如果你去海滩把一个桶浸入海里,你一开始可能会认为里面装的是死水。但是在显微镜下检查水,您会发现您的水桶中包含着一个充满微观生命的宇宙,它们以美丽而迷人的浮游生物的形式存在。

浮游生物虽小但强大是地球上最强大的生物之一

浮游生物主要是在地球海洋、海洋和湖泊中发现的微小藻类和动物,但也有少数物种是人类可见的。与鱼类不同,浮游生物不能逆流游泳。相反,它们在水中漂流,随着波浪和潮汐的意愿而漂浮。浮游生物对海洋生态系统和人类至关重要,但它们经常在我们的关注范围内消失。

作为一名致力于提高全球知名度的浮游生物生态学家,我希望我能让您相信这些生物值得您的关注。

浮游植物,即浮游藻类,是单细胞生物。其中许多含有叶绿素,这是一种绿色色素(如陆地植物),它们用于光合作用以产生我们呼吸的氧气。长期以来,浮游植物产生了地球上大约一半的氧气,使我们今天的大气适合居住。

与陆地植物一样,浮游植物构成了海洋食物网的基础。当牛在陆地上吃草时,浮游动物和微小的海洋动物则吃浮游植物。

浮游动物包括地球上最丰富的动物之一——桡足类动物:一种微小的甲壳类动物,大小从0.5毫米到15毫米不等。大型桡足类动物被幼鱼吃掉,科学家也将幼鱼归类为浮游生物,因为它们太弱太小,无法逆着洋流游泳。这些幼虫长成鱼,被食物网中较高层的动物吃掉,例如鲨鱼、鸟类和人类。

浮游磷虾是一种尺寸达5厘米、类似虾的甲壳类动物,是地球上有史以来最大的脊椎动物蓝鲸的大部分食物。蓝鲸通过梳状鲸须过滤海水来进食,将水排出,同时将浮游生物留在嘴里。

与大多数鲨鱼不同,姥鲨和鲸鲨没有牙齿,以桡足类、磷虾和其他浮游生物为食。令人惊奇的是,微小的动物竟然是如此巨大的生物的食物。

生命周期

一些浮游动物,如桡足类和磷虾,一生都在海面和海底之间的水体中度过,而不是在海底。其他浮游动物仅在幼虫阶段生活在水体中,然后成熟并定居在海底,或者像幼鱼一样,发展出逆流游泳的能力。

春天,海里充满了浮游螃蟹幼虫,它们摇动尾巴游动,捕食小型桡足类和其他浮游生物。螃蟹幼虫看起来不像成年螃蟹:它们的头部顶部和底部都有巨大的刺,而且又长又细,而不是圆形,有钳子。随着螃蟹幼虫在其生命阶段的成长,它们看起来越来越像成虫,直到最后沉入海底。

龙虾、贻贝、帽贝和藤壶在幼虫阶段也以浮游生物的形式生活。

惊人的多样性

科学家估计,海洋中约有100,000种浮游生物。地球各个海洋中的浮游生物群落各不相同,尤其是在纬度上。温暖的水域通常具有较低的浮游生物生物量和丰度,并且由体型较小的物种组成。

水母是我最喜欢的浮游动物,是最大的浮游生物之一。尽管水母体型很大(狮鬃水母长达120米),但水母仍被视为浮游生物,因为它们无法逆流和潮汐游泳。相反,它们在水中脉动。

还有其他类型的浮游生物,它们要小得多。这些是皮浮游生物和纳米浮游生物,它们太小而无法用传统显微镜看到。这些微小的浮游生物从食物网其他部分的粪便、死亡生物体和其他生物材料等废物中吸收营养,并帮助分解这些废物。这种微生物循环直到20世纪80年代才被发现。

关于浮游生物,我们还不知道的还有很多,还有数以千计的物种有待发现。

气候变化金丝雀

浮游生物对其环境的变化极其敏感,这意味着它们对海水温度和酸度的变化做出快速反应。随着海水温度上升,暖水浮游生物群落正在远离赤道,进入新温带环境,而冷水浮游生物群落则被挤压向极地。

例如,在东北大西洋,自20世纪60年代以来,浮游生物已向北移动了1,000英里。但这些并不是同一个人在移动——这是整个浮游生物群落在数百万个人的生命周期中发生的变化。

一些浮游生物群使用碳酸钙或白垩来形成它们的壳。随着海洋酸化,依赖碳酸钙的浮游生物努力形成外壳,以保护它们免受捕食者的侵害并赋予它们的身体结构。

颗石藻是一种被碳酸钙石块(外板)覆盖的浮游植物群,在操纵海水pH值的实验室实验中出现了畸形。我们还不确定野生颗石藻种群在多大程度上受到pH值变化的影响,但它们对于海洋食物网和大气碳的去除无疑很重要。

浮游生物可能很小,但浮游植物大量繁殖是微观单细胞浮游植物的密集聚集体,可以跨越海洋表面数百公里,并且可以通过卫星从太空看到。

当浮游生物死亡时,这些巨大的水华会沉入海底,将碳输送到深海并帮助应对气候变化。

虽然像这样的浮游生物大量繁殖通常是自然现象,但也可能由于农业或污水中的营养过剩而发生。如果由于营养过剩而导致水华太大或太集中,它们可能会导致海底缺氧(无氧)死区。它们杀死了生活在那里的一切,包括无法快速逃离这个死区的动物。

很少有物种具有如此丰富的生物多样性,并且对于我们的海洋乃至整个地球的运作至关重要。下次当您在船上或在海滩上眺望大海时,请记住,每一滴水都充满了微观生命,正是它们造就了我们的星球。