• 这些深海冰鞋使用热液喷口作为鸡蛋孵化器

    2018-11-21 20:27:27

    这些深海冰鞋使用热液喷口作为鸡蛋孵化器 对于期待父母,选择合适的婴儿床可能有点噩梦,但一般来说,在一片冒泡的硫化铁和过热水附近设置你的后代是一个可以避免的选择。事

      这些深海冰鞋使用热液喷口作为鸡蛋孵化器

      对于期待父母,选择合适的婴儿床可能有点噩梦,但一般来说,在一片冒泡的硫化铁和过热水附近设置你的后代是一个可以避免的选择。事实证明,除非事实证明你是一次深海滑冰。新的研究表明,这些很少遇到的鱼类使用热液喷口 - 地球表面的裂缝喷出热水和蒸汽 - 就像孵化器一样。

      加拉帕戈斯裂谷中的一种“黑烟”,一种热液喷口(左)。在该地区收集的滑冰蛋箱(右)。图片:Ocean Exploration Trust

      像许多伟大的发现一样,这一次完全是偶然发生的。在2015年加拉巴哥群岛沿岸的一项调查中,海洋勘探信托研究船Nautlius上的一个合作小组发现了一种奇特的模式:该地区的高耸,富含硫化物的热液喷口(被称为“黑烟囱”)经常被访问幽灵般的冰鞋,近距离鲨鱼和射线亲戚。与此同时,这些建筑物周围的海底上到处都是赭色蛋。

      由于不寻常的目击,团队向太平洋鲨鱼研究中心的项目主任Dave Ebert博士伸出援手,他能够识别在通风口附近看到的雪花石膏动物为太平洋白色溜冰鞋(Bathyraja spinosissima)。后来对四个鸡蛋进行的基因检测证实,它们在柔滑的胶原蛋白墙后面隐藏着同一物种。

      “对我来说,就像在圣诞节早上还是个孩子一样。我觉得自己大喊大叫,”Wahoo!这太棒了!“”艾伯特说。 “这些鱼的寿命只有一千米,甚至两千米。我们对它们一无所知。”

      太平洋白色滑冰(Bathyraja spinosissima)在俄勒冈州海岸外的Axial Seamount轴向海拔约1800米的熔岩海底上游泳。这些大型溜冰鞋的长度可达两米!图片:MBARI

      就像他们的近亲一样,冰鞋花费他们的时间增长,但是这个群体的深层居民(订购Rajiformes)将“缓慢”提升到一个全新的水平:在某些情况下,婴儿滑冰可能需要长达四年的时间才能出现从它的蛋壳作为完全形成的微笑馄饨。

      然而,在混合物中加入少许热量,这个时间可以减少一半。

      “我们认为这些太平洋白色溜冰鞋正在使用通风口来加速发展,”Ebert解释道。 “我们从过去的研究中得知,如果你采取这些蛋病例,你加热它们,即使是半度或摄氏度,它也会迅速减少潜伏期。所以不是三到四年,它可能是一到两个。“

      在地质学家,海洋生物学家和来自四个国家的遗传学家的帮助下,这一升温假说今天发表在查尔斯达尔文研究站资深科学家Pelayo SalinasdeLeón博士领导的一项研究中。如果预感被证明是正确的,那将标志着这种策略第一次记录在任何海洋动物中。

      “这是一个非常酷的发现!”阿拉斯加费尔班克斯大学的滑冰和射线研究员Thomas Farrugia博士说,他没有参与这项研究。 “从某种意义上说,它并不太令人惊讶:滑冰蛋箱通常在特定区域以高密度存在,如峡谷或海藻床。你会假设他们出于某种目的被放置在那些区域。但他们可能正在利用热液喷口的热量优势真的很有趣!“

      即使是共同作者,深海生物学家Brennan Phillips博士已经驾驶远程操作车辆(ROVs)14年,但是鸡蛋案件令人惊讶。

       菲利普斯研究鲨鱼和水下火山之间的关系(他将这种重叠称为“鲨鱼”!)。热液喷口通常与海底下的火山活动有关,因此这一发现立即引起了他的兴趣。

      菲利普斯说:“当我在这次旅行中驾驶时,我看到了滑冰蛋,我真的很高兴。” “鸡蛋案件增加了为什么这些动物在那里的故事。”

      鲨鱼和他们的亲属已经存在超过5亿年。 (从某种角度来看,在第一批恐龙之前的2.8亿年,有一些类似鲨鱼的动物在古代海洋中游动。)

      Iguanas-Pinguinos遗址的位置,在那里发现了鸡蛋。

      菲利普斯说:“在那个时代,地球上出现了极度硫化的时期 - 火山已经变得非常活跃。” “当发生这种情况时,大多数事情都会消亡。所以我真的很有意思的是,我们还有很多鲨鱼,冰鞋和光线,它们似乎不仅能适应这些恶劣的[火山]环境,而且还能够利用他们的优势。“

      从这些水下烟囱喷出的热水可达到难以想象的300°C(572°F),发现鸡蛋的Iguanas-Pinguinos站点因特别有力的通风而闻名。

      团队观察到的157个鸡蛋中的大多数都位于开口20米(66英尺)的范围内。即使在这个范围内,周围的水也可能比平均2.76°C(37°F)高出近一定程度(根据深海标准,这是非常温和的。)更重要的是,用于测量环境温度的仪器并没有像鸡蛋本身一样深,所以离合器周围的水可能更温暖。“它甚至可能是另一半度温暖,”艾伯特说。

      有证据表明滑板的全面发展几乎完全是由水温驱动的。在寒冷的白令海中发现的阿拉斯加滑冰需要大约三年的时间才能发展。在热带水域或沿海浅水区发现的冰鞋,另一方面这意味着生产健康婴儿滑冰所需的潜伏期与生物学相比可能远远少于栖息地。这意味着深海的居民处于严重劣势:你走得越深,它变得越冷,滑冰宝宝加入水世界的时间就越长。似乎太平洋白色溜冰鞋已经学会欺骗那个系统。

      来自远程操作车辆(ROV)的图像Hercules在加拉帕戈斯海洋保护区的Iguanas-Pinguinos热液喷口处显示了蛋壳。图片:Ocean Exploration Trust

      图片:Ocean Exploration Trust

      “这是巧妙的,但我们可能必须检查我们的假设,鱼”知道“具体做到这一点,”Farrugia指出。这种行为很可能只是随着时间的推移而演变的结果:在加拉帕戈斯裂谷的通风口附近放置卵子的冰鞋具有较短的潜伏期,因此能够产生更大成功的后代。

      “另一方面,我不排除他们确实会寻找温度较高的地区,”他说,“许多软骨鱼类在特定的”苗圃“地区分娩或产卵,为年轻人带来优势 - 或者温度升高,捕食者数量减少或食物增多。“

      艾伯特怀疑后一种情况可能是真的。 “但我怀疑他们来自遥远的地方,”他补充道。 “相反,我认为这些冰鞋通常位于这些海山和裂缝的区域,但找到通风口专门产卵。”

      在这个行星的热液喷口附近已经记录了数百种动物和微生物,尽管这些地区是生命中最极端的栖息地之一,氧气含量低且具有巨大的压力。更有甚者,当炎热的酸性海水通过火山岩,它释放各种有毒矿物质。

      那么,Iguanas-Pinguinos排放的有毒化学物质会对滑冰胚胎产生任何负面影响吗?它不太可能。对于初学者来说,这些鱼非常耐寒,并且大多数时候蛋壳都被关闭到外面的环境。当婴儿滑冰板接近结束时,在壳体中打开一个小孔以允许更多的氧气。

      “事实上,滑冰胚胎实际上会击败它的尾巴以产生一些水流并补充氧气,”Farrugia解释道。 “只要有足够的氧气进入,他们就可以忍受其他一些气体。但由于成年人在存放蛋壳时必须能够存活,我猜测他们正在将它们存放在地区。在温度较高的情况下,不会产生大量有毒气体。

      保持烤肉也可以在其他动物的发育中发挥作用 - 例如,许多爬行动物的性别取决于它们的“热或非”状态。尽管如此,只有极少数物种可以利用地热活动产生的热量来帮助他们的幼仔从胚胎到孵化。据认为,一些蜥脚类恐龙在白垩纪时期在大约145到6600万年前在火山加热的土壤中筑巢。今天,只有一个恐龙后裔 - 波利尼西亚的大型植物(汤加的一种濒临灭绝的鸟类) - 采用这种策略。

          

              

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      需要做更多的工作才能找出太多的太平洋白色溜冰鞋更喜欢他们的鸡蛋“软煮”,或者这种行为是否也发生在其他地方。然而,在加拉帕戈斯通风口周围也发现了多层阴影案例,表明该物种多年来一直在使用该场地。只是抓住了一小部分意外来揭示它。

      艾伯特在加利福尼亚州和俄勒冈州的海岸都看到了类似的鸡蛋沉积物。 “我认为这很有趣,但我并没有建立联系,”他说,“我没有完整的范围 - 这些人能够通过他们的调查得到它。大多数团队成员偶然发现这一发现是地质学家,它开辟了一个我们不了解的全新世界。

      沿着北美太平洋沿岸的冰鞋也可能在水下海山附近产卵,但这只是现在的猜测。然而,研究期间的意外扭曲可能会让科学家们在哪里寻找答案。

      当团队正在挖掘加拉帕戈斯收集的鸡蛋的遗传数据时,他们发现他们的遗传特征与2008年在加拿大温哥华进行的一项调查中发现的滑冰相匹配。这种动物被认为是一种多刺的冰鞋(Bathyraja spinicauda),但是Ebert和他的同事们意识到它在多年前就被误认了。

      加拿大调查的冰鞋存放在维多利亚州的博物馆鱼类收藏中,所谓的“刺尾冰鞋”的照片显示它实际上是太平洋白色。这一启示延伸了该物种的已知范围,并且由于不列颠哥伦比亚省有一些显着的地热活动,任何附近的裂谷或海山都可能成为捕获卵壳的起点。

      图片:Ocean Exploration Trust

      仔细观察这项长达十年之久的调查,我们还发现了另外两种溜冰鞋 - 宽滑冰鞋和细齿冰鞋 - 现已加入到加拿大动物群的名单中。

      “两项完全不同的研究,相隔十年,共同填补了关于这些动物的空白,”埃伯特说。 “从很多角度来看,这是一个很酷的故事!”

      该团队希望继续这一多学科合作,并在未来几年继续出现深海调查时进行扩展。我们不知道地热“孵化器”的使用有多独特,但至少就目前而言,加拉帕戈斯冰鞋能够保持其闪亮的标题,成为我们海洋中唯一已知的例子。

      “这一切都发生在一次潜水中,”菲利普斯补充道。 “在水下飞行只需十五个小时。想象一下,如果我们明确地寻找这个,我们会发现什么。”

      在项目期间创建的地图有助于将Iguanas-Pinguinos纳入加拉帕戈斯海洋保护区,这是最近建立的世界遗产地 - 但世界上许多其他的通风区仍然没有受到保护。而且由于黑人吸烟者附近有大量有价值的矿物,海底采矿活动往往与保护工作相冲突。该团队解释说,大量的滑冰蛋可以为保护主义者提供杠杆作用:它证明了海洋的火山栖息地对某些物种的生存也至关重要,可能远远超出我们的意识。

      “现在,来自不同领域的专家知道要寻找什么,”埃伯特补充道。 “我们将尝试着看其他一些领域。希望我们“开始收集更多信息。现在它已经开放了。”

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