的样子。幼鱼吃甲壳动物,而成年鱼吃鱼。
深海龙鱼(dragonfish)
英文名:deeseadragonfish(深海龙鱼)或者scalelessdragonfish(无鳞龙鱼)
拉丁名:graatostoiasfgellibarba
大小:大约4-6英寸(102-152厘米)
栖息范围:热带海洋
栖息深度:深及5,000英尺(1,524米)
黑巨口鱼属于巨口鱼目。尽管这种鱼不大,但它是一种凶恶的捕食者。
和深海一样,它有一个大头,并以大量又长又尖的獠牙武装,和深海同样相似的是它也有一个发光器钓饵,区别只是它的发光器不是长在头背,而是长在下颌。
和深海一样,它也是不断闪烁,前后摆动,以此来诱惑猎物,等猎物近了之后就用尖牙利齿一口咬定。巨口鱼身体两侧还有两排发光器,这些发光器可以在交配中向其它巨口鱼发信号,也可以模仿从海面射入的粼粼波光,从而误导那些来自下方深处的捕食性鱼类。黑巨口鱼和巨口鱼目其它种类的最大区别就是在它们眼睛下方还有一对发光器,在幽深的海洋深处搜索猎物时可以起探照灯的作用。
来自天空的可见光在中层带就已经被吸收掉,深层带形成极暗的环境,在这样的环境中,黑巨口鱼的眼睛特化成筒状,在大型水晶体下面密布感光细胞。
光合作用带阳光充足,食物最丰富,但专门以浮游植物为生的一些甲壳动物、挠足类为逃避表层掠食者,会在白天下浅到数百米深的水域,到晚上安全一些的时候
深海和深海生物[1/2页]