2018年，NOAA蒙特利湾国家海洋保护区和NautilusLive的研究人员观察到数千只章鱼在加州中部海岸的深海底筑巢。“章鱼花园”的发现引起了世界各地数百万人的好奇心，其中包括蒙特利湾水族馆研究所的科学家。三年来，MBARI和合作者使用高科技工具来监控章鱼花园，并准确了解为什么这个地方对深海章鱼如此有吸引力。

在《科学进展》杂志上发表的一项新研究中，来自MBARI、NOAA蒙特利湾国家海洋保护区、莫斯兰丁海洋实验室、阿拉斯加大学费尔班克斯分校、新罕布什尔大学和菲尔德博物馆的研究小组证实，深海章鱼迁徙到章鱼花园交配和筑巢。

章鱼花园是少数已知的深海章鱼苗圃之一。在这个育苗场，深海温泉的温暖加速了章鱼卵的发育。科学家认为，较短的育雏期会增加刚孵化的章鱼的生存几率。章鱼花园是地球上已知最大的章鱼聚集地——研究人员数了一下，该地点的一部分有6,000多只章鱼，预计这个苗圃里可能有20,000只甚至更多。

“得益于MBARI先进的海洋技术以及我们与其他当地研究人员的合作，我们能够非常详细地观察章鱼花园，这帮助我们发现了为什么这么多深海章鱼聚集在那里。这些发现可以帮助我们了解和保护其他章鱼。这项新研究的主要作者、MBARI高级科学家吉姆·巴里(JimBarry)表示：“独特的深海栖息地免受气候影响和其他威胁。”

章鱼花园位于海平面以下3,200米(10,500英尺，或约两英里)处，位于戴维森海山底部附近的一座小山上，戴维森海山是一座死水下火山，位于加利福尼亚州蒙特雷西南130公里(80英里)处。该地点充满了粗壮Muusoctopus，MBARI研究人员将这种物种昵称为珍珠章鱼，因为从远处看，筑巢的个体看起来就像海底的乳白色珍珠。

在MBARI的遥控潜水器(ROV)DocRicketts的14次潜水过程中，研究小组了解到为什么如此大量的珍珠章鱼被吸引到这个地方。成年雄性和雌性章鱼、正在发育的卵和章鱼幼体的存在表明该地点专门用于繁殖。研究小组没有观察到任何中等体型的个体或任何进食的证据。珍珠章鱼聚集在这里只是为了交配和筑巢。

当NOAA和NautilusLive的研究人员首次发现章鱼花园时，他们观察到“闪闪发光”的水域。当温水和冷水混合时就会发生这种现象，表明该地区存在以前未知的温泉。MBARI研究人员及其合作者的进一步调查证实，章鱼巢聚集在热泉沐浴的裂缝中，温暖的海水从海底流出。

3,200米(10,500英尺)深处的环境水温为1.6摄氏度(约35华氏度)。然而，章鱼花园的裂缝和缝隙内的水温达到近11°C(约51°F)。

章鱼是变温动物，或称冷血动物。深海的寒冷温度减慢了它们的新陈代谢以及胚胎发育的速度。与居住在温暖浅海的近亲相比，大多数深海章鱼的孵化期很长。

过去的实验测量了世界各地栖息地和地点的多种章鱼的卵孵化时间。比较这些鸡蛋的孵化时间可以清楚地表明温度如何影响胚胎发育速度——水越冷，胚胎生长越慢。

在深渊接近冰点的温度下，研究人员预计珍珠章鱼卵需要五到八年甚至更长的时间才能孵化。MBARI的ROVDocRicketts上的4K摄像机可以近距离观察正在筑巢的母亲。

MBARI研究人员及其合作者利用章鱼妈妈个体的伤疤和其他显着特征来监测其后代的发育。令人惊讶的是，这些蛋在不到两年的时间里就孵化了。温泉的温暖增加了雌性章鱼及其幼崽的新陈代谢，减少了孵化所需的时间。

研究人员认为，在温暖的水域中较短的育雏期大大降低了发育中的章鱼胚胎受伤或被捕食者吃掉的风险。在温暖的水中筑巢可以提高珍珠章鱼的繁殖成功率，更好地确保后代的生存。

“深海是地球上最具挑战性的环境之一，但动物已经进化出聪明的方法来应对寒冷的温度、永久的黑暗和极端的压力。过长的育雏期会增加母亲的卵无法存活的可能性。章鱼妈妈在热泉筑巢，为它们的后代提供帮助，”巴里说。

某一区域的大量章鱼吸引了捕食者和食腐动物。和大多数其他头足类动物一样，珍珠章鱼在繁殖后就会死亡。章鱼花园里的死章鱼为拾荒者提供了一场盛宴。丰富的无脊椎动物群落与筑巢的雌性一起生活，无疑受益于未孵化的卵、脆弱的幼体或已死亡的成年章鱼。

戴维森海山及其章鱼花园作为蒙特利湾国家海洋保护区的一部分受到保护。MBARI曾于2002年和2006年对戴维森海山进行过探险，揭示了其岩石斜坡上令人惊叹的生命群落。MBARI的图像和视频展示了美丽的深海珊瑚、充满活力的海绵和好奇的鱼类，吸引并启发了全世界的观众。海洋冠军们发声保护这片独特且未受破坏的海洋荒野。2008年，资源管理者扩大了蒙特利湾国家海洋保护区，将戴维森海山纳入其中。

“像这个深海苗圃这样的重要生物热点需要得到保护，”巴里说。“气候变化、捕鱼和采矿威胁着深海。保护深海动物聚集觅食或繁殖的独特环境至关重要，MBARI的研究正在为资源管理者提供决策所需的信息。”

戴维森海山的发现历史

二十多年来，MBARI和NOAA的研究人员一直合作研究戴维森海山。自2002年首次对海山进行考察以来，NOAA利用MBARI在海洋地质学和底栖生物学和生态学方面的专业知识开发了一项综合研究计划，旨在了解戴维森海山及其周围独特的生命群落。现在，戴维森海山被认为是世界上研究最充分、保护最完善的海山之一。

2018年10月，来自NOAA、海洋探索信托基金和合作者的一组研究人员乘坐E/V鹦鹉螺号对戴维森海山进行了探险。在MBARI地质学家和NOAA研究人员的建议下，NautilusLive团队决定将勘探范围从海山顶部扩大到周围的山麓。研究人员发现数千只章鱼聚集在毗邻高耸海山的岩石山脊周围。

大多数章鱼都是倒立的，它们的手臂倒转并折叠在身体周围。这种姿势表明珍珠章鱼(MuusoctopusRobustus)母亲正在保护或孵卵。珍珠章鱼是一种淡紫色的物种，大小与柚子差不多，分布在从俄勒冈州到下加利福尼亚州的东北太平洋。MBARI在2,300至3,600米(7,500至11,800英尺)深处观察到该物种。

MBARI研究人员及其合作者部署了MBARI工程师开发的一套先进科学仪器，以更好地了解章鱼花园。

“MBARI团队的专业知识——我们的潜水器的工程师、飞行员和研究船的船员——对于研究这个地表以下两英里的生命热点来说是不可或缺的。我们利用数十年的深海勘探经验来开发并部署仪器来研究章鱼花园而不打扰筑巢的母亲，”巴里说。

MBARI的ROVDocRicketts录制了孵卵珍珠章鱼及其邻居的高清4K视频。MBARI熟练的潜水器飞行员操纵ROV靠近孵卵的珍珠章鱼，部署仪器来测量其巢穴内的环境条件，包括温度和氧气水平，并以超高清分辨率近距离拍摄母亲及其卵。立体摄像机使MBARI工程师能够以3D方式可视化章鱼花园内的各个地点。该团队还发射了MBARI的一款自主水下航行器，以米级分辨率绘制章鱼花园地图。

MBARI工程师为ROVDocRicketts配备了创新的定制传感器套件，即低空测量系统(LASS)，以便更详细地观察章鱼花园。

LASS收集了详细的测深信息，帮助研究人员以厘米级分辨率描绘海底栖息地。LASS还拍摄了章鱼花园的高分辨率照片。研究人员将这些照片组装成马赛克照片，以计算这个深海苗圃内的巢穴数量。他们记录了章鱼花园中心2.5公顷(6.2英亩)区域内的5,718只章鱼。研究小组估计，这座333公顷(823英亩)小丘的总人口很容易超过20,000人。

延时摄影机在六个多月的时间内收集了对章鱼行为和群落变化的长期观察，使研究人员能够在研究探险之间监视章鱼育苗地。该相机每20分钟记录一次图像，并从2022年3月到2022年8月收集了超过12,200张图像。这些照片揭示了章鱼、其捕食者和当地食腐动物的各种活动和行为。

雄性和雌性珍珠章鱼都会迁徙到章鱼花园。雌性会寻找温暖的筑巢地点，产下一窝大约60个细长的香肠状卵。孵蛋时，母亲会用自己的身体遮住蛋，保护它们免受爬得太近的掠食者的伤害。她靠自己组织中的食物储备生活，同时照顾正在发育的卵子。

从蛋到幼体的转变并不容易。除了成功发育之外，胚胎还必须避免受伤、捕食、感染和其他外部死亡原因。产妇护理可以保护它们免受大多数外部风险的影响，但较短的育雏期通常可以让更多的卵存活。

正如头足类动物的典型特征一样，雄性和雌性珍珠章鱼在繁殖后就会死亡——章鱼花园将是它们最后的安息地。大多数雌性都能活到卵孵化为止。然而，有时母章鱼会在卵完成发育之前耗尽能量并死亡，从而使正在发育的卵面临更大的风险。

延时摄影机显示，筑巢的章鱼妈妈将死去的章鱼尸体推到一边。深海中食物匮乏，不会浪费任何东西。较大的食腐动物，如鼠尾鱼(Macrouridae科)、角鳗(Ophidiidae科)、海螺和海葵，以章鱼残骸为食。

在戴维森海山附近，深海海底的生命依赖于来自上方的有机物雨。研究人员估计了雄性章鱼和筑巢雌性章鱼的周转率，以计算这种大规模聚集提供了多少营养。垂死章鱼产生的生物质为当地海底社区提供了大量碳补贴，提供的食物比章鱼花园以外的食物多72%。

关于章鱼花园仍然存在许多疑问，包括珍珠章鱼孵化后去了哪里，这种章鱼如何适应在温泉中繁殖，成年章鱼如何找到温泉，在这些热泉中繁殖的个体与在这些热泉中繁殖的个体相比有什么优势其他地方的情况，以及深海热泉的常见程度。

深海也无法免受渔业、污染和气候变化等威胁的影响。通过记录深海生物多样性并确定海底生命热点，科学家们正在收集重要信息，资源管理者可以利用这些信息来指导保护这一独特的环境及其居民。

“我们研究海洋能力的技术进步帮助我们发现并记录了一系列深海环境中令人难以置信的生物多样性。随着人类活动的印记深入海洋生态系统，我们不仅需要保护在海洋中发现的章鱼繁殖地加利福尼亚州和哥斯达黎加，还有许多其他尚未被发现的生物宝藏，”巴里强调说。

深海章鱼培育场：一个新的探索领域

迄今为止，研究人员已经记录了四个深海章鱼育苗场——两个位于加利福尼亚州中部海岸，两个位于哥斯达黎加海岸——并且正在继续研究这些地点，以了解有关章鱼行为的更多信息：

1)多拉多露头(哥斯达黎加)

阿克伦大学、菲尔德博物馆和阿拉斯加大学费尔班克斯分校的研究人员在多拉多露头观察到了100多只章鱼的聚集，多拉多露头是一个热泉，距离哥斯达黎加太平洋海岸约160公里(100英里)。深度达3,000米(9,800英尺)。这是2013年12月首次发现章鱼育苗地。

研究小组确定这只章鱼是一种可能未被描述的Muusoctopus物种。几乎所有的个体都处于孵卵状态，然而，研究人员观察到的卵没有一个能存活。

来自阿克伦大学、菲尔德博物馆和阿拉斯加大学费尔班克斯分校的研究人员团队于2018年4月在深海研究第一部分中发表了他们对深海章鱼在多拉多露头孵出无法存活的卵的观察结果。

2)章鱼花园(美国戴维森海山)

2018年10月，在E/V鹦鹉螺号进行的NautilusLive探险中，NOAA蒙特利湾国家海洋保护区、海洋探索信托基金的研究人员及其合作者在东南方约12公里(7.5英里)的小山丘上观察到了一大群正在孵卵的章鱼。戴维森海山深度3,200米(10,500英尺)。研究人员将这只章鱼鉴定为MuusoctopusRobustus。

NOAA和伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)的研究人员于2019年3月进行的第二次访问证实了该地点存在温暖的热泉。考察队还证实，章鱼正在孵出可存活的卵，并观察到小章鱼从卵中孵化出来，因此它被认为是已知的第二个章鱼育苗场。

作为2019年海底生态考察的一部分，MBARI研究人员首次访问了章鱼花园。2019年4月至2022年8月期间，他们与合作者一起驾驶R/VWesternFlyer访问了该地点14次。此外，MBARI研究人员于2022年2月驾驶R/VRachelCarson访问了章鱼花园，启动了测绘自主水下航行器和创建米比例的场地地图。

3)Octocone(戴维森海山，美国)

在使用E/V鹦鹉螺号进行鹦鹉螺现场探险期间，美国国家海洋和大气管理局、海洋探索信托基金的研究人员及其合作者在戴维森海山以东的火山锥上观察到了第二次孵卵章鱼聚集，这是第三个已发现的章鱼繁殖地。该地点位于章鱼花园东北约17公里(10.5英里)处。研究人员将这只章鱼鉴定为MuusoctopusRobustus。经证实，章鱼正在孵出可存活的卵。

4)尚未命名的海山(哥斯达黎加)

2023年6月，在施密特海洋研究所(SchmidtOceanInstitute)乘坐R/VFalkor号探险队期间，毕格罗海洋科学实验室和哥斯达黎加大学的研究人员在太平洋沿岸一座未经勘探且尚未命名的海山附近观察到了一个以前未知的章鱼繁殖地。哥斯达黎加。

返回附近的多拉多露头后，研究小组还观察到章鱼孵出可存活的卵，证实该地点确实是一个活跃的章鱼育苗场。哥斯达黎加的两个苗圃都饲养着一种可能未被描述的小章鱼物种。

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