南极特辑紫蓝盖缘水母

深海舞者

1.

分类地位

门刺胞动物门Cnidaria纲钵水母纲Scyphozoa目冠水母目Coronatae科盖缘水母科Periphyllidae属盖缘水母属Periphylla

种紫蓝盖缘水母Periphyllaperiphylla

2.

形态特征

1.体长(不含触手)可达20cm;伞状体直径可达35cm。

2.身体90%由水组成;其余为组织和凝胶团。

3.体型呈钟型,伞顶呈圆锥状或尖锥状;伞状体透明,下伞部呈蓝紫色或紫罗兰色;胃部被包含在伞状体内,呈暗红色或红褐色。

4.外伞中部有一条冠状沟,围绕伞状体一圈,将其分为上伞部和下伞部(冠水母目的显著特征);下伞部的伞缘具16个缘瓣,向内包含4个感觉器和4组12条触手(相邻3个一组)。

5.具有发育完全的卵泡。(不同于冠水母目的其他水母)

6.能生物发光,发光时伞状体上出现蓝色闪烁斑点。

KunstformenderNatur,(ErnstHaeckel)

3.

基本介绍

1)

名称来源

如果觉得紫蓝盖缘水母这个名称很拗口的话,可以用与其学名(Periphyllaperiphylla)意思相同的“缘叶水母”来称呼。

紫蓝盖缘水母的英文为"helmetjellyfish",或许是因为人们觉得它和中世纪欧洲的一种士兵头盔很像吧。但是这种水母可不能像头盔一样戴在头上。

Spangenhelm(中世纪欧洲的一种头盔)

2)

世界分布

紫蓝盖缘水母分布非常广,在除了北冰洋外的所有大洋都有发现。中国在年年底至年年初所开展的第36次南极科考中也收获了紫蓝盖缘水母的样品。

值得一提的是,至上世纪70年代起,紫蓝盖缘水母在挪威峡湾(Norwegianfjords)不时有爆发现象。

3)

生长发育

作为刺胞动物门(Cnidaria)的一员,紫蓝盖缘水母的生活史非常特殊。它没有浮浪幼虫阶段(planula)、没有水螅型阶段(polyp)、也没有碟状幼体阶段(ephyra),而是直接由卵发育成水母型(medusa)。

紫蓝盖缘水母生长到下图的第5至第6阶段时肌肉才良好发育,并在第6阶段开口,这时它从被动浮游转为主动游泳。接着在第7阶段伸出触手,使其能够通过垂直迁移进行摄食。

紫蓝盖缘水母生长发育的七个阶段

4)

垂直迁移

紫蓝盖缘水母通常生活在光照不足海水表面光强1%的中层带(m~m)。由于其胃部色素为对光敏感的卟啉(porphyrin),导致其具有负趋光性,因此在m的深海也能发现它的存在。

水母都是肉食性的,紫蓝盖缘水母也不例外,甚至是极为凶猛的掠食者。它主要以桡足类、毛颚类、介形虫、磷虾等浮游动物及小鱼为食。然而中层带光照严重不足,浮游生物数量稀少,满足不了它的需求。因此它在晚上进行垂直迁移,运动到海水表层进行摄食,而白天则待在深海。这也就意味着,我们可以在海水表面看见这一深海物种。

紫蓝盖缘水母与其他水母不同,它喜欢在游泳时将触手放置于反口(aboral)的位置,少数情况下则将触手垂直于运动方向。紫蓝盖缘水母的钟型外形意味着它适合当一个伏击者,然而这与事实不符。研究发现,它的主动游泳行为与摄食密切相关。它是一种机会主义捕食者,在晚上,它通常直立,其触手沿伞顶外表面向上折叠或与冠状边缘成直角倾斜向表层游动。当它遇到猎物时,用一条或多条触手卷住猎物并送往口部,触手接近口部时盘绕并送入胃腔。而在白天,它的伞状体和触手都朝下进行下潜或浮游。

通常的游泳姿势——触手反口

伞状体和触手向下

4.

生物光

生物发光是一种普遍的自然现象,但对于我们人类来说,却是极为神秘并富有吸引力的。生物光(bioluminescence)是生物通过化学反应将化学能转化为光能而发出的光,与荧光、磷光、光的反射折射不同。绝大多数的深海生物都能发出易于在海水中传播的蓝绿光;而由于两栖类、爬行类、鸟类和哺乳动物中没有发光生物,非海洋生物的发光现象分布较窄。陆上最著名的发光生物是萤火虫、夜光虫等。发光生物依赖于一套荧光素-荧光素酶系统,荧光素在荧光素酶和钙镁离子及ATP等辅助因子的作用下,和一分子氧气反应发出光。

研究表明,有生物发光现象的物种在整个进化过程中独立出现过40次以上,且基本上都现在黑暗之处,如深海、夜间的森林、山洞里等。这些生物不一而同的进化出发光的特性,或许说明了生物光强大而多样的功能。这些功能体现在惊吓防御;反照明伪装(counter-illumination,感兴趣可自寻查找萤火鱿-Wataseniascintillans);误导方向;分散注意力;模仿;报警;警告;诱惑、眩晕和迷惑猎物;照亮猎物;吸引、识别同伴;交流通信等。

紫蓝盖缘水母在所有阶段都能发光,当其受刺激时,伞部发出闪烁的蓝色光斑作为警告,接着这些蓝色光斑像雪一样在海水中散布开,可以迷惑捕食者。

纪录片《深海:深渊之光》片段

5.

挪威峡湾水母爆发

峡湾(fjord)这词来源于挪威,挪威有着非常多的峡湾,其中包括世界上最长最深的松恩峡湾(Sognefjord)。《国家地理旅游者杂志》将挪威的峡湾评选为保存完好的世界最佳旅游目的地,如果大家要去欧洲旅游,不妨把挪威峡湾纳入目的地。

挪威的峡湾松恩峡湾

然而近几十年来,如此秀丽的峡湾被一群不速之客入侵了。由于大西洋海水入侵、海水变暖、海洋环境变差、鱼类过度捕捞等等复杂原因,紫蓝盖缘水母在挪威峡湾爆发。Lurefjord是挪威一个不大的峡湾,其向海口宽度m、深度仅20m,然而深海物种紫蓝盖缘水母在潮水的作用下通过这仅20m深、m宽的入海口,入侵进入了Lurefjord,迅速爆发,给当地的捕捞业带来了很大的麻烦。

Lurefjord水母称霸鱼类不见踪影

我们称为世界四大渔场之一的北海渔场就位于挪威西部,主要产鱼为鳕鱼和鲱鱼,这些鱼类也会进入挪威峡湾里。尽管某些峡湾鳕鱼产量呈下降趋势的原因较为复杂,但能够确定的是,当紫蓝盖缘水母的数量上升时,鳕鱼的数量减少。这或许是因为紫蓝盖缘水母与鳕鱼的捕食对象相似,以及紫蓝盖缘水母会捕食未成熟、体型较小的鳕鱼。最近,紫蓝盖缘水母已经代替了鳕鱼成为某些峡湾的顶级捕食者。

尽管紫蓝盖缘水母的寿命可达30年,当这些水母爆发后不久,这些水母也会因为老化、食物缺乏、水体环境变化等因素而消亡腐烂,造成水体酸化、缺氧、发臭而水质恶化、间接引起富营养化等危害。但同时,也会发生水母下沉(Jelly-falls),如同鲸落一样,水母体及水母碎屑被某些动物吞噬分解,下降到深海的水母尸体可作为一种生源要素的补充,下沉到海底的颗粒物则进入生物地球化学循环。这或许是大自然的一种反馈方式吧。

此外,除了人们知道的捕食者,研究还发现了海葵会捕食紫蓝盖缘水母,海蜘蛛则会吃被海葵吃剩下的部分。这意味着水母在食物网中的重要性可能远超出我们的想象。

海葵俘获紫蓝盖缘水母海蜘蛛吃食紫蓝盖缘水母

对于挪威当地的渔民来说,大量无用的水母代替当地鱼类成为了捕捞的主产品,这无疑会对他们的生计带来巨大的麻烦。有专家提出,这些水母可以作为胶原的来源,用于化妆品和制药业。但实际上,这并不是一个好的解决方法。渔民从捕鱼转型为捕水母,那么资源管理者则不得不管理并保护这一入侵物种,并且这些刺人的水母在多数情况下令人讨厌。而由于渔业资源的衰退,现行的渔业捕捞政策允许未达到捕捞配额的渔船进入一些峡湾进行捕捞直至到达捕捞配额。这一举措可能会导致峡湾“真空化“,当地渔民也直言“这远比水母差”。

紫蓝盖缘水母在挪威的爆发引发了许多生态问题以及社会问题,实际上水母在全球各地都有爆发,或许人们应该好好去思考并寻找水母爆发背后的一连串原因了。

或许在南极,我们可以探求到水母爆发背后的部分原因。

6.

全球气候变化下的南极水母增长

南极洲(Antarctica)是位于地球最南部的大陆,四周被南大洋环绕,面积约为1.45个中国,98%的地方被平均厚度1.9km的冰层覆盖。

南极

由于光照极弱、气候寒冷、强风、干燥等原因,南极大陆上的生物多样性非常低,而出人意料的是南极海洋中却有着丰富的生物多样性。这归功于南极海洋生态系统中一个关键物种——南极磷虾(Euphausiasuperba)。南极磷虾的生物量估计在1.25~7.25亿吨。许多海洋动物都直接或间接依靠磷虾生存,其中也包括紫蓝盖缘水母。

上面提到了紫蓝盖缘水母和挪威当地鳕鱼之间的竞争关系,而南极的紫蓝盖缘水母和其他大型生物(如企鹅等)之间的竞争关系有了不同的体现。紫蓝盖缘水母等拥有触手的水母类倾向于捕食微小型生物如桡足类(2.5~10mm);而企鹅等大型生物则习惯于捕食磷虾(1.5~6cm)等较大的生物。

近些年来各国对于南极磷虾资源的开发如火如荼,加上全球变暖、海洋酸化、臭氧空洞导致紫外线辐射增强等气候原因造成南极初级生产力下降,南极磷虾的数量有所下降,进而影响南极食物网的平衡状态。在这种情况下,以磷虾和吃磷虾的生物为食的企鹅、海鸟、鲸鱼等大型生物将面临挑战。而紫蓝盖缘水母则可以将重心放在与磷虾关系较弱的桡足类等微小浮游动物上。于是,在全球气候变化造成的水温上升、海洋酸化、初级生产力下降等条件下,企鹅等大型生物的数量下降而水母的数量增加。

我们对于水母及其在生态系统中扮演的角色还了解的不够,期待中国第36次南极科考能有更多的发现。

南极的紫蓝盖缘水母

●参考资料●

[1]MarshJ.Youngbluth,UlfBmstedt.Distribution,abundance,behaviorandmetabolismofPeriphyllaperiphylla,amesopelagiccoronatemedusainaNorwegianfjord[J].Hydrobiologia,(1-3):-.[2]GerhardJarms,UlfB?mstedt,HenryTiemann,等.Theholopelagiclifecycleofthedeep-seamedusaPeriphyllaperiphylla(Scyphozoa,Coronatae)[J].Sarsia,,84(1).[3]TomA.S?rnes,AinoHosia,UlfB?mstedt,等.SwimmingandfeedinginPeriphyllaperiphylla(Scyphozoa,Coronatae)[J].MarineBiology,(4):-.[4]BrueggemanP.Cnidaria–Scyphozoa:jellyfish[J].ScrippsInstitutionofOceanographyLibrary,.[5]Jellyfishinvaders:TrondheimFjordintransition.NorwegianSciTechNews.[6]SeaLifeBase

[7]曲长凤,宋金明,李宁.水母消亡对海洋生态环境的影响[J].生态学报,,35(18):-.



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