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撰文： TIM VERNIMMEN
編譯： 涂瑋瑛
在北冰洋一處食物貧瘠的地方，科學家發現了一個生機勃勃的生態系。
在北冰洋的一座海底山，海星聚集在一隻已死或垂死的海綿上；牠的身上覆蓋了一層白色的細菌毯，科學家很驚訝那裡居然有數以千計的海綿。PHOTOGRAPH COURTESY OF ALFRED WEGENER INSTITUTE / PS101 OFOBS TEAM
在被冰層覆蓋又離海岸線很遠的北冰洋中部，海床上很難找到食物。這裡離海面可達4公里以上，而當科學家在這裡採集海底的岩芯標本時，通常會拉起淤泥。這些淤泥幾乎了無生機，只能支持非常少量肉眼可見的生物。但在2011年，有一個岩芯標本似乎含有──最先觀察到的學生是這麼說的──「一頭北極熊！」
德國阿佛烈．韋格納極地與海洋研究所（Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research）的海洋生物學家安傑．波伊修斯（Antje Boetius）回憶道，看起來像白色毛髮的東西是一塊幾乎同樣令人驚奇的海綿碎片。「在這個區域，每平方公里左右大概會有一隻海綿。我們當時想，能遇到一隻海綿真是太巧了。」
不過，當科學家在2016年帶著燈光和攝影機重返相同地點時，他們發現這處位於一座沉寂的海底火山（又稱為海底山）上的區域幾乎完全被海綿覆蓋。有些海綿的直徑超過90公分。
這項發現留給研究人員一個亟待解答的問題：這些海綿到底吃什麼？波伊修斯說，在一個似乎缺乏食物的地區，「我們那時完全不清楚牠們是怎麼長到那種密度的」。
海綿覆蓋一座海底山的表面，牠們在共生菌的幫助下，以化石化的管蟲為食。PHOTOGRAPH COURTESY OF ALFRED WEGENER INSTITUTE / PS101 OFOBS TEAM
根據一篇在期刊《自然通訊》（Nature Communications）上刊登的新論文，原來海綿吃的是化石化的管蟲（tubeworm）群體殘骸，這群管蟲原本生機勃勃，在曾經活躍的火山所釋放的甲烷中茁壯生長。研究人員發現，共生菌會幫助海綿將這種似乎不是食物的殘骸轉變成養分。
這是科學家首次發現會吃化石的動物。阿姆斯特丹大學的海洋生態學家賈斯柏．德．戈伊（Jasper de Goeij）說：「海綿居然會利用其他生物無法利用的食物資源，這項發現很酷。」他並未參與該研究。「而且它證實了先前的發現，也就是與細菌共生會讓覓食有很大的彈性。」
波伊修斯說，在海底活火山上，活的管蟲會棲息在死去個體的空心管上，一代接著一代，因此產生「毛茸茸山丘」的模樣。火山活動趨於平緩時，原本被管蟲轉變為食物的甲烷會停止流動，導致管蟲死亡。不過，牠們的管狀殘骸會留存下來，並透過化石化作用變成幾丁質和蛋白質。
德國不來梅馬克斯．普朗克海洋微生物研究所的海綿專家兼第一作者泰瑞莎．摩根蒂（Teresa Morganti）說，這種共生關係讓海綿能在這裡生存。
挪威北極大學的海洋生態學家艾蜜莉．奧斯特姆（Emmelie Åström）說，先前研究已經顯示，即使在火山沉寂下來後，火山活動史仍可能會持續影響當地生態系。她並未參與該研究。不過她也補充說：「我很驚訝在這麼北邊的地方有如此密集的海綿花園，這顯示我們並不了解深海中存在的一切。」
海綿似乎不怎麼四處移動，甚至完全不移動，牠們是怎麼找到這一片在北極海底山上的管蟲化石自助餐的呢？阿爾弗雷德．韋格納研究所的海洋生物學家兼共同作者奧頓．普瑟（Autun Purser）懷疑，牠們是在幼蟲時期抵達那裡的。
「在比較南方的挪威海域有類似的海綿花園。」他說：「所以幼蟲可能是從那裡過來的。」有些乘著洋流漂浮的幸運幼蟲一定是卡在山頂上，然後意外發現那裡有豐富的食物。
當這些海綿花更多時間吃管蟲化石，幫助牠們消化食物的共生菌也可能隨之增生。成年海綿在繁殖時會透過出芽生殖，從身體生出基因相同的海綿寶寶，把這種高度適應的微生物傳給下一代。（海綿也可以進行有性生殖，但這會產生可能隨洋流漂走的幼蟲──生活在惡劣環境時，這是一種冒險的策略，卻也是在新區域繁衍的唯一方法。）
研究團隊也發現可信的證據顯示，成年海綿能夠移動，並會沿路留下稱為骨針（spicule）的矽質骨骼部分。摩根蒂發現，牠們主要往上坡處移動，這樣可能更容易接觸到夾帶化石管蟲碎片的區域性水流。往上坡處移動可能也會為下一代騰出空間，讓小海綿能在比較不受水流影響的位置發育成熟。
研究人員發現，這些海綿能庇護小動物，例如蝦。這些小動物或許以海綿的食物殘渣為食，有時還會吃海綿。海星也會吃垂死的海綿。
不過，這種特別的生態系依靠一個滅絕群體的殘骸存活，能維持多久呢？「這些海綿的代謝率非常低，」摩根蒂說：「所以我不認為牠們有可能吃完這裡的食物。」
更有可能對這個海綿群體產生威脅的是氣候變遷，這種現象正在讓北極的冰層減少，而且可能促進藻類生長。這可能使食物鏈變得更活躍，並導致更多食物降落在海床上。普瑟說，這件事本身不會傷害海綿，但可能會為其他動物創造機會──或許是一種生長速度較快但目前無法在這個區域生存的海綿──讓牠們在競爭中勝出。
「就我在這些北方地區的經驗來看，」他說：「環境開始改變時，生態系可能會變得不平衡，使我們無法確定哪些動物最有可能茁壯成長。」
