寒冷、高壓、低氧、沒(méi)有光照、營(yíng)養物質(zhì)匱乏……在黑暗廣袤的深海海底，在零星分布的高溫熱液噴涌的極端環(huán)境中，卻出現了生機勃勃的“綠洲”。

自1977年“阿爾文”號深潛器發(fā)現深海熱液噴口生態(tài)系統以來(lái)，熱液生物逐漸進(jìn)入人們視野，并成為國際海洋研究的熱點(diǎn)和前沿領(lǐng)域。可是，在全球熱液生物地理分布的版圖上，卻有很多“模糊的拼圖”。印度洋就是其一，其認知程度明顯較低。

近日，國家海洋局第二海洋研究所王春生研究員領(lǐng)導的課題組在國際學(xué)術(shù)期刊《深海研究》（Deep-Sea Research Part I）以封面文章的形式發(fā)表了一篇論文，系統地闡述和總結了西南印度洋熱液生物的物種組成和多樣性特征，為拼接全球熱液生物地理版圖提供進(jìn)一步證據。

作為該研究的第一作者，大洋49航次第四航段生物組組長(cháng)周亞?wèn)|向科技日報記者透露，目前已記錄西南印度洋熱液區巨型底棲動(dòng)物物種39種；18種為該區的第一次報道，有一半種類(lèi)尚未正式命名；，“這也是目前對超慢速擴張洋脊熱液生物群落年際變化的首次報道” 。

顛覆“萬(wàn)物生長(cháng)靠太陽(yáng)”

在周亞?wèn)|看來(lái)，如果說(shuō)通常意義上的陸地和水生生態(tài)系統是太陽(yáng)能驅動(dòng)，那么熱液生態(tài)系統則是靠“地熱能”驅動(dòng)。地球深部的能量經(jīng)過(guò)一系列復雜的物理、化學(xué)反應，最后經(jīng)過(guò)微生物的“固定”而進(jìn)入海洋底棲動(dòng)物的食物鏈，并支撐形成這個(gè)小而精密，且快速演變的系統。

雖然生存壓力巨大，但熱液噴口周?chē)奂L(cháng)了豐富的生物類(lèi)群。“熱液生物呈現高豐度和高生產(chǎn)力，目前人類(lèi)發(fā)現的熱液生物已達700余種，平均每個(gè)月就發(fā)現兩個(gè)新種。”周亞?wèn)|說(shuō)，熱液區中熱液生物密度非常之高，遠超出一般海洋生態(tài)系統，一升海水的盲蝦數量最高可達上千只。

“但這種繁榮是短暫的，熱液生物群落對于噴口活動(dòng)高度依賴(lài)。熱液噴口壽命有限，有的只活動(dòng)幾十年，極端的情況如東太平洋海隆一次火山爆發(fā)后，熱液噴口生物群落從形成到成熟再到消亡有時(shí)只需十年左右。” 周亞?wèn)|說(shuō) 

印度洋中脊熱液生物認知程度較低

周亞?wèn)|向記者展示了全球已發(fā)現的70余處發(fā)育有典型生物群落的熱液區，主要分布于太平洋周邊和北大西洋，印度洋其次，南大洋有少量發(fā)現，北極圈內雖有熱液區但還沒(méi)有發(fā)現典型的熱液生物。

熱液生物區域特征顯著(zhù)，“不同海區的熱液噴口生物群落的外觀(guān)和物種組成有明顯的差別，形成獨特的地方特色，如東太平洋海隆特有的、最長(cháng)可達3米的巨型管棲蠕蟲(chóng)。”周亞?wèn)|說(shuō)，科學(xué)家據此對全球熱液生物群落進(jìn)行地理分區。這有點(diǎn)類(lèi)似行政區的劃分，按照生物組成，全球熱液生物群落最多可被分成東太平洋海隆（南段）、東太平洋海隆（北段）、印度洋、南大洋等11個(gè)獨立的“生物省”。

印度洋中脊是現存連接太平洋洋脊系統和大西洋洋脊的唯一洋脊，因此學(xué)者普遍推測，它是連接大西洋和太平洋熱液生物的現存唯一通道，驗證這一假說(shuō)成為印度洋熱液生物調查和研究的主要驅動(dòng)力之一。

首次揭秘三大熱液區的“黑暗生物圈”

這篇論文主要基于中國大洋科學(xué)考察2014-2015年兩個(gè)航次的積累，描述了西南印度洋“龍旂”、“斷橋”和“天成”3個(gè)熱液生物群落，其中“斷橋”和“天成”為首次描述。

往往一個(gè)海區的生物相似性較高，但西南印度洋南北熱液區之間物種組成差異較大，以?xún)?yōu)勢種而言，“天成”以印度洋深海偏頂蛤和甲胄海葵為優(yōu)勢種；“龍旂”則以宙斯盾巨佩托螺、茗荷為優(yōu)勢種。

如果我們把印度洋當成一個(gè)生物省，那么，西南印度洋和中印度洋則相當于兩個(gè)地級市。而西南印度洋北部的“天成”熱液區與中印度洋更接近，應該屬于“中印度洋市”；南部的“龍旂”和“斷橋”熱液區雖總體仍與中印度洋最接近，但兼具北大西洋脊、東斯科舍脊和中印度洋熱液區的部分特征，明顯受到來(lái)自這三個(gè)區的影響，其物種組成顯得更加多元。“這說(shuō)明生物的相似性與地理位置基本吻合。” 周亞?wèn)|說(shuō)，“龍旂”和“斷橋”可能是上述三個(gè)洋脊之間的過(guò)渡區。“這使我們對印度洋熱液生物區系的劃分有更細致深入的認識。”

與2011年相比，2015年“龍旂”的噴口活動(dòng)狀態(tài)以及生物群落結構總體穩定，但仍發(fā)現極個(gè)別煙囪體的噴發(fā)減弱并伴隨生物群落的劇烈變化。如1號煙囪體上，在2015年，一些“高溫種”消失，同時(shí)一些“低溫種”卻大量出現，如貽貝和茗荷。“這一變化很可能與熱液活動(dòng)強度的顯著(zhù)衰減有關(guān)。” 

正在西南印度洋執行大洋49航次的科考隊員剛剛結束第四航段任務(wù)，調查隊雖沒(méi)發(fā)現熱液生物，但第一航段應用電視抓斗在“天成”熱液區僅發(fā)現少量的海葵和腹足類(lèi)，如果這與論文里報道的群落是同一個(gè)位置，這表明天成熱液區可能已經(jīng)處于演替末期。

周亞?wèn)|透露，下一步研究人員將加快物種鑒定和命名，取得該區域完整的熱液生物名錄，同時(shí)加強部分熱液區調查力度，關(guān)注其年際變化。