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就是毫不起眼的它,喂饱了蓝鲸

物种日历  · 公众号  ·  · 2018-02-05 00:01

正文

巨兽的食物,有时并不也是巨大的。

在面积广袤,少有大陆阻挡的南大洋,猛烈的西风吹拂着海面,使得海流变得湍急而变幻莫测。这里是南蓝鲸( Balaenoptera musculus intermedia )的故乡。作为世界上 体积和重量最大 的动物物种的一个亚种,南蓝鲸以它近30米的体长和超过180吨的体重,荣登地球第一巨兽的宝座。

南大洋中游弋的蓝鲸,我们这颗星球上的奇迹。图片:NOAA / wiki commons

然而,食物链的传递规律似乎失效一般,这种巨兽的食物,并非巨大的鱼类,而是一种微小的动物。与南蓝鲸组成这条 极简食物链 的,是今天的主角——南极磷虾( Euphausia superba )。

不是虾的磷虾

无论从字面意义还是外形上,磷虾都很像我们平时所见的虾。南极磷虾的身长大约4~6厘米, 然而在磷虾世界中,这样的身材已经是大个子了,因此南极磷虾又有 “大磷虾” 之称。

和虾一样,它的身体也能分为头胸部和腹部。它的头胸部覆盖着整块的头胸甲,是营养、繁殖和感觉的中心;一双和虾一样大大的复眼负责窥探周边环境;它的触角不及真正的虾长,但也可起到侦测环境的作用;而它的腹部,则主要由覆盖在交错腹甲下的发达的肌肉构成。

南极磷虾素颜照。图片:Uwe Kils / wiki commons

然而从分类上说,南极磷虾其实并不算真正的虾——它只是虾们的远房亲戚。南极磷虾和其他所有磷虾类,都属于节肢动物门、软甲纲的 磷虾目 (Euphausiacea)。而我们通常意义上所指的虾如 对虾 龙虾 小龙虾 (克氏原螯虾)等真正的虾类,则属于节肢动物门软甲纲下的 十足目 (Decapoda)。但是十足目中,却又包含有所有的蟹类如 大闸蟹 梭子蟹 帝王蟹 等,因此从分类上的 单系性” (即一个类群应该是某个 单一祖先 所有 后代) 来说,磷虾显然无法戴上“真正的虾”的头衔。

冰水中努力生活的南极磷虾。图片:Jean-Paul Ferrero / ardea.com / arkive.org

另一方面,随着研究的深入,尤其是分子手段的兴起,人们还发现即使是整个十足目,都和磷虾目算不上单系的姊妹群,它们之间很可能插入了以麦秆虫、鲸虱为代表的 端足目 (Amphipoda)成员。因此无论怎么说,磷虾都有别于真正的虾。

在冰层下游泳的南极磷虾。图片:Dr. Jan van Franeker / Scientific Research

如果仔细研究下南极磷虾的结构,就也能看出它和一般虾的不同。

虾之所以称为十足目,是因为它头胸部有五对发达的胸足,也称为 步足 ,能让虾们在海底悠闲地漫步。有些步足的最末一节还演化成了可动的一节,从而形成了 ,能够钳住食物送入口中。而生长在腹部的附肢也称为 游泳足 ,是二叉型的,能够波浪状地摆动,用来游泳。

清洁虾有着用来“走路”的步足。图片:Хомелка / wiki commons

然而对于磷虾来说,它头胸甲下的附肢并不发达,外形更类似真虾们的游泳足。并且在这些足上,还有发达的毛,构成了富有效率的 过滤器官 ,用于过滤藻类作为食物。

磷虾胸足上的过滤结构。图片:ecoscope.com

蓝鲸的食物吃什么?

南极磷虾最喜欢的食物,莫过于硅藻了。在围绕南极大陆周边的 冰盖边缘 ,汹涌的海流卷起了海底的底泥,丰富的矿物质涌到海面,加上强烈的光照,成为了藻类繁衍的良好场所。尽管温度接近零度,使得光合作用的效率很低,但广阔的大洋面积抵消了这一劣势。大量繁殖的硅藻让这里成为了磷虾们的“食堂”。大批磷虾就游荡在冰缘,附在浮冰的下部,用自己的胸足刮取和过滤硅藻为食。

吃得饱饱的磷虾。图片:antarcticfund.org

而磷虾最为特殊的地方,莫过于它具有 发光 的能力。在磷虾的眼柄和胸足基部,具有成对的发光器,这些发光器由发光细胞、反射器和晶体组成。在发光细胞内,荧光素在荧光蛋白酶的作用下发出 蓝色的冷光 ,这光通过反射器的反射和晶体的聚焦后,成为点缀在磷虾头胸部的点点磷光。从下方观察时,这磷光能够模糊磷虾的身型,来减少被潜伏在下方的捕食者锁定的几率。也有假说认为,这些发光器官在磷虾的集群、求偶过程中,都有可能发挥作用。

在黑暗中,每只南极磷虾都是(像图中下半部分一样的)十个幽蓝的光点。其中,头胸部的发光器官是成对的,而腹部的发光器官是单个的。图片:biologyeducation.net

南大洋生态系统的基石

南极磷虾通常生活在大洋的表层,它和其他众多海洋软甲纲甲壳动物一样,也要经历复杂的变态过程。它们的卵会一直沉到大洋底部,然后孵化为蚤状幼体,然后开始逐渐向上迁移,并逐渐发育为成体。这一路上,无视捕食者虎视眈眈。尽管有荧光护体,形单影只的磷虾还是很容易被识别,因此为了保护自己,同时也利于繁殖,南极磷虾会 形成大群活动

海面下的一小群磷虾。图片:audubon.org

磷虾的大群如此之大,以至于磷虾构成的一个群体能够将方圆达数公里的海面染成黑褐色。在这里,每立方米海水中南极磷虾数量可超过2万只,整群重量达百万吨以上。而在整个南大洋地区,南极磷虾的总重量,估计可达5~50亿吨。

电影《快乐的大脚》中,就生动演绎了大群磷虾被追击捕食的场景。图片:《快乐的大脚》

如此海量的南极磷虾,使得它成为了 南大洋海洋生态系统的基础 。南大洋和南极沿岸丰富的动物类群,几乎都需要仰赖磷虾提供生存所必须的蛋白质和能量。不单单是南蓝鲸,包括海豹、企鹅、大型鱼类、头足类和一些鸟类等,都是南极磷虾直接的消费者。

企鹅的聚居地往往被(它们的粪便)染成暗红色——这是磷虾体内所富含的虾青素的锅。图片:eos.org

长期对磷虾的捕食,深刻地改变了这些动物的 行为乃至身体结构 。抛开南蓝鲸专门为过滤磷虾而演化出的长而密集的鲸须不提,南极沿岸的食蟹海豹,它的牙齿就演化成了具有复杂缺刻、能够彼此交合的过滤结构,就是为了捕食那成群的南极磷虾。

磷虾,能?好?怎?







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