新的研究表明,吸热甲烷可能因其对人类和地球大气层构成的危险而闻名,但在黑暗的海洋深处,温室气体是世界上一些最神秘的生物的营养餐。科学家们表示,他们在美国西海岸发现了三种以前未知、未命名的海蜘蛛,它们可能与细菌合作,利用海底冒泡的气体在研究稀少的海洋栖息地中茁壮成长,这些栖息地被称为海面以下数千英尺的甲烷渗漏。
种植细菌的“农民”
根据周一发表在《美国国家科学院院刊》杂志上的一项研究,在这种共生关系中,细菌占据了蜘蛛外骨骼上的空间,作为回报,细菌将富含碳的甲烷和氧气转化为蜘蛛可以吃的糖和脂肪。“就像你早餐吃鸡蛋一样,海蜘蛛会吃它的身体表面,它咀嚼所有这些细菌来获取营养,”洛杉矶西方学院生物学教授兼系主任、该研究的首席研究员莎娜·戈弗雷迪说。她说,这种独特的营养策略以前从未在海蜘蛛身上观察到过。
戈弗雷迪解释说,其他种类的海蜘蛛与它们的陆生表亲有更多的共同点,它们使用大管状獠牙来捕获、固定和吸食水母等软体猎物的液体。但对新发现的物种(Sericosura 属的一部分)的实验室观察表明,它们缺乏捕捉猎物所需的附属物,这使得它们更类似于农民从自己的身体中收获甲烷驱动的细菌。

完美的共生系统
来自太阳的光线无法到达新描述的 Sericosura 蜘蛛物种安家的深海生态系统。德国马克斯·普朗克海洋微生物学研究所共生系教授兼主任、海洋生物学家妮可·杜比利尔 (Nicole Dubilier) 解释说,为了在这种黑暗的环境中生存,微生物进化为使用化学物质而不是阳光来获取能量。杜比利尔说,海洋生物死亡后,它会沉入海底并被掩埋。在分解过程中,甲烷气体被释放出来,以气泡的形式从沉积物的裂缝中逸出。以甲烷为食的微生物不会随着水柱的突发奇想而漂浮,而是附着在海洋动物身上,留在气泡中。
通过分析蜘蛛组织中的同位素,科学家们确定这些细菌不仅仅是搭上八足朋友的便车,它们还被吃掉了。“这确实是两者共生的美妙之处:细菌获得了完美的宜居带,拥有它们需要的一切,”杜比利尔说。即使 80% 的数量被(蜘蛛)吃掉,而剩下的20% 继续生存和繁殖也是值得的。杜比利尔指出,虽然这些物种是第一批以甲烷为燃料的微生物捕获的海蜘蛛,但已知其他深海动物,如管虫和海绵,也有这种罕见的饮食。
海洋生态多样性保护
戈弗雷迪表示,蜘蛛和它们搭便车的微生物可能在防止甲烷(一种被认为会加剧全球变暖的天然气)进入地球大气层方面发挥着至关重要的作用。“虽然深海感觉很遥远,但所有生物都是相互联系的。尽管它们很小,但这些动物对那种环境有很大的影响,“戈弗雷迪说。“如果我们不真正了解海洋,我们就无法希望可持续地(利用)海洋。”
戈弗雷迪说,对海底的进一步探索还可能发现更多类似的海蜘蛛物种。“人们倾向于将深海视为一种同质的生态系统,但这实际上是不正确的。按地区划分,有很多生物多样性,动物非常局限于海底的特定栖息地,”戈弗雷迪说。“例如,如果你决定使用海底进行采矿,你必须非常小心。我们不想对其他任何地方都找不到的非常具体的栖息地造成任何无法弥补的伤害。