您当前的位置: 首页 >  博客资讯

我们每呼吸一口氧气,其中都有鲸鱼粪便的功劳

可能每个人都听说过鲸落,这是鲸鱼死亡后沉入海底的过程,由于鲸鱼巨大的体型,它们无法快速被食腐动物分解干净,因此会落入不见天日的海底,鲸落的过程会持续数月到数年。由于海底无光,自然没有光合作用植物存在,所以这里是海洋的贫瘠之地,只有极少数生物依靠海洋上层掉落的有机物生存,其中鲸落就是最大号的美食,鲸鱼的尸体将会在海底存在数十年到百年之久,它就像是一个绿洲,在荒芜的海底养活了一大群生物。中国2020年在南海首次发现了鲸落的现象,还一度引发我们的好奇,很多人形象地将其称为“一鲸落而万物生”。

深海中的鲸鱼尸体就像是一个个绿洲,养活了大量深海生物 图/wikicommons

与此相比,鲸鱼的便便就基本上没什么人关注了――考虑到我们对于便便的朴素情感,这是些黏黏糊糊飘荡在海面的恶心排泄物不受欢迎其实是很正常的。不过科学家们最近开始发现,鲸鱼便便的价值可能超乎所有人的想象。

蓝鲸粪便细看就是这么一些黏糊糊的漂浮物,它们发红是因为主食是磷虾,虾青素是红色的 图/flickr

一方面是,我们每天呼吸氧气中,都有鲸鱼粪便的一份功劳。鲸鱼的排便量很大,一般排泄体重2%的物质――对于蓝鲸来讲,这就是差不多3吨的量了。这些如同泥浆一样的大便并不会沉入海底,而是一些絮状的漂浮物质,会漂浮在海洋表层,成为海洋中浮游植物(主要是藻类)最珍贵的营养物质来源――而这些浮游植物实际上为整个地球贡献了50%以上的氧气。

这些显微镜下才能看到的微小浮游植物贡献了地球上很大一部分的氧气 图/pixabay

在沿岸浅海处,河流携带的无机物非常丰富,各种生物数量众多,所以这里一般不会缺乏营养物质,鲸鱼粪便对浮游植物的重要性相对没那么重要。但是沿岸浅海海域面积毕竟比较小,水深小于200米的浅海水域面积仅占海洋面积的7.6%,而在深海中,由于离大陆太过遥远,河流从陆地携带的泥沙无法到达。鲸鱼的便便就成了最重要的物质,许多鲸鱼的迁徙路线极为漫长,比如座头鲸,它们每年都会从热带迁徙到南北极享用磷虾大餐,其中就会路过广阔的深海,并沿途在这里播撒下漂浮着的“金坷垃”,浮游植物们依赖这些便便在整个地表海洋中繁衍,源源不断为地球提供氧气。

座头鲸的迁徙路线 图/flickr

鲸鱼粪便的另一份功劳是,它保证了海洋生态系统的繁荣。举一个例子,磷虾是蓝鲸最主要的食物,(以体重计算的话)蓝鲸不仅是现在地球上最大的动物,也是地球有史以来最大的动物,没有之一,它们每天捕食磷虾的量可达1500千克以上,在人类捕鲸活动开始之前,蓝鲸的数量可能高达数十万头甚至更多。如果根据常识来推断的话,蓝鲸作为磷虾最大的捕食者,如果它们数量减少,那么磷虾数量就会大量增加,然而事实的情况是,在1960年左右人类的捕猎让蓝鲸几乎灭绝,当时整个地球上的蓝鲸数量可能只有数千头了,而与之同时出现的却是南极磷虾种群的大规模减少――大约减少了80%。

磷虾个头只有5-6厘米大,不过却是南极海域中数量非常多的生物,有时候在一立方米海水中会有数千只 图/wikicommons

这种情况是一个在当时令人不解的难题,不过最近科学家们的研究结果认为造成这一现象的原因鲸鱼粪便的缺乏。由于南极并无河流流入大海,自然也就缺乏来自大陆的无机物,所以南极周边的海域本身是一个比较缺乏无机物的区域,无机物基本上要靠洋流从别的海域带来。在其中铁元素是一种极为重要的微量元素,藻类依靠铁元素才能繁荣生长并进行光合作用,磷虾们则以藻类为食,如果有鲸鱼将磷虾吃掉,它们就能够从磷虾中回收这些铁元素――拉出的便便中铁元素的浓度是周围海水中的1000万倍。但是要是没有鲸鱼吃掉它们,磷虾在死亡后将会落入深海中――这就相当于铁元素从表层海水中流失了。鲸鱼的大量消失,则意味着铁元素的流失,这种流失带来的后果就是表层海水中藻类的减少,这就自然导致了磷虾数量的大减。所以,从这种意义上来看,鲸鱼实际上就类似一个巨大的循环泵,它在捕食的过程中,将深海,或是营养丰富的浅海中的无机物富集到体内,然后通过粪便将其排放到缺乏营养物质的海水中。所以结果就是,鲸鱼数量越少,海洋就越贫瘠。

鲸鱼就像是一个巨大的泵,它能在深海和浅水中活动,由此打通了深浅不同深度的物质循环 图/wikicommons

鲸鱼粪便的另外一份功劳是控制气候变暖。我们都知道,二氧化碳含量的增加是造成全球气候变暖的主要因素,而有科学家就认为,鲸鱼本身以及鲸鱼的粪便,都能控制地球上二氧化碳的排放。我们所有的有机物都是以碳元素为中心构建起来的,因此实际上每一种生物的生长过程就是一个固定二氧化碳的过程。鲸鱼作为一种大型哺乳动物,其在成长过程中固定的碳元素自然是非常庞大的,根据统计,每一头成年蓝鲸平均能够固定大约33吨的二氧化碳,在它们长达百年的生命中,这些二氧化碳都将一直以有机体的形式存在。如果蓝鲸数量能够增加1万头,光它们的体内就能固定33万吨二氧化碳,而在人类捕鲸之前,蓝鲸的数量可能有数十万头的。

蓝鲸体长可达30米,体重最高达177吨,是地球有史以来最大的生物 图/wikicommons

与此同时,更多的二氧化碳将会由鲸鱼粪便固定。如前文所说,鲸鱼粪便能够极大促进浮游植物的生长,其中一些浮游植物死亡后会因为腐烂而释放出二氧化碳,另外一些则会沉入海底被掩埋,或者是被吃掉,构成这些浮游植物的二氧化碳就被固定成为了沉积物或者是有机物。有研究表明,在南太平洋中12000头抹香鲸通过它们的粪便促进浮游植物生长后固定的二氧化碳含量为80万吨碳,而这些抹香鲸只是全球抹香鲸群体中的3%,如果还考虑到其他种类的鲸鱼,那么它们对于全球二氧化碳减少的贡献将会极大。

抹香鲸在全球各处不结冰的海域都有分布,其活跃的范围从水深1000米到水面 图/wikicommons

因此,有科学家认为,增加一头鲸鱼对全球气候变暖所做的贡献胜过种植数千棵树。不过可惜的是,尽管1986年以来,世界范围内开始严格禁止商业捕鲸,但是以日本为首的数个国家依旧在以科学捕鲸的名义大肆猎杀鲸鱼(2019年日本宣布退出国际捕鲸委员会,重新开始商业捕鲸),所以我们要真的依靠鲸鱼控制全球变暖可能遥遥无期。

原创文章版权归微信公众号

“把科学带回家”所有

撰文 沈梦溪