一头鲸的来世

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一头鲸的来世

2019 年 3 月 23 日 科研圈

在死去之后，鲸以另一种方式回馈世界：它们的尸骸沉到海底，供养了形形色色奇异的生物，最终在贫瘠的海床上化作一座绿洲。

长须鲸。| 图片来源：Wikipedia

来源 the New Yorker

撰文杰弗里·马洛（Jeffrey Marlow）

翻译宋坤

审校/编辑戚译引

2011 年感恩节的前一天，格雷格·劳斯（Greg Rouse），一位五十多岁、身材精瘦的海洋生物学家，正在收拾其位于加利福尼亚拉霍亚（La Jolla）的斯克里普斯海洋研究所（Scripps Institute of Oceanography）的实验室。劳斯研究深海中的蠕虫和其他小型动物。当他正在整理显微镜、解剖用品和装有深海小动物的样品罐子时，他收到了一封渴望已久的邮件。

在 21 世纪初，劳斯和时任维珍海洋公司（Virgin Oceanic）执行经理的埃迪·基什福卢迪（Eddie Kisfaludy）就已经开始和国家海洋与大气管理局（National Oceanic and Atmospheric Administrations, NOAA）以及圣迭戈市（San Diego）的官员会面，希望就死亡鲸鱼的安置问题寻找一个替代方案。通常，被冲上岸的鲸鱼会被拖到垃圾填埋场或者是被推回海里。而劳斯和基什福卢迪想把一条死亡的鲸鱼拖入大海，然后让它沉入海底，观察会发生什么。这个过程被海洋生物学家称作为鲸落（whale fall）。鲸落会在海底形成全新的栖息地，可以作为海底甲烷渗漏（methane seeps）或热液喷口（hydrothermal vent）处的生物迁移到大海其他区域的跳板。而这个过程究竟是怎样发生的？当鲸鱼降解时，又是哪些生物在其残骸繁殖中呢？这些问题仍然悬而未决，劳斯希望可以找到答案。

在邮件中，一位 NOAA 的生物学家写道：四天前，一条大型雌性长须鲸被冲上了洛马岬（Point Loma）的岩滩，就在圣迭戈市中心西部。NOAA 的人已经将鲸鱼残骸转移到使命湾（Mission Bay）的海滩保护区。尸检后，他们得出结论：鲸鱼生前曾被船撞过。现在他们可以将这条长须鲸移交给劳斯，只要劳斯能够在短时间内调集所需的资源，他就可以将鲸鱼沉入海底。

劳斯立刻会见基什福卢迪商量对策。他们需要一艘足以拖动一条 60 英尺长、23 吨重的鲸鱼的大船。因此基什福卢迪向纽波特（Newport）的一个朋友克里斯·威尔士（Chris Welsh）求助，想用他的大双体船。为了将尸骸沉入水底，他们又从纽波特港（Newport Harbor）采购了 5 吨锈铁链，从圣迭戈的斯克利普斯废料场（Scripps scap yard）采购了两吨铁卸扣。（编者注：双体船由两艘同样大小的船平行组装而成，具备较好的稳定性。）

在感恩节的早上，威尔士开着双体船，载着生锈的铁链向南出发了。第二天，他和劳斯、基什福卢迪，及越来越多好奇的朋友在那条死去的鲸鱼处会面。鲸鱼正躺在沙滩上，无法被移动。然而当潮水高涨时，残骸开始浮了起来，于是大家成功地移动了鲸鱼。他们在鲸鱼的尾部绑了七条绳索，拉着它向西航行。几个小时过去了，天气晴朗，阳光明媚，海上来往的船只也很少。让劳斯惊讶的是，尽管鲸鱼深紫色的肌肉暴露在外，肌肉外表还包裹着白色半透明的脂肪，但这并没有招来食腐动物。这时大家开始考虑给这条鲸鱼取个名字，有人建议叫它玫瑰花蕾（Rosebud），于是这名字就甩不掉了。

玫瑰花蕾被拖向沉降区。图片来源：Photograph Courtesy Eddie Kisfaludy

到达沉降区后，大家将绳索系到大块的金属上，然后用船上的一般用来放置潜艇的起重机将鲸鱼放入水中。经过几个小时的浪花飞溅，所有事宜部署完毕。但是玫瑰花蕾却只是在水面上漂着，沉不下去。劳斯发现鲸的咽喉里有一个巨大的气泡。“我们绞尽脑汁想办法，” 他在电话那头回忆道。他们想是否可以在残骸上刺洞的来释卡住的气体，但是劳斯说，“我们手头上只有一把系在棍子上的菜刀”。基什福卢迪和威尔士乘着一艘小游艇来到鲸鱼旁边，试图释放气体，但没有成功。直到下午，微风渐起。随着风力增加，鲸鱼也来来回回地摇晃。最终，气泡从它的嘴里喷出，随之而出的还有一堆内脏。大家欢呼起来，同时感到欣喜和恶心。玫瑰花蕾就这样消失在海浪之下。

当尸骸化为玫瑰

玫瑰花蕾沉没的地方距离圣迭戈仅仅 12 海里。但是对深海研究来说，距离近并不一定代表容易接近。大鲸鱼沉没的深度是 850 米——大约半英里。大多数能够在该深度进行复杂操作的水下缆控潜器（remotely operated vehicles，ROV）都归石油公司所有，只有少量用来做科学研究。这种类型的科考花费可以高达五万美元一天，而确保这样的基金和船时到位也需要数年。因此劳斯的方法是首先将玫瑰花蕾沉没，然后希望科学家在将来能够找到一种方法去观察它。

在 2012 年，保罗·艾伦（Paul Allen）的超级游艇“章鱼号”首次对鲸鱼做了一些勘察。2013 年，劳斯参与了一次科考，由蒙特利湾水族馆研究所（Monterey Bay Aquarium Research Institute，MBARI）组织，研究玫瑰花蕾及其附近栖息地的动物和微生物分布模式。

在 2014 年中，劳斯参加了由 MBARI 组织的另一次考察。（目前对玫瑰花蕾的考察共计 5 次。）我当时是加州理工学院（California Institute of Technology）的研究生，研究甲烷渗漏区域的微生物活动。由于鲸落能够供养与甲烷渗漏区相似的微生物，我便抓住了这次机会参与其中。

在六月的一个微风轻拂的早上，我们出发登上了“西部飞人”号（Western Flyer）。这是一艘四四方方的白色轮船，配备有简洁高效的浮动工业平台。在驶出圣迭戈的途中，我快速地搭建了一个船上实验室，准备好化学试剂和样品罐。当我们抵达玫瑰花蕾所在的位置时，海上风力增强，波涛汹涌。甲板下面，波浪在两个船体之间回荡。工程师用小型起重机把吉普车大小的 ROV 放进园井甲板（moon pool），这是甲板上的一处开口，能让仪器进入水中。

“西部飞人”号科考船。| 图片来源：Wikipedia

我穿过狭窄的走廊到控制中心观察 ROV 下降。当双眼适应了屋子的黑暗后，我发现整个屋子被满墙的十几个屏幕照亮了：其中一个屏幕在播放一场激烈的世界杯比赛，意大利对战哥斯达黎加；其余的屏幕则显示 ROV 摄像机的图像——图像色调从蓝色逐渐变暗，最终变成了深海的黑暗。最终，ROV 的灯光照到了一片棕色平原，偶尔有石斑鱼闯进镜头里。摄像机开始在海底向玫瑰花蕾移动。

我们大致了解过去的这三年发生了什么。对海底居民来说，鲸落就像一次拉斯维加斯自助餐，是沙漠中的一个不可思议的馈赠。玫瑰花蕾一次就为这些生物提供了大约够吃一千年的食物。最先扑上来的是食腐动物，例如睡鲨和黏糊糊、蛇状的盲鳗。在六个月的时间里，它们已经吃掉了鲨鱼的大部分皮肤和肌肉。食腐动物不可避免地会在鲨鱼残骸旁边散落一些肉块，这使得附近的微生物大大增加。它们的疯狂进食又反过来使海底上层区域的氧气耗尽，这就为产甲烷或硫酸盐代谢的微生物制造了生态位。

当玫瑰花蕾映入眼帘后，屏幕上充满了五颜六色的微生物织成的地毯——有着长长绒毛的白色、黄色、橘色的小毯子，每个微生物群落都精确地适应了它们所在的化学环境。鲸鱼高耸的肋骨架如同一座大教堂，肋骨便是教堂的扶壁，蠕虫、蜗牛、螃蟹在下方觅食。少数饥饿的盲鳗滑过鲸鱼的颅骨眼窝。当镜头拉近后，我们看到骨头表面覆盖着红色的斑点。劳斯从椅子上跳起来，冲到显示器前面仔细观察：他怀疑这些红色的斑点其实是神奇的食骨蠕虫（Osedax）群落，这种蠕虫只在最近的一个严谨的科学研究中被描述过。

一处化学自养的鲸落。图片来源：Wikipedia，NOAA

几个小时以后，ROV 返回，被捆在了甲板上。它收集了一些骨头碎片、食骨蠕虫和海底沉积物岩心样品。我跪在一个泥泞的机械臂旁边，把橡皮塞塞到试管里；然后小心翼翼地把样品一一拿到实验室，避免突然的振动，以保证样品中沉积层的完整。样品散发着硫磺和腐肉的气味。透过显微镜的目镜，劳斯凝视着样品，小心翼翼地将蠕虫从骨头碎片中分离出来。第二天，他很早就回到了实验室，手里拿着镊子继续工作。

海床上的绿洲

鲸落的发生可以非常密集，在海底每 10 英里就能够发生一次；而每时每刻，全世界都有大概数十万次鲸落发生。夏威夷大学马诺阿分校（University of Hawaii at Manoa）的深海生态学家克雷格·史密斯（Craig Smith）和几位合作者在 2015 年发表的一篇综述中提出：逐渐腐烂的鲸鱼残骸可能“就像一个生物多样性发生器”，使得来自不同的富能海底绿洲（例如热液喷口、甲烷渗漏区）的生物能够混合在一起。这些深海生态系统非常重要，因此使得鲸落特别迷人。海底生物消耗温室气体甲烷，它们制造的生物质最终维持着鱼类种群。劳斯团队监测着玫瑰花蕾附近的几个栖息地，来了解它们之间的联系，以及像鲸落或者渗漏这种深海绿洲怎样驱动生物演化。

一头灰鲸形成的鲸落，位于海底约 1700 米深处，此时它已死去约 18 个月。| 图片来源：Wikipedia

有一些生物目前只在鲸落区域被观察到。食骨蠕虫算是其中一种。来自西方学院（Occidental College）的生物学家莎娜·戈费雷迪（Shana Goffredi）所在的研究团队首先详细地分析了食骨蠕虫，样品来自位于圣地亚哥西北方向 400 英里附近的蒙特利峡谷（Monterey Canyon）的鲸落。从那以后，她领导了几个研究项目来弄清这种蠕虫的遗传特性和奇异生活方式。第一批来到鲸落的食腐动物饱食了它的肉， “任何生物都会好好利用这一点，” 戈费雷轻蔑地说。而食骨蠕虫一词“Osedax”的拉丁文意思为“食骨者”，“它们特异地依赖于骨头，这可真是一种非常、非常奇特的食物”。

食骨蠕虫是种奇怪的生物。它们的浮游幼虫紧紧地抓住骨头的外层，从海水筛选一种特定类型的细菌——海洋螺菌（Oceanospirillales）。它们在体内喂养海洋螺菌。就像在热液喷口处发现的管虫一样，食骨蠕虫也没有嘴巴和内脏，因此它们的共生体对其生存至关重要。尽管还不明确，但是海洋螺菌分泌的酶被认为可以降解骨头中的胶原和胆固醇，为自身和寄主提供营养物质。除了食骨蠕虫，科学家还发现了更多的只在鲸鱼残骸才有的物种，例如以细菌为食的多鳞虫、吃骨头的蜗牛，这些生物内部奇特的共生关系使得它们可以从岩石一样硬的骨头中汲取能量。

食骨蠕虫的出现对玫瑰花蕾的长期观察并不是好事。戈费雷迪说：“它们会加速鲸鱼的降解。它们在基体中移动并酸化基体，从而破坏基体，本质上是在拆自己的家。但是这也是有道理的，因为它们存在的时间非常短暂。它们朝生暮死，才会如此急不可耐。”

不过，2018 年我第二次去观察玫瑰花蕾时，它的骨骼还出乎意料地完整。十几个研究人员登上了“佛克”号科考船（Falkor），他们是施密特海洋研究所（Schmidt Ocean Institute）后院深海探险（Backyard Deep expedition）的成员，这次行动计划探测加利福尼亚南部的一些化学驱动的深海生态系统。这一次，除了观看来自 ROV 的视频流，我们还笨拙地给观众直播了探测进程。当玫瑰花蕾巨大的眼窝出现在眼前时，我如释重负地看到它伟岸的身姿微微倾斜，仍然挺立在原地。但是，就像一个久未谋面的朋友一样，它也发生了变化。双目空洞的盲鳗已经不见踪影；曾经生机勃勃的橘色和黄色的微生物地毯也不见了。只留下一层薄薄的白色粉尘，提醒着过去美好的时光。

在玫瑰花蕾的骨头上面，食骨蠕虫和其他环节动物缓慢蠕动着，身后留下的黏糊糊的分泌物形成了黑色的十字交叉的管子。ROV 的驾驶员操作机械臂去搜集鲸鱼残骸的一段椎盘；随后在“佛克”号的实验室，劳斯团队的工作人员从骨头上将小生物取下来，此时远处的圣迭戈灯火辉煌。

鲸落完全消失需要多久呢？像食骨蠕虫这样的生物最终会摧毁大部分的骨骼。在一个叫做沉降（sedimentation）的过程中，水里下沉的颗粒会埋葬所有的残余物。在蒙特利峡谷研究鲸落期间，劳斯和同事们预期一个典型的残骸周围的绿洲应该可以持续二十年左右。但是劳斯也开始相信一些绿洲消失的时间也也许会更短或者更长。他认为在玫瑰花蕾所在的海床上沉降的速度较小，再加上食骨蠕虫看似缓慢的挖掘，玫瑰花蕾的所有痕迹全部消失可能需要半个世纪甚至更长时间。

劳斯目前没有去观察玫瑰花蕾的特定计划，但是他相信有些东西会物质化。（很多生物学家非常渴望去海底去观察玫瑰花蕾）。同时，上一次被观察时就已经发现，玫瑰花蕾的椎骨在海底形成了尖锐的海岬。尽管只有几英尺高，它们可能是附近几英里范围内的最高点。蓬松的粉色海葵在顶端摇曳着，预示着鲸落将来会形成礁石——在这里，动物和珊瑚沐浴在水流中，捕捉漂流经过的食物。

Danyoung Kim 为这篇文章提供了报道。

杰弗里·马洛（Jeffrey Marlow）是哈佛大学的地理生物学家。他研究极端环境下的复杂的微生物群落。他的研究把他带到了西班牙的酸性河流，瓦努阿图的活火山，以及北美附近的甲烷渗漏区。

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