科學家發現生活在深海底下的生物

先前研究曾發現海底熱泉附近的地下有微生物生存，但這是首次有人報告在這種地下棲地發現體型較大的動物，例如海蟲及海螺。

海底熱泉是地球板塊交會處的海床開口，海水會與來自地殼下方的岩漿混合。目前認為大部分的海床都幾乎不適合生物棲息，但海底熱泉周圍有爆發般的蓬勃生命。

先前已發現蝦、蟹、管蟲、貽貝和數百種獨特的動物生活在這些熱泉周圍，但不是在熱泉底下。這些動物稱為「嗜極生物」（extremophile），也就是能在極高溫度和壓力下生存的生物。儘管太陽為地球上其他地方的食物網提供能量，但嗜極端生物的生存並不是依賴太陽的能量，而是海水與岩漿混合時產生的營養素。

對科學家而言，大部分的海床依然是未解之謎，全球只有26%的海床經過測繪，而這項新研究顯示，海床的生物數量或許比科學家以為的更多。

未參與這項新研究的卡加立大學地質學家瑞秋．勞爾（Rachel Lauer）說：「每項〔新〕研究都證實我們對海床的了解非常少。」

一塊上下顛倒的地殼樣本，顯露出Oasisia和Riftia屬管蟲以及其他生物。Photograph Courtesy Mónika Naranjo-Shepherd / Schmidt Ocean Institute

海底的意外發現

海洋生物學家莎賓．戈爾納（Sabine Gollner）及她在皇家荷蘭海洋研究所的研究團隊想要了解管蟲如何在海底熱泉生存，於是在2023年7月駕船航向東太平洋海隆（East Pacific Rise），那裡是太平洋海床上一處火山活躍的海脊。他們在那裡派出一個遙控機器人，數次下潛到一處深達2515公尺的海底熱泉。

他們的目標是採集岩石樣本以搜尋管蟲幼體，但岩石很難弄碎成較小且可運送的碎片。裝載手臂和攝影機的機器人改為抬起海床的某些區域，顯露出下方的管蟲及其他許多生物。

機器人將海床的岩石區域翻過來，發現許多約10公分深的空洞，裡面充滿溫暖的液體（海水混合岩漿），也充滿先前只在海床上發現的生物：管蟲、多毛蟲、海螺。

發現管蟲幼體及成年管蟲生活在微小坑洞裡，可能對我們了解這種動物的生命循環而言是一大突破。研究人員認為管蟲幼體可能分散在各個坑洞裡，有些個體在海床上的裂縫中定居及生長，有些個體則留在坑洞並長到成年，這表示海床及底下的小洞是一套互相連結的生態系，此處的冰冷海水和溫暖海水會混合在一起，協助管蟲生長。

戈爾納說：「這片區域的〔海底〕熱泉生態系不限於我們在海床上看到的部分，也包括表面下的生命。」

為了保存這些獨特的嗜極端生物，科學家認為更多海床需要受到合法保護。然而，這個做法可能充滿挑戰，因為許多海底熱泉生態系也含有可推動新技術的罕見礦物。

位於東太平洋海隆約2500公尺深的一大叢管蟲。研究人員利用深海探測器在海底熱泉底下進行搜索，結果發現一系列地下坑洞，這些坑洞是管蟲的育兒園，也是海蟲幼體在熱泉間穿梭的路徑。Photograph Courtesy ROV SuBastian / Schmidt Ocean Institute

保護深海生物

深海生態系面臨的最大威脅之一是擬議進行的深海採礦，也就是從深海海床開採礦藏，例如鈷和鎳，而科學家和保育組織都反對這種開發活動。

「我們不知道那些互相連接的小洞有多大的分布範圍，也不清楚海床表面下的生物多樣性或生物量有多少。」勞爾說：「那裡真的有一整層的生物！」

勞爾說，由於海床生態系可能互相連通，所以大範圍的海床需要受到保護。

未參與這項新研究的波士頓學院生物學家海瑟．奧林斯（Heather Olins）說：「在我們有可能摧毀這些棲地前，我們至少需要了解那裡有什麼。」

戈爾納說，目前尚不清楚這片地下棲地有多深，水平分布範圍有多廣，這對於保護可見的熱泉本身乃至整個海底熱泉系統都至關重要。

研究海底熱泉及保存熱泉以供未來研究，也能幫助科學家了解非地球生物的生存環境。

奧林斯說：「如果除了地球之外，太陽系有其他星球也出現生命，那就不是由太陽提供能量。」因為太陽系的其他星球都不具備我們所知的有利於生物生存的表面環境。

然而，可能有些地方能夠容納嗜極生物，例如木星的衛星歐羅巴（Europa），它的冰殼下有一片海洋。

「我們知道那裡有火山活動，還有一片海洋。」奧林斯說：「在我們的太陽系中，當然可能有其他地方存在某種類似海底熱泉的生命體系。」

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