科學(xué)家解開(kāi)了為什么成千上萬(wàn)的章魚(yú)遷移到深海熱泉的謎團(tuán)

2025-11-23 16:02:03 分類(lèi)：探索 閱讀(34)

一群雌性珍珠章魚(yú)(Muusoctopus robustus)在章魚(yú)花園筑巢，章魚(yú)花園位于加利福尼亞中部戴維森海山附近，家解大約3200米深。什成深圳外圍（外圍經(jīng)紀(jì)人) 外圍空姐（電話(huà)微信156-8194-*7106）高端質(zhì)量，滿(mǎn)意為止研究人員利用MBARI的千上遷移泉先進(jìn)技術(shù)確認(rèn)了珍珠章魚(yú)聚集在章魚(yú)花園進(jìn)行交配和筑巢。來(lái)自熱液泉的章魚(yú)溫水加速了章魚(yú)胚胎的發(fā)育，給了小章魚(yú)更好的到深生存機(jī)會(huì)。信用:uux.cn/2022年MBARI
（神秘的海熱地球uux.cn）據(jù)蒙特雷灣水族館研究所：2018年，來(lái)自美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局蒙特雷灣國(guó)家海洋保護(hù)區(qū)和鸚鵡螺公司的謎團(tuán)研究人員觀察到數(shù)千只章魚(yú)在加利福尼亞中部海岸的深海海底筑巢。“章魚(yú)花園”的科學(xué)開(kāi)發(fā)現(xiàn)引起了全世界數(shù)百萬(wàn)人的好奇，包括蒙特雷灣水族館研究所的家解科學(xué)家。三年來(lái)，什成MBARI和他的千上遷移泉合作者使用高科技工具來(lái)監(jiān)測(cè)章魚(yú)花園，并確切地了解為什么這個(gè)地方對(duì)深海章魚(yú)如此有吸引力。章魚(yú)
在科學(xué)進(jìn)展發(fā)表的到深一項(xiàng)新研究中，來(lái)自MBARI、海熱NOAA蒙特里灣國(guó)家海洋保護(hù)區(qū)、Moss Landing海洋實(shí)驗(yàn)室、阿拉斯加費(fèi)爾班克斯大學(xué)、新罕布什爾大學(xué)和菲爾德博物館的一組研究人員證實(shí)，深海章魚(yú)會(huì)遷移到章魚(yú)花園進(jìn)行交配和筑巢。
章魚(yú)花園是為數(shù)不多的已知深海章魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)之一。在這個(gè)托兒所，來(lái)自深海溫泉的溫暖加速了章魚(yú)卵的發(fā)育。科學(xué)家認(rèn)為較短的孵卵期增加了孵化章魚(yú)的存活幾率。章魚(yú)花園是地球上已知最大的章魚(yú)聚集地——研究人員在該地點(diǎn)的一部分發(fā)現(xiàn)了超過(guò)6000只章魚(yú)，并預(yù)計(jì)這個(gè)托兒所可能有20000只或更多。
“由于MBARI先進(jìn)的海洋技術(shù)和我們與其他當(dāng)?shù)匮芯咳藛T的合作，我們能夠非常詳細(xì)地觀察章魚(yú)花園，深圳外圍（外圍經(jīng)紀(jì)人) 外圍空姐（電話(huà)微信156-8194-*7106）高端質(zhì)量，滿(mǎn)意為止這有助于我們發(fā)現(xiàn)為什么這么多深海章魚(yú)聚集在那里。這些發(fā)現(xiàn)可以幫助我們了解和保護(hù)其他獨(dú)特的深海棲息地免受氣候影響和其他威脅，”MBARI高級(jí)科學(xué)家吉姆·巴里說(shuō)，他是新研究的主要作者。
章魚(yú)花園位于海平面以下3200米(10500英尺，或約2英里)的一個(gè)小山丘上，靠近戴維森海山(Davidson Seamount)的底部，戴維森海山是一座死火山，位于加利福尼亞州蒙特雷西南130公里(80英里)處。這個(gè)地方到處都是粗壯巨蛸——MBARI研究人員給這個(gè)物種起了個(gè)綽號(hào)叫珍珠章魚(yú)，因?yàn)閺倪h(yuǎn)處看，筑巢的個(gè)體看起來(lái)就像海底的乳白色珍珠。
在MBARI遙控潛水器(ROV) Doc Ricketts的14次潛水過(guò)程中，研究小組了解到為什么如此大量的珍珠章魚(yú)會(huì)被吸引到這個(gè)地方。成年雄性和雌性章魚(yú)、發(fā)育中的卵和章魚(yú)幼體的存在表明該地點(diǎn)專(zhuān)門(mén)用于繁殖。該小組沒(méi)有觀察到任何中等體型的個(gè)體或任何進(jìn)食的證據(jù)。珍珠章魚(yú)聚集在這里僅僅是為了交配和筑巢。
當(dāng)NOAA和Nautilus Live的研究人員首次發(fā)現(xiàn)章魚(yú)花園時(shí)，他們觀察到了“閃閃發(fā)光”的水域。這種現(xiàn)象發(fā)生在溫水和冷水混合的時(shí)候，表明該地區(qū)以前有未知的溫泉。MBARI研究人員及其合作者的進(jìn)一步調(diào)查證實(shí)，章魚(yú)巢穴聚集在熱水泉沐浴的裂縫中，熱水從海底流出。
3200米(10500英尺)深處的環(huán)境水溫為1.6攝氏度(約35華氏度)。然而，章魚(yú)花園裂縫和縫隙中的水溫接近11攝氏度(約51華氏度)。
章魚(yú)是冷血?jiǎng)游铩Ｉ詈５牡蜏亟档土怂鼈兊男玛惔x和胚胎發(fā)育的速度。與它們生活在溫暖淺海的親戚相比，大多數(shù)深海章魚(yú)有很長(zhǎng)的潛伏期。
過(guò)去的實(shí)驗(yàn)在世界各地的棲息地和地點(diǎn)測(cè)量了許多章魚(yú)物種的卵孵化時(shí)間。比較這些雞蛋孵化時(shí)間清楚地表明了溫度如何影響胚胎發(fā)育的速度——水越冷，胚胎生長(zhǎng)越慢。
在深淵接近冰點(diǎn)的溫度下，研究人員預(yù)計(jì)珍珠章魚(yú)卵至少需要五到八年才能孵化。MBARI遙控潛水器“多克里基茨號(hào)”上的4K照相機(jī)提供了筑巢母親的特寫(xiě)鏡頭。
MBARI的研究人員和他們的合作者利用個(gè)別章魚(yú)媽媽的傷疤和其他顯著特征來(lái)監(jiān)測(cè)它們的幼崽的發(fā)育。令人驚訝的是，這些蛋不到兩年就孵化了。溫泉的熱量增加了雌性章魚(yú)及其幼體的新陳代謝，減少了孵化所需的時(shí)間。
研究人員認(rèn)為，在溫暖的水域中較短的孵卵期大大降低了發(fā)育中的章魚(yú)胚胎被捕食者傷害或吃掉的風(fēng)險(xiǎn)。在溫暖的水中筑巢可以提高珍珠章魚(yú)的繁殖成功率，更好地確保后代的存活。
“深海是地球上最具挑戰(zhàn)性的環(huán)境之一，然而動(dòng)物已經(jīng)進(jìn)化出了應(yīng)對(duì)寒冷溫度、永久黑暗和極端壓力的聰明方法。非常長(zhǎng)的孵卵期增加了母親的蛋無(wú)法存活的可能性。通過(guò)在熱液泉筑巢，章魚(yú)媽媽給了它們的后代一個(gè)幫助，”巴里說(shuō)。
一個(gè)地區(qū)大量的章魚(yú)吸引了捕食者和食腐動(dòng)物。像大多數(shù)其他頭足類(lèi)動(dòng)物一樣，珍珠章魚(yú)在繁殖后死亡。章魚(yú)花園的死章魚(yú)為食腐動(dòng)物提供了一頓大餐。一個(gè)豐富的無(wú)脊椎動(dòng)物群落與筑巢的雌性生活在一起，無(wú)疑受益于未孵化的卵、易受傷害的幼體或死亡的成年章魚(yú)。
戴維森海山和它的章魚(yú)花園作為蒙特雷灣國(guó)家海洋保護(hù)區(qū)的一部分受到保護(hù)。2002年和2006年MBARI號(hào)對(duì)戴維森海山的探險(xiǎn)揭示了其巖石斜坡上驚人的生物群落。MBARI關(guān)于美麗的深海珊瑚、充滿(mǎn)活力的海綿和好奇的魚(yú)類(lèi)的圖像和視頻吸引并鼓舞了全世界的觀眾。海洋衛(wèi)士們大聲疾呼，要保護(hù)這片獨(dú)一無(wú)二、至今仍未被開(kāi)發(fā)的海洋荒野。2008年，資源管理者擴(kuò)大了蒙特里灣國(guó)家海洋保護(hù)區(qū)，將戴維森海山納入其中。
巴里說(shuō):“像這種深海托兒所這樣的重要生物熱點(diǎn)需要得到保護(hù)。”“氣候變化、捕魚(yú)和采礦威脅著深海。保護(hù)深海動(dòng)物聚集覓食或繁殖的獨(dú)特環(huán)境至關(guān)重要，MBARI的研究為資源管理者提供了決策所需的信息。”
戴維森海山的發(fā)現(xiàn)史
二十多年來(lái)，MBARI和NOAA的研究人員一直在合作研究戴維森海山。自2002年對(duì)海山進(jìn)行第一次考察以來(lái)，NOAA利用MBARI在海洋地質(zhì)學(xué)和底棲生物生物學(xué)和生態(tài)學(xué)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，制定了一項(xiàng)綜合研究計(jì)劃，旨在了解戴維森海山及其周?chē)?dú)特的生物群落。現(xiàn)在，戴維森海山被認(rèn)為是世界上研究得最好、保護(hù)得最好的海山之一。
2018年10月，來(lái)自NOAA、海洋探索信托基金和合作者的一組研究人員乘坐E/V Nautilus對(duì)戴維森海山進(jìn)行了一次探險(xiǎn)。在MBARI地質(zhì)學(xué)家和NOAA研究人員的建議下，Nautilus Live團(tuán)隊(duì)決定將他們的探索從海山頂部擴(kuò)展到周?chē)纳铰辞鹆辍Ｑ芯咳藛T發(fā)現(xiàn)數(shù)以千計(jì)的章魚(yú)聚集在高聳的海山附近的巖石山脊周?chē)?br>大多數(shù)章魚(yú)都是頭朝下，翻轉(zhuǎn)手臂，折疊在身體周?chē)＿@種姿勢(shì)表明珍珠章魚(yú)的母親在保護(hù)或孵卵。珍珠章魚(yú)是一種淺紫色的物種，大約有柚子大小，生活在從俄勒岡州到下加利福尼亞州的太平洋東北部。MBARI在2300米至3600米(7500至11800英尺)的深度觀察到了這一物種。
MBARI的研究人員和他們的合作者部署了一套由MBARI工程師開(kāi)發(fā)的先進(jìn)科學(xué)儀器，以更好地了解章魚(yú)花園。
“MBARI團(tuán)隊(duì)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)——工程師、我們潛水器的駕駛員和我們研究船的船員——對(duì)于研究這個(gè)水下兩英里的生命熱點(diǎn)是不可或缺的。巴里說(shuō):“我們利用幾十年的深海探索經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)發(fā)和部署儀器，在不打擾筑巢母親的情況下研究章魚(yú)花園。
MBARI的ROV Doc Ricketts記錄了孵卵的珍珠章魚(yú)及其鄰居的高清4K視頻。MBARI熟練的潛水飛行員操縱ROV靠近孵卵的珍珠章魚(yú)，部署儀器測(cè)量它們巢穴內(nèi)的環(huán)境條件，包括溫度和氧氣水平，并以超高清分辨率近距離拍攝母親和她們的蛋。一臺(tái)立體攝像機(jī)讓MBARI的工程師們能夠以3D方式觀察章魚(yú)花園內(nèi)的各個(gè)地點(diǎn)。該團(tuán)隊(duì)還發(fā)射了一艘MBARI自主水下航行器，以米級(jí)分辨率繪制章魚(yú)花園地圖。
MBARI的工程師為ROV Doc Ricketts配備了一套創(chuàng)新的定制傳感器套件，即低空勘測(cè)系統(tǒng)(LASS)，以便更詳細(xì)地觀察章魚(yú)花園。
LASS收集了詳細(xì)的測(cè)深信息，以幫助研究人員以厘米級(jí)分辨率描述海底棲息地。這位姑娘還拍攝了章魚(yú)花園的高分辨率照片。研究人員將這些照片組合成一張照片拼版，來(lái)統(tǒng)計(jì)這個(gè)深海育兒室里的鳥(niǎo)巢數(shù)量。他們記錄了章魚(yú)花園中心2.5公頃(6.2英畝)區(qū)域內(nèi)的5718只章魚(yú)。該小組估計(jì)，333公頃(823英畝)小丘的總?cè)丝诳赡茌p松超過(guò)20，000人。
一臺(tái)延時(shí)相機(jī)在六個(gè)多月的時(shí)間里收集了對(duì)章魚(yú)行為和社區(qū)變化的長(zhǎng)期觀察，使研究人員能夠在研究考察期間監(jiān)視章魚(yú)托兒所。從2022年3月到2022年8月，相機(jī)每20分鐘記錄一幅圖像，積累了超過(guò)12，200幅圖像。這些照片揭示了章魚(yú)、它們的捕食者和當(dāng)?shù)厥掣瘎?dòng)物的各種活動(dòng)和行為。
雄性和雌性珍珠章魚(yú)都會(huì)遷移到章魚(yú)花園。雌性尋找一個(gè)溫暖的筑巢地點(diǎn)來(lái)產(chǎn)下一窩大約60個(gè)細(xì)長(zhǎng)的香腸狀的蛋。孵卵時(shí)，母親用身體蓋住蛋，保護(hù)它們免受靠得太近的捕食者的傷害。她靠自己組織中的食物儲(chǔ)備為生，同時(shí)照顧自己發(fā)育中的卵子。
從蛋到幼體的轉(zhuǎn)變并不容易。除了成功發(fā)育外，胚胎必須避免傷害、捕食、感染和其他外部死亡源。母性關(guān)懷保護(hù)它們免受大多數(shù)外部風(fēng)險(xiǎn)，但是較短的孵卵期通常允許更多的卵存活。
作為典型的頭足類(lèi)動(dòng)物，雄性和雌性珍珠章魚(yú)在繁殖后死亡——章魚(yú)花園將是它們最后的休息場(chǎng)所。大多數(shù)雌性會(huì)活到它們的蛋孵化出來(lái)。然而，有時(shí)母章魚(yú)耗盡能量，在她的卵完成發(fā)育之前就死去了，使發(fā)育中的卵面臨更大的風(fēng)險(xiǎn)。
延時(shí)相機(jī)顯示，筑巢的母章魚(yú)推開(kāi)死去的章魚(yú)尸體。深海里的食物很少，任何東西都不會(huì)浪費(fèi)。較大的食腐動(dòng)物如鼠尾魚(yú)(科)、尖鰻(科)、海螺和海葵以章魚(yú)殘骸為食。
在戴維森海山附近，深海海底的生命依賴(lài)于從上面降下的有機(jī)物質(zhì)。研究人員估計(jì)了雄性章魚(yú)和筑巢雌性章魚(yú)的周轉(zhuǎn)率，以計(jì)算這一大群章魚(yú)提供了多少營(yíng)養(yǎng)。死亡章魚(yú)產(chǎn)生的生物量對(duì)當(dāng)?shù)睾５咨鐓^(qū)來(lái)說(shuō)是一筆可觀的碳補(bǔ)貼，提供的食物比章魚(yú)花園外的多72%。
關(guān)于章魚(yú)花園，許多問(wèn)題仍然存在，包括珍珠章魚(yú)孵化后去了哪里，這種章魚(yú)物種如何適應(yīng)在熱泉中繁殖，成年章魚(yú)如何找到熱泉，在這些熱泉中繁殖的個(gè)體比在其他地方繁殖的個(gè)體有什么優(yōu)勢(shì)，以及深海中的熱泉有多常見(jiàn)。
深海也不能幸免于捕魚(yú)、污染和氣候變化等威脅。通過(guò)記錄深海生物多樣性和識(shí)別海底生命熱點(diǎn)，科學(xué)家們正在收集重要信息，資源管理者可以利用這些信息來(lái)指導(dǎo)對(duì)這一獨(dú)特環(huán)境及其居民的保護(hù)。
“我們研究海洋能力的技術(shù)進(jìn)步幫助我們發(fā)現(xiàn)并記錄了一系列深海環(huán)境中令人難以置信的生物多樣性。隨著人類(lèi)活動(dòng)的印記深入海洋生態(tài)系統(tǒng)，我們不僅需要保護(hù)在加利福尼亞和哥斯達(dá)黎加發(fā)現(xiàn)的章魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)，還需要保護(hù)許多其他尚未發(fā)現(xiàn)的生物寶藏，”巴里強(qiáng)調(diào)說(shuō)。
深海章魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng):一個(gè)新的探索領(lǐng)域
迄今為止，研究人員已經(jīng)記錄了四個(gè)深海章魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)——兩個(gè)在加州中部海岸，兩個(gè)在哥斯達(dá)黎加海岸——并且正在繼續(xù)研究這些地點(diǎn)，以了解更多關(guān)于章魚(yú)行為的信息:
1)Dorado露頭(哥斯達(dá)黎加)
來(lái)自阿克倫大學(xué)、菲爾德博物館和阿拉斯加大學(xué)費(fèi)爾班克斯的研究人員在Dorado露頭處觀察到了100多只章魚(yú)的聚集，Dorado露頭是一個(gè)熱液泉，位于哥斯達(dá)黎加太平洋海岸約160公里(100英里)處，深度為3000米(9800英尺)。這是2013年12月首次發(fā)現(xiàn)章魚(yú)托兒所。
該小組將章魚(yú)確定為一種潛在的未描述物種。幾乎所有的個(gè)體都處于孵卵狀態(tài)，然而，研究人員觀察到的蛋沒(méi)有一個(gè)是有活力的。
來(lái)自阿克倫大學(xué)、菲爾德博物館和阿拉斯加大學(xué)費(fèi)爾班克斯的研究小組于2018年4月在深海研究部分的Dorado露頭發(fā)表了他們對(duì)深海章魚(yú)孵卵的觀察結(jié)果。
2)章魚(yú)花園(美國(guó)戴維森海山)
在2018年10月使用E/V Nautilus進(jìn)行的Nautilus現(xiàn)場(chǎng)考察期間，來(lái)自NOAA的蒙特雷灣國(guó)家海洋保護(hù)區(qū)、海洋探索信托基金和合作者的研究人員在戴維森海山東南約12公里(7.5英里)處的一個(gè)小山上觀察到了一大群孵卵章魚(yú)，深度為3200米(10500英尺)。研究人員確認(rèn)這種章魚(yú)為粗壯章魚(yú)。
2019年3月，美國(guó)國(guó)家海洋與大氣管理局和伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)的研究人員進(jìn)行了第二次訪問(wèn)，證實(shí)了這一地點(diǎn)存在溫暖的熱液泉。探險(xiǎn)隊(duì)還證實(shí)，章魚(yú)正在孵卵，并觀察到小章魚(yú)從卵中孵化出來(lái)，因此它被認(rèn)為是第二個(gè)已知的章魚(yú)育兒室。
作為2019年海底生態(tài)考察的一部分，MBARI研究人員首次參觀了章魚(yú)花園。在2019年4月至2022年8月期間，他們與合作者一起使用R/V Western Flyer訪問(wèn)了該網(wǎng)站14次。此外，MBARI的研究人員在2022年2月與R/V Rachel Carson一起參觀了章魚(yú)花園，以啟動(dòng)一個(gè)測(cè)繪自主水下機(jī)器人，并創(chuàng)建該網(wǎng)站的米級(jí)地圖。
3) Octocone(美國(guó)戴維森海山)
在與E/V Nautilus一起進(jìn)行的Nautilus現(xiàn)場(chǎng)考察中，來(lái)自海洋探索信托機(jī)構(gòu)NOAA的研究人員和合作者在戴維森海山東部的火山錐上觀察到了第二批孵卵章魚(yú)，這是第三個(gè)被確認(rèn)的章魚(yú)育兒所。這個(gè)地點(diǎn)位于章魚(yú)花園東北大約17公里(10.5英里)處。研究人員確認(rèn)這種章魚(yú)為粗壯章魚(yú)。章魚(yú)被證實(shí)是孵卵的活卵。
4)尚未命名的海山(哥斯達(dá)黎加)
在2023年6月施密特海洋研究所與R/V Falkor (too)一起進(jìn)行的考察中，來(lái)自畢格羅海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)室和哥斯達(dá)黎加大學(xué)的研究人員在哥斯達(dá)黎加太平洋海岸附近一個(gè)未勘探且仍未命名的海山附近觀察到了一個(gè)以前未知的章魚(yú)養(yǎng)殖場(chǎng)。
當(dāng)回到附近的劍魚(yú)露頭時(shí)，研究小組還觀察到章魚(yú)孵卵，證實(shí)了這個(gè)地方確實(shí)是一個(gè)活躍的章魚(yú)托兒所。哥斯達(dá)黎加的兩個(gè)苗圃都有一種潛在的未描述物種。