为了生存，它们现在还吃着几千年前的尸体

海绵宝宝（图片来源：Femputations via Tumblr）

撰文 | 栗子

审校 | clefable

他们没想到，那座已经死去的海底火山周围，竟然会有充满活力的生命。

德国海洋生物学家安杰·波提乌斯（Antje Boetius）带领她的团队，开着破冰船行驶在北冰洋之中。在距离北极点仅约200英里的地方，他们将一只机器人从船上放入深海。机器人携带着摄影机，拍下了卡拉西克海底山附近那些惊人的生物活动。

图片来源：Alfred Wegener Institut/PS 101 AWI OFOS system/ Antje Boetius

其中，最让科学家叹为观止的就是海绵。常见的海绵直径大约只有数厘米，但这里的海绵有不少都长到了大约1米长。它们组成了一片生机盎然的海绵花园。

可是，在研究团队的印象中，这里分明是个荒芜的地方，食物极度匮乏：初级生产力只够提供那些海绵所需碳量的不到1%。那么，海绵们究竟是怎样活下来的呢？

不新鲜的尸体怎么吃？

北冰洋中部，是地球上最贫瘠的海域之一。不过，在缺乏营养物质的海底，有时也会出现蓬勃的生态系统。比如，火山活动频繁的地区，可能有海底热泉喷发，释放出甲烷气体和硫化物，让一些以甲烷和硫化物为食的微生物得以存活，而其他生物又能从这些微生物身上获取养分和能量，生态系统也就日渐繁荣。

问题是，科学家找到海绵的地方，并不像上面描述的那样。卡拉西克海底山的火山活动，在大约3000-2000年前就已经停止。在那附近，研究者用CTD测量仪（检测导电率、温度和深度）等各种设备获得的数据，都没有显示出海底热泉存在的迹象。而收集到的海绵样本里，也没有发现甲烷氧化菌或硫氧化菌的典型基因表达。

排除这种可能性，海绵的食物到底是什么？科学家又提出了许多假说。他们怀疑，海绵可以从海水中吸取细小的食物颗粒，但周围海水中的食物颗粒，不足以养活那一大片海绵。他们怀疑，强大的洋流能把远处的食物冲到海绵身边，但卡拉西克山附近的海水流速缓慢……每一种假说都被否定了。

直到科学家想起，那些海绵被发现时，正躺在一块致密的“垫子”上。垫子由许许多多棕黑色的空心管组成，而每根空心管都是一条蠕虫的尸体，主要是西伯加虫科（Siboglinidae）多腕虫属（Polybrachia）的蠕虫。或许，海绵不只躺在无数的亡者之间，还把亡者当做自己的食物呢？

棕黑色为蠕虫尸体（图片来源：Morganti, et al., 2022）

首先要说明的是，这些蠕虫尸体并非新鲜尸体。研究团队为海绵和蠕虫做了碳14同位素定年，发现样本中成年海绵的平均年龄在300岁左右；而蠕虫尸体早在海绵定居之前，就已经存在了2000-3000年。科学家推测，这里的蠕虫生在火山活跃的年代，靠那些吃甲烷或硫化物的微生物来获取营养，但火山活动停止之后，它们失去了营养来源，生命逐渐无以为继。

海绵来到的时候，古老的蠕虫已经成了化石。至于海绵有没有吃那些化石化的尸体，研究者还是借助同位素的力量，分析了各种可能的食物来源。结果显示，海绵组织当中，稳定碳同位素和氮同位素的数值，都和蠕虫空心管里的数据最为接近。结合海绵和蠕虫的生物量，科学家认为，那些放了几千年的蠕虫尸体，很可能就是海绵的重要食物。

可是，假如古时卡拉西克山周围的生态系统，因为没有食物而崩塌了，后来的海绵为什么又能在同一片山上焕发生机？

科学家相信，它们依靠的还是微生物，不过与海底热泉之中常见的那些甲烷氧化菌或硫氧化菌有所不同。因为，如果想把化石化的蠕虫实体变成食物，就需要处理一些难降解的有机物：那些坚硬的几丁质和蛋白质，和甲壳类动物制造外壳时用的材料差不多。研究者推测，是与海绵共生的微生物或海洋沉积物中的微生物将这些有机物溶解于水，然后释放给海绵食用。

当海绵死去，它也可以成为海星等其他动物取食的餐厅（图片来源：Alfred Wegener Institut/PS 101 AWI OFOS system/ Antje Boetius）

毕竟，海绵这种简单的动物没有消化道，它们摄取食物的方式只有吸水，然后通过被动过滤来收集水中的营养物质。

除此之外，科学家还发现，海绵也可以在共生微生物的帮助下，利用海水里的无机碳，以及一些固体有机物中的碳。这项研究的一作、马克斯·普朗克海洋微生物研究所的生态学家特蕾莎·摩根蒂（ Teresa M. Morganti）说：“这真是海绵和共生体之间的共同努力。”

总会吃完的，吗？

假如是生活在营养丰富的海域，利用水中已有的物质来获得营养，应该是海绵更主要的取食途径。只是现在，它们生活在贫瘠的北冰洋深处，才不得不通过分解蠕虫的尸体来满足营养需求。

这确实是一种强大的生存技巧，但依赖一个已经灭绝的生态系统留下的遗产，海绵们会不会很快要就把食物吃完了？

研究者说，海绵的代谢率通常很低，而体型超大的海绵代谢率就更低。除此之外，北极冰冷的海水，还会进一步降低它们的代谢率。不需要十分积极地代谢，它们消耗食物的速度也就不会太快。摩根蒂估计，现在当地的蠕虫空心管数量，可能足够那里的海绵吃个几千年。

机器人在海底拍到的海绵群落（图片来源：Woods Hole Oceanographic Inst.）

至少目前，这个海绵群落还在不断壮大。科学家在卡拉西克山附近找到的海绵有数千只。并且，它们在进行大量的出芽生殖：这种繁衍方式，让海绵可以生出与自己基因相同的个体，并且继承体内的细菌。也就是说，它们的孩子，同样会拥有在严酷条件下生存所必须的基因，当然也会带着那些与它们同甘共苦的微生物。

海绵宝宝和派大星是真的。

封面图来源：Pixabay

原论文：

https://www.nature.com/articles/s41467-022-28129-7

参考资料：

https://www.theatlantic.com/science/archive/2022/02/sponges-arctic-worms-volcano/621621/

https://www.wired.com/story/huge-sponges-are-eating-an-extinct-arctic-ecosystem/

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