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章鱼花园的秘密章鱼妈妈在温泉筑巢为幼崽提供最好的生存机会

开心的月饼 2023-08-27 11:24:39 生活常识

在加利福尼亚州蒙特利附近海面以下两英里处,温暖的海水从水下山脉底部的海底渗透出来。这是一个神奇的地方,特别是如果你是章鱼的话。

章鱼花园的秘密章鱼妈妈在温泉筑巢为幼崽提供最好的生存机会

2018年,当科学家们发现“章鱼花园”时,我们中的一位阿曼达·卡恩(AmandaKahn)正在E/V鹦鹉螺号研究船上。数以千计的珍珠章鱼(MuusoctopusRobustus)蜷缩成一排或一团的单个球体。当鹦鹉螺直播在线直播这次探险时,全世界都分享了这一发现的兴奋。

我们现在知道为什么这些神奇的生物聚集在这个和其他水下温泉。

在一项涉及多个领域的科学家的新研究中,我们解释了为什么章鱼会迁徙到章鱼花园。这里既是交配地,又是新生章鱼的育儿所,新生章鱼的发育速度比预期的要快,这让它们在寒冷的深海中拥有最好的生存机会。我们的研究发表在《科学进展》上。

在本文作者吉姆·巴里(JimBarry)解说的视频中,蒙特利湾水族馆研究所的科学家们带领观众踏上戴维森海山之旅。图片来源:巴里

章鱼花园的生活

雌性章鱼寻找岩石裂缝和缝隙,那里有温水从岩石中渗出。在那里,它们警惕地守护着自己的孩子。这些母亲仅靠储存的能量维持生计,再也无法进食。像大多数头足类动物一样,它们为后代做出最终的牺牲,并在卵孵化后死亡。

章鱼花园位于加利福尼亚州蒙特雷西南约80英里(130公里)处的戴维森海山底部,是最近在东太平洋发现的少数章鱼苗圃中最大的一个。许多是在热泉附近发现的,那里的温水从海底渗出。

章鱼花园位于戴维森海山附近约2英里深,戴维森海山是加州中部海岸附近的一座死火山。它位于蒙特利湾国家海洋保护区内。图片来源:MadelineGo/MBARI,通过ArcGISOnline创建的底图,来源:Esri、USGS|Esri、GEBCO、DeLorme、NaturalVue|加州州立公园、Esri、HERE、Garmin、SafeGraph、FAO、METI/NASA、USGS、土地管理局、EPA、NPS

我们想知道是什么让这些环境对筑巢章鱼如此有吸引力。

为了解开这个谜团,我们召集了地质学家、生物学家和工程师。我们利用蒙特利湾水族馆研究所的深海机器人和传感器,在三年多的时间里多次访问章鱼花园,研究并绘制了地图,以研究温泉与珍珠章鱼繁殖成功之间的联系。我们在6英亩(2.5公顷)的区域内发现了近6,000个巢穴,这表明该地点有超过20,000只章鱼。

一台延时摄影机对一群筑巢妈妈进行了六个月的观察,为我们打开了一扇了解章鱼花园动态生活的窗口。

章鱼花园里一只雌性珍珠章鱼正在孵蛋。图片来源:©2020MBARI

我们目睹了雄性章鱼接近雌性并与之交配。我们为幼体的成功出现而欢呼,它们看起来就像它们父母的半透明缩影。我们哀悼母亲和她们的孩子的去世。

当巢穴空了时,它很快就会被另一只章鱼妈妈填满。我们看到章鱼花园没有浪费任何东西。死章鱼为海葵和蜗牛等许多食腐动物提供了重要的食物来源。

温水加速胚胎发育

新一代章鱼在孵化前必须克服至少两个障碍。

首先,它们必须从卵发育成幼体。它们一开始是不透明的香肠形状的鸡蛋,粘在岩石上。随着时间的推移,透过卵囊,可以看到黑色的小眼睛,然后是八只小手臂。其次,最重要的是,它们不能屈服于外部威胁,包括捕食者、伤害和感染。孵化期越长,胚胎无法存活孵化的风险就越大。

对于生活在温暖浅水中的章鱼来说,育雏期只有几天到几周。但深渊中却上演了截然不同的场景。接近冰点的温度会极大地减缓章鱼等冷血动物的新陈代谢过程。已知的任何动物中最长的育雏期实际上来自另一种深海章鱼,Graneledonepacifica,其母亲会照管她的巢长达4.5年之久。最近在加拿大西海岸附近发现了该物种的章鱼繁殖地。

在戴维森海山,环境水温为35华氏度(1.6摄氏度),我们预计珍珠章鱼胚胎需要5到10年,甚至可能更长的时间才能发育。如此长时间的育雏期对于任何动物来说都是已知的最长的,使胚胎面临特殊的风险。

相反,我们能够滑入章鱼巢内的温度和氧气传感器记录了卵周围温暖得多的微环境。平均而言,章鱼巢内的温度约为41华氏度(5.1摄氏度),比周围水域的温度高得多。我们预测章鱼胚胎在这种温暖的水中会发育得更快。

每只章鱼都有独特的标记,科学家们很快就学会了识别这些标记。图片来源:©2022MBARI

独特的痕迹和伤疤帮助我们识别出不同的母亲。通过多次访问,我们追踪了它们的后代的发育情况。尽管我们确实期望在温水中生长得更快,但我们惊讶地发现卵在不到两年的时间内就孵化了。在温泉中筑巢显然可以促进珍珠章鱼的生长。

但在温泉中筑巢是一种潜在的危险策略。一旦产下卵,它们就会粘在岩石上。我们对珍珠章鱼或其胚胎的耐热性知之甚少,但即使是短暂暴露在过度温暖的水中也可能对发育中的胚胎致命,从而消除母亲成功繁殖的任何希望。事实上,最早有记录的深海章鱼育苗场之一可能经历了不可预测的流体流动。

苗圃强调海底栖息地面临的风险

章鱼花园的温泉是山脊侧热液系统的一部分。在这里,渗入海底的水从地幔吸收热量,然后从戴维森海山等火山岩露头流出。这些系统已成为海底地质学的一个新兴焦点,尽管迄今为止只发现了少数系统。

与在山脊顶部形成的热液喷口和在底部数百米处可检测到的热水羽流不同,山脊侧面的温泉是神秘的。这些泉水渗出的温水仅在底部数米处消散,因此很难找到它们,只能通过水中的轻微闪光才能看到它们。

我们对章鱼花园温泉的长达一年的记录表明,这些环境可能是稳定的,有可能在数千年内释放温暖的液体。这种稳定性不仅有利于珍珠章鱼,也有利于与筑巢母亲一起繁荣发展的生命群落。

最近在哥斯达黎加太平洋沿岸(也在热泉附近)发现的章鱼苗圃表明,这些地区可能比之前想象的更为常见。它还强调热泉可能是重要的生物热点。

深海是地球上最大的生存空间,其广阔的面积可能掩盖了此类局部热点的重要性。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,但温泉等更多生物宝藏可能面临风险,特别是当深海海底采矿计划刮削大片未经充分研究的海底时。我们希望我们在这个托儿所遇到的章鱼妈妈们能够激励每个人重新思考对可能丢失的尚未发现的隐藏宝石的管理工作。


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