鲸的遗体向深海运送的碳与生命链

鲸的死亡带给深海的礼物：数十吨有机物

深海是食物匮乏的地方

在约1,000米以下的深海，阳光无法到达。浮游植物通过光合作用制造的有机物在下沉过程中被吃掉或分解，到达海底时所剩无几。这些下沉的颗粒被称为“海洋雪”，是深海生物日常的食物。

在这样安静的餐桌上，有时会突然落下数十吨的食物，那就是大型鲸的遗体。据报道，成年大型鲸体重为30–160吨（Smith & Baco, 2003），其中大部分是脂肪、肌肉和骨骼等有机物。鲸沉没之处，会出现与周围海底截然不同的生态系统。

鲸落生物群落的发现

这一生态系统成为科学研究对象是在20世纪80年代后期。在美国加利福尼亚外海的圣卡塔利娜海盆（水深约1,240米），载人潜水器“阿尔文号”发现了须鲸的遗体以及聚集其上的生物（据《科学美国人》等介绍）。此后各地陆续开展了潜水器和无人探测器调查，依赖鲸遗体的群落被称为“鲸落生物群落（whale fall community）”。

关于演替的基本过程，请参阅本站的《什么是鲸落生物群落？沉没的鲸孕育的深海生命》。本文在此基础上更进一步，从日本近海的研究、骨蠕虫的演化以及碳与捕鲸的历史三个角度解读鲸落。

回顾三个阶段：主角不断更替的生命链

鲸落生物群落一般被认为经历三个阶段。各阶段的长短因遗体大小、水深、水温和周围环境而有很大差异。

各阶段的主角与时间跨度

第一阶段，盲鳗和鲨鱼像刮削一样吃掉柔软组织；有报告称每天消耗40–60公斤，数月到一年多就能吃掉大部分软组织。第二阶段，多毛类和甲壳类聚集到富含有机物的海底沉积物中。接下来的第三阶段正是鲸落生物群落最大的特点。

骨头中的脂质支撑第三阶段

鲸骨含有大量脂质。在缺氧的海底，细菌分解这些脂质时会产生硫化氢。硫化氢对许多生物有毒，但对以其为能量来源合成有机物的化能合成细菌来说却是“美味”。携带这些细菌的贝类和多毛类聚集而来，在阳光无法到达的深海，不依赖阳光的食物网得以持续数十年。

同样依靠化能合成的地方还有热液喷口和冷泉区。研究者们也在讨论，鲸落是否是与这些地方共享生物的“踏脚石”。

啃食骨头的蠕虫：骨蠕虫（Osedax）的发现与演化

蒙特雷湾的偶然发现

2002年2月，美国蒙特雷湾水族馆研究所（MBARI）的研究团队使用无人探测器“Tiburon”，调查沉在蒙特雷海底峡谷水深约2,893米处的灰鲸遗体。他们发现骨头上覆盖着红色的穗状蠕虫。2004年，Rouse、Goffredi、Vrijenhoek等人在《Science》（第305卷，668–671页）上将其作为新属Osedax报告。拉丁语中意为“食骨者”。

没有口和消化道，如何吃骨头？

骨蠕虫属于多毛类。据JAMSTEC介绍，它们没有口、肛门和消化道，通过将“根”扎入鲸骨来吸收营养。根中栖息着共生细菌，被认为有助于分解骨中的脂质和胶原蛋白。红色的穗状部分起鳃的作用，从水中吸收氧气。

可追溯到白垩纪的食骨历史

研究团队指出，Osedax啃食骨头的生活方式可能始于海洋哺乳动物出现之前的白垩纪（约1.45亿年前至约6,600万年前）。此后，欧洲研究者报告了蛇颈龙类和海龟骨骼上疑似Osedax留下的痕迹，支持了这一假说。也就是说，食骨蠕虫可能在鲸出现之前，就已依靠海生爬行动物的遗体延续生命。

在日本近海也发现了骨蠕虫的近缘种，相模湾等地发现的种类被命名为Osedax japonicus。在日本的海中，鲸的遗体同样静静地延续着生命。

日本海域的鲸落研究：野间岬海域与相模湾

在野间岬海域进行的沉放实验

在日本，研究人员在鹿儿岛县萨摩半岛的野间岬海域（水深约200米）进行了将搁浅抹香鲸遗体沉入海底的实验。据JAMSTEC的航次报告，自2003年起连续三年每年开展调查，追踪以鲸骨为中心的生物群落变化。

调查发现了骨蠕虫类和与鲸骨相关的文昌鱼等新种。还确认了以体内带有化能合成细菌的贻贝科两种贝类（Adipicola pacifica等）为中心的群落。2005年的航次报告记载，随着鲸骨风化，生物群落正在变化；2006年的报告则提示，软组织几乎消失后化能合成生物群落依然存在。

为什么日本的研究进展顺利？

日本近海鲸搁浅相对较多，地形也便于前往深海。此外，借助JAMSTEC的载人潜水器和无人探测器，能够定期调查水深数百至数千米的海底。2008年的航次报告提出，为阐明鲸骨的作用，将继续在不同海域和水深开展实验性调查。

• 通过沉放实验可以实际追踪演替的时间过程
• 新种的发现加深了对日本近海生物多样性的理解
• 通过持续观察，可确认随着遗体减少群落如何变化

此处提到的航次报告中的数值和年份，各报告的表述可能不同。详情请查阅JAMSTEC与GODAC公开的原文。

鲸骨搬运的碳：作为深海碳库的作用

沉没的鲸的碳去了哪里？

鲸的身体约有近一半重量是含碳的有机物。遗体沉入深海后，这些碳与表层隔绝，长时间留在海底附近。在海洋的碳吸收机制中，鲸落被认为虽小却是独特的“碳通道”。

Pershing等人2010年发表的研究（PLoS ONE）估计，因捕鲸导致大型须鲸减少，海洋中储存的碳减少了约9.16×10⁶吨。研究还估算，如果鲸的数量恢复，沉没的遗体每年可向深海运送约1.66×10⁵吨碳。这一估计取决于遗体实际沉底比例等假设；研究假设须鲸科和灰鲸约50%、露脊鲸类和弓头鲸约10%会沉到深海。

不要把它当作“气候对策的王牌”

从整个海洋碳循环来看，鲸搬运碳的规模并不大。介绍该研究的解说文章也强调，其规模与其他碳管理措施相当，但不确定性很大。保护鲸不仅是出于气候对策，也意味着保护整个生态系统。把数字换算成“一头鲸多少吨CO₂”时，应先确认其假设。

捕鲸的历史与鲸落：失去了多少“绿洲”

遗体减少会发生什么？

大型鲸因过去的捕鲸而大幅减少。鲸的数量减少，到达深海的遗体也随之减少。依赖鲸落的生物靠幼体在遗体之间游动，抵达下一个绿洲而存活。遗体减少，间隔变大，幼体到达的概率可能下降。

像骨蠕虫这样专门依赖鲸骨的生物受到捕鲸多大影响，目前仍不够清楚。不过，大型鲸遗体是宝贵的食物来源这一点毫无疑问，在保护讨论中，除了“活着的鲸在生态系统中的作用”，“死后的作用”也受到关注。

沿岸与远洋的联系

鲸活着时通过排泄物将表层营养带入海中，帮助浮游植物生长；死后则长时间向深海输送营养。生前与死后这两张面孔，体现了鲸在生态系统中的分量。

研究鲸落的意义：如何保护深海

与深海开发和渔业的关系

近年来，人们对深海矿产开发和深海渔业的关注日益增加。深海生物多样性几乎尚未被调查，而且一旦遭到破坏就需要很长时间恢复。像鲸落这样需要数十年形成的生态系统，在影响评估时尤其需要慎重对待。

市民可以做的事

• 将搁浅鲸的信息报告给当地水族馆或研究机构（不要自行触碰或带走）
• 了解搁浅或漂上岸的鲸的信息提供窗口
• 参加以鲸骨为主题的展览或观察活动，拓展对深海的关注

深海看似遥远，但那里发生的现象与我们海洋的健康和气候息息相关。以鲸的遗体这样的切入点了解深海的运作，是保护海洋的第一步。

总结：鲸即使死去，也在支撑着海洋

沉没的大型鲸遗体向深海带来30–160吨有机物，养育了盲鳗、鲨鱼、多毛类、啃食骨头的骨蠕虫以及以硫为能量的细菌等众多生物。利用硫化氢的化能合成与热液喷口、冷泉区一样，是不依赖阳光的生命形态。

在日本野间岬海域，利用搁浅鲸进行的沉放实验发现了新种，并推进了对演替的长期观察。关于捕鲸导致的数量减少如何影响海洋碳储存和深海生态系统的研究也在推进。尽管数字存在不确定性，但“鲸无论生前还是死后都在为海洋做贡献”这一认识，将成为今后海洋保护的基础。