海洋生物对海洋变化的适应性研究

发布日期：2021-09-17 来源：点击：

美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的研究人员报告了20年前发生的一个事件导致南极洲一角发生严重生态剧变的事件及后果，研究探讨了海洋生物适应突然变化的能力。
麦克默多湾是美国一个研究基地的所在地，也是世界上最南端的海洋生物栖息地。它的东面是一个大岛，西面是南极大陆，南面是罗斯冰架。这个大陆架的海冰通常在夏天沿着湾的东侧断裂。
由于洋流的对比，湾的东西两侧有不同的海底生物群落。东南侧有火山的湾区主要是海绵和称为苔藓虫的无脊椎动物，而西侧靠近新港口的两个研究地点处的泥泞海底发现的生物则与深海有机体相似。
在20世纪60年代和70年代，Paul Dayton教授和其他研究人员广泛研究了底栖动物。研究人员建立了人工基质—无脊椎动物可以附着在其上生长的表面。他们安装了在木桩上或悬浮在浮筒下的树脂玻璃板的阵列，通过将一些阵列抬离海底，科学家们可以观察到无脊椎动物，如海绵，是如何在较少暴露于自然底栖捕食者和竞争对手的情况下生存的。这些基质一直保留到今天，并定期对研究人员开放回访。
Dayton的一次回访发生在2010年。十年前，冰山从罗斯冰架上脱落，阻断了正常的水流，把食物带到麦克默多湾。冰盖使湾区的一部分在一年中的某一段时间暴露在阳光下，并在几年内陷入黑暗。在这一时期的相关发展中，变暖条件导致冰川融化和径流增加，以及冰架底部的融化。显然，融化的冰释放出大量的铁，这些铁被束缚在冰中（铁是某些光合浮游植物的重要营养物质）。
2016年的一项研究报告称，1990年至2010年期间，在西湾最南端的研究地点三文鱼湾（Salmon Bay）上方的一个相对较小的冰川发生了一场大洪水。洪水开辟了一条通向大海的新航道，将海滩埋在近一米厚的砾石下，并在研究人员建立的一个水下实验场地上沉积了近两英尺厚的沉积物。在航空和卫星拍摄的冰川照片中，几乎没有融化的迹象，但释放出大量内部融化的水。
Dayton提到，这一观测结果显示了冰川融化的复杂性，这不能仅仅通过空中测量来评估。在这种情况下，几乎所有的生物体都被海湾上大量的沉积物掩埋和杀死，这为生态学家提供了一个研究生态群落如何恢复的机会。
Dayton和他的同事在2016年的第二篇论文中报告了几十年前悬浮在底部以上的人工表面上的显著变化。它们实际上已经25年没有生物活动了，但是在20世纪90年代末到2000年，在冰山从罗斯冰架上脱落后，它们突然被生长缓慢的海绵所覆盖。到2010年，所有的玻璃板由于海绵的重量都发生了沉降，与此同时巨型冰山阻挡了整个湾区。
麦克默多湾的另一面也存在差异。在这里，70年代中期在新港建立了软底生境的基线横断面，到80年代没有观察到任何重要的变化。对20世纪70年代的横断面进行详细的重新测量后显示出了一些变化，如蛤蜊、沉积物喂养的海胆和海星等滤食动物几乎消失了。这些无脊椎动物被认为是依靠水柱中较大的浮游植物颗粒作为食物，而被其他物种取代，例如一些多毛蠕虫和食用微小浮游植物的苔藓虫。
这些变化都与正常的海洋运输系统被冰山阻塞有关系。作者认为，这改变了那里生物所能获得的营养物质的性质。生态系统中铁的增加，使浮游植物的大小分布从蛤和海胆所需的相对较大的颗粒转变为多毛类消耗的非常小的颗粒。Dayton推测，随着气候变暖和冰雪条件的开放，早期的分布和丰度模式将回归。
这些研究为未来的生态学家提供了一套完全独特的长期数据，使他们能够评估由于海洋和冰环境的变化而导致的许多预期变化，这种理解可以作为未来几十年保护工作的基础。

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