研究人員在深海塑料表面發(fā)現(xiàn)底棲生物群落。課題組供圖
他們和國內(nèi)外合作者一起在中國南海深處發(fā)現(xiàn)了塑料“綠洲”。而廣袤的深海軟相海底通常被認為是生命的“荒漠”。“大型塑料堆，正在成為出現(xiàn)在深海海底的生物多樣性新熱點”——他們發(fā)表在《環(huán)境科學與技術(shù)快報》上的封面論文如此寫道。
海底暗藏塑料生物群落
2018年7月，作為指導老師之一，宋希坤搭乘“嘉庚號”科考船，參加了廈門大學首屆“海絲學堂”航次，在南海開展本科生海洋科學實習。航經(jīng)呂宋海峽時，十幾位大學生通過底棲拖網(wǎng)采集到這項研究中的第一塊塑料樣品。他們驚訝地發(fā)現(xiàn)，這塊塑料上附有幾十個深海貝類的卵囊。
在后來的3次出航中，這樣的“奇遇”還在繼續(xù)。
“有些通過拖網(wǎng)獲得的動物很容易辨別，比如海星。但大多數(shù)附著在塑料上的生物很小，要借助體視顯微鏡來觀察和鑒別?！眳⑴c出海采樣的廈門大學馬來西亞分校本科生顧依帆說，“我印象最深的是采到一只塑料瓶，上面有一個深色的小‘喇叭’，不仔細看很容易被忽略——這是一種水母的水螅體?！?br />早在2018年5月，彭曉彤搭乘“深海勇士號”深潛器下潛時，就在南海西沙海槽海溝中發(fā)現(xiàn)了大型海底塑料堆，采集到豐富的樣品。通過樣品共享，廈門大學和中科院深?？茖W與工程研究所的科研人員對“嘉庚號”和“深海勇士號”采集的樣品進行了全面系統(tǒng)研究。2019年，研究人員還搭乘中國水產(chǎn)科學研究院黃海水產(chǎn)研究所“北斗號”科考船，在國家基金委渤黃海共享航次中采集到類似的貝類卵囊，這些發(fā)現(xiàn)對研究南海的塑料樣品起到了關(guān)鍵作用。
“當我第一次見到產(chǎn)在塑料表面的貝類卵囊時，就被深深震撼了，沒有想到深海塑料垃圾已成為部分海洋動物的繁殖場所，之后我接觸到的樣品越來越多，這些塑料上的物種多樣性超出我們的想象，有11個門類、49個物種，讓我大開眼界！”參與本研究的廈門大學碩士生呂明昕說。
一個個像喇叭一樣向上生長的是缽水母的水螅體，其中約1/3已具備了釋放水母碟狀體的能力，因此大型塑料堆可能成為局部海域深海水母體的釋放源頭；那些帶有長刺、倒扣的“盤子”則是大西洋盤殼貝——它們是一種腕足動物，是這里的優(yōu)勢種。此外還有冷水珊瑚、多毛動物以及特化的寄生扁形動物等。
“這是我們第一次近距離觀察棲息在塑料上的動物，它們的多樣性讓我們驚訝?！眳⑴c這項研究的德國巴伐利亞國立自然歷史博物館的Bernhard Ruthensteiner說。
小小“伊甸園”容易被忽視
“從淺海到深海，伴隨水深的增加，海洋生物的數(shù)量和多樣性都急劇下降。這里沒有光照，缺乏氧氣、壓力也大，對生命體很不友好?！闭撐淖髡咧?、西北大學研究員韓健說，“此外，很多海洋底棲無脊椎動物需要在較硬的基底上營固著生活，但多數(shù)海域只有柔軟的沙質(zhì)或泥質(zhì)基底，這也讓它們難以在深海海底生存。”
但部分深海底棲無脊椎動物的幼蟲很“幸運”，它們碰到了海底塑料，通過分泌黏液把自己粘在塑料表面，然后進入生命的下一個階段，逐漸長大。
新發(fā)現(xiàn)的塑料“綠洲”，很容易讓人想到其他已知的深海生態(tài)系統(tǒng)：深海熱液、冷泉及鯨落。這些生境中的底棲生物群落主要靠化能自養(yǎng)細菌和腐敗分解的鯨類尸體提供能源。
“相比之下，深海塑料生物群落顯得單薄、脆弱，它們應(yīng)該主要依靠從海水表面沉降的浮游生物尸體和有機顆粒來推動運轉(zhuǎn)，比起熱液口、冷泉與鯨落，營養(yǎng)物質(zhì)匱乏很多。”宋希坤對《中國科學報》說，“正因如此，附生于塑料表面的個體大部分為毫米級，容易被研究人員忽略?！?br />欣欣向榮下的危機
從最偏遠的南、北極，到最深的馬里亞納海溝——塑料已無處不在。
海洋環(huán)境中的大型塑料對一些瀕危海洋生物十分危險，例如鯨豚類、海龜?shù)龋瑖乐貢r會因吞食塑料或被塑料纏繞而死亡。
“但這項研究的結(jié)果有力地沖擊了我們的傳統(tǒng)認知。我們一直相信塑料對海洋生物有百害而無一利。但現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)，至少對少數(shù)生物來說，塑料給它們提供了額外的棲息地?！表n健說，“塑料與生物及生態(tài)環(huán)境間的相互關(guān)系，可能比我們預想的更復雜?！?br />也有一些科學家表達了擔憂。未參與這項研究的英國杜倫大學的Florian Pohl說：“這種變化對深海生態(tài)系統(tǒng)的影響完全是未知的，以前的自然棲息地可能因為塑料垃圾的到來而遭受破壞，原生物種也可能因為塑料垃圾而被取代，而我們甚至還來不及認識塑料到達這里之前的生態(tài)系統(tǒng)?！?br />“很難評價這是一件好事還是壞事。”參與本研究的中科院深?？茖W與工程研究所博士生張曉迪說，“一方面，它展現(xiàn)了海洋生態(tài)系統(tǒng)強大的自我調(diào)節(jié)能力，但另一方面，更多的生命活動可能會加快塑料垃圾的分解，有可能生成更多微塑料顆粒進入生物鏈，最后進入人體?！?br />對選擇在塑料上安家的小生命來說，看似欣欣向榮的表象下潛伏著危機。大西洋盤殼貝是這里的優(yōu)勢類群，但科研人員尚未發(fā)現(xiàn)性成熟的個體，這意味著它們還不能在塑料上繁殖后代。研究人員還不確定原因，可能是附著時間不夠長，也可能是塑料的硬度無法支撐它們繼續(xù)發(fā)育至性成熟，或者塑料本身對這些生物存在未知的危害。
海底塑料“綠洲”究竟是天堂還是陷阱？暫無確切答案?！拔蚁耄还茉谒芰仙习l(fā)現(xiàn)了什么，我們都應(yīng)該呼吁公眾盡量減少使用一次性塑料制品，從自己做起，保護海洋環(huán)境?！睆垥缘险f。
相關(guān)論文信息：
https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00967
（原標題：深海塑料“綠洲”：天堂還是陷阱？）
