18新利最新登入火山口管虫是如何工作的

让我们从Alvin开始。不是70年代心爱的玩具土豚，也不是会唱歌的花栗鼠，而是自20世纪60年代中期以来，在海底一系列壮观发现中扮演主角的三人机器人武装深海潜水器。艾尔文号最著名的发现是《泰坦尼克号》回到20世纪80年代。

早在十年前的1977年，科学家们驾驶着“阿尔文”号在附近的海底火山口附近飞行加拉帕戈斯群岛当他们偶然发现，或者更确切地说，漂浮在一片非常奇怪的生物的田野上。他们原以为只会看到一片荒芜的海景。相反，他们的车灯照到了一片迄今为止从未见过的郁郁葱葱的生物绿洲。最突出的新物种是我们的朋友管虫[来源:Trivedi]。

这一发现就像一颗炸弹落在了一整套生物学假设上。这些生物生活在一个没有人认为生命可能存在的环境中。在我们熟悉的陆地生物食物链的底部，是以阳光为食的光合植物。那么，18新利最新登入在没有太阳的地方，生物是如何生存的呢?

世界不同，食物链也不同。当地饮食的基础不是光合作用，而是化学合成。这意味着位于海洋底部食物链底部的生物正在吃化学物质。事实上，正如深海喷口生命领域的主要研究人员之一蒂姆·尚克所说，这些喷口拥有地球上最大的“化学合成群落”[来源:Nevala]。这个社区已经存在很长时间了。化石记录显示，现代管虫的祖先和它们的排18新利最新登入气口邻居与恐龙同时出现[来源:柄]。

但巨型管虫并不是那里唯一的蠕虫。与它们为伴的是被称为杰里科蠕虫的吸管长度的小家伙，刚毛橙色蠕虫，蠕动的底栖蠕虫和你手指大小的红棕榈蠕虫[来源:干草]。

有趣的是，尽管太平洋的喷口到处都有管虫，但在大西洋却没有，深海虾等生物在那里占据了主导地位。没有人确切地知道这是为什么，但背后可能有很多因素。有一种理论认为，当大西洋形成时，它是非常咸的，虾比管虫更能忍受这种情况。一旦虾牢牢地建立起来，它们就不会让管虫进入。这是因为虾会刮开通风口周围的表面，寻找它们喜欢吃的细菌，这意味着它们可能会在管虫幼虫有机会生长之前吃掉它们。柄]。

深海喷口周围的气候最奇怪的事情之一是温度非常高。这是非常不同的。从通风口流出的水可以达到752华氏度(400摄氏度)，但距离通风口开口仅一英寸(3厘米)的地方，水就已经下降到36华氏度(2摄氏度)。因此，生活在火山口附近的大多数生物都必须忍受略高于冰点的温度。换句话说，他们不是为了好天气才去的。这一切都是关于从通风口喷出的化学炖物[来源:干草]。

来自喷口的主要化合物是硫化氢。细菌那些在深海喷口生活的生物就是靠这种物质生存的。反过来，管虫完全依赖细菌作为食物——但它们没有嘴和胃。事实上，它们体内有大量的细菌——每盎司(28克)组织中有2850亿个细菌。实际上，除了它的细菌朋友，你典型的巨型管虫除了主动脉和一些性腺包裹在一个4到6英尺长(1.2到1.8米)的白色管子里，扎在海底[来源:Trivedi]。

管虫身上有红色的羽毛，但它们不仅仅是为了好看。羽毛是红色的，因为它们充满了血。血液中的血红蛋白与漂浮的硫化氢结合并将其移动到管道中，在那里细菌将其氧化并产生管虫生存所需的碳化合物。管虫和它们的细菌生活在一个完全共生关系，彼此受益[来源:干草]。

唯一的问题是，喷口不会永远喷口。它们可以在没有任何通知的情况下突然打开或关闭。当它们关闭时，硫化氢的流动就会停止，这意味着周围的所有生物都会死亡。由于这些喷口就像海底岛屿一样彼此隔离，最大的问题是:这些管虫是如何设法在海底远处出现的下一个喷口殖民的?18新利最新登入

自1977年发现管虫以来，科学家们一直对喷口的殖民化感到困惑。毕竟，这些管虫已经特别适应了一个高度专业化的环境，这个环境具有随机开关的反复无常的品质。而且，为管虫的繁殖增加了另一层困难，这些喷口是广阔海底沙漠上的小绿洲。18新利最新登入扎根于地面的生物是如何传播到50英里(80公里)外的另一个喷口的?

经过大量密集和创造性的研究，科学家们正在接近答案。首先，了解管虫是如何繁殖后代的很重要。18新利最新登入这部分很简单:它们和贝类一样，将卵子和精子释放到水中。精子撞击卵子并结合形成幼虫。幼虫在水流中漂浮，就像蒲公英的孢子在风中漂浮一样，直到它们停下来，希望能够在一个适合它们高度特定需求的适宜居住的地方——也就是一个通风口。

有趣的是，这些幼虫出生时就有大量的能量。不是像蹒跚学步的孩子那样吵闹的能量，而是以脂质的形式储存的能量。事实上，他们有足够的东西可以维持40天。

但是，在这40天的分配期内，这些幼虫是如何从A点到达B点的呢?18新利最新登入研究人员必须有创造力，因为试图在漆黑的深海中追踪数千个微小的斑点并不是开玩笑的。他们首先建立计算机模型电流然后将虚拟幼虫释放到洋流中。一旦他们得到了一些有趣的结果，他们就在一个通风口附近倾倒了一种无害的、可追踪的化合物，并观察发生了什么。

他们很快发现，一个喷口周围的洋流可以将小管虫沿着发现喷口的海洋中部脊带过去。即使水流涡流并偏离航线，它们仍然可以摇摆回去，将乘客扔在适宜居住的喷口区域，在那里它们可以愉快地成长为完全的管虫成年[来源:Villano]。

从历史上看，管虫和它们的其他18新利最新登入同类是如何传播到彼此更加隔离的喷口的?事实证明，在分布更广泛的通风口之间可能有一些方便的垫脚石。

你是否曾经发现自己在无所事事地思考，鲸鱼死后会发生什么?事实证明，有一种叫做"鲸鱼下降，指的是一头死鲸沉入海底。在那里，它变成了食物。很多食物。挤进鲸鱼软组织的微生物会产生硫化氢。听起来是不是很熟悉?这就是那些发泄细菌喜欢吃的东西。这种细菌喜欢与管虫共生。事实上，研究表明，鲸鱼瀑布与喷口有10种共同的18新利最新登入物种[来源:柄]。其中两种是与它们有亲缘关系的巨型通气管虫的微型版本。这些小蠕虫也与细菌共生，在过去的4000万年里，它们似乎与鲸鱼共同进化[来源:他]。

像管虫这样的化学合成深海动物的另一个垫脚石可能是一种叫做“渗出物”的东西。这些区域位于较浅的水域，甲烷和硫化氢从海底渗出，支持各种化学合成物种。生活在渗水处的管虫与聚集在喷口周围的管虫不同，但它们有足够的共同点，以至于一些研究人员推测，物种可以在渗水处和喷口之间来回迁移。

在过去的几个世纪里，又出现了另一种踏脚石:沉船。随着旧沉船上的木材腐烂，它会产生海洋细菌所渴望的化学营养物质。

综上所述，鲸鱼坠落、渗水和沉船可能有助于解释像管虫这样的深海生物是如何在广阔的海底生存和分散的。18新利最新登入