研究人员2月8日在《自然通讯》上报告说,大量海绵群落是在北极发现的这些动物中密度最大的群落,它们正在消耗古老生态系统的遗迹以求生存。
阿姆斯特丹大学的深海生态学家JasperdeGoeij(未参与这项工作)说,这项研究凸显了海绵是多么的投机取巧。从进化的角度来说,海绵“已有6亿多年的历史,它们栖息在我们地球的各个角落,”他说。他补充说,科学家们可能并不了解所有这些,因为海绵栖息的许多地方真的很难到达。
海绵主要是滤食动物,对整个海洋的养分循环至关重要。然而,这个由一艘研究船于2016年发现的殖民地的存在一直是个谜。
这些海绵包括Geodiaparva、G.hentscheli和Stellettarhaphidiophora,生活在北冰洋中部700至1,000米深处,那里几乎没有水流提供食物,海冰常年覆盖水面。更重要的是,海绵基本上是不动的,但在2021年,包括德国不来梅马克斯普朗克海洋微生物学研究所的海洋生物学家TeresaMorganti在内的研究人员报告说,这些海绵会缓慢移动,使用它们的骨针——微观骨骼结构——并离开他们身后留下厚厚的棕色痕迹。
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在这项新研究中,Morganti及其同事将注意力转向了海绵群落下方的垫层,这是一大堆被丢弃的针状体和变黑的生物化石,包括空的蠕虫管和软体动物壳。为了确定这种厚垫子是否是食物来源,研究小组分析了海绵样本、垫子材料和周围的水。研究人员还研究了生活在海绵组织和沉积物中的微生物的基因组成。
海绵组织中的碳和氮同位素——具有不同数量中子的原子——与下面的死物质非常匹配,这表明动物正在消耗它。微生物的遗传特征表明它们具有能够分解物质的酶,并且很可能将死去的有机物质溶解到海绵的食物中(SN:12/27/13)。
研究人员发现,铺垫层在某些地方厚达15厘米。该团队计算得出,假设该层平均厚度超过4厘米,它可以提供海绵生存所需的几乎五倍的碳。
Morganti及其同事表示,海绵从下方觅食的发现意味着它们可能会移动以获取更多食物。科学家们还发现许多海绵正在发芽,或者分裂成新的个体,表现出活跃的繁殖。
乌普萨拉大学的海绵专家帕科·卡德纳斯(PacoCardenas)说,放射性碳年代测定显示,成年海绵——分布在水下火山山脉山峰上超过15平方公里的区域——平均年龄超过300年,这是一个“真正杰出的”发现在瑞典,他没有参与这项新研究。“我们预计海绵会生长得非常缓慢,但这从未在深海中进行过测量,”他说。
研究人员表示,海绵下方的死生态系统大约存在2,000至3,000年,这是一个曾经繁荣的动物群落,生活在火山最后一次活跃时创造的营养丰富的条件下。
海绵似乎经常利用最丰富的碳源,随着全球变暖改变海洋的成分,碳源可能会发生变化,肖万路易斯安那大学海洋联盟的生态学家斯蒂芬妮阿彻说,他没有参与这项工作。“一个大问题是海绵微生物联合体的灵活性如何,以及它们改变以利用不断变化的碳源的速度有多快,”她说。