僵尸蠕虫和友好的星星:深海共生(利益的朋友)如何让物种在充满挑战的环境中茁壮成长

特色图片:章鱼群，戴维森海山。来源:海洋探索信托基金/国家海洋保护区基金会。

深海是一个生活环境恶劣的地方。由于缺乏推动浅水食物网的阳光驱动的生产力，深海的可用食物极为有限，导致生长速度缓慢，繁殖能力低下，从干扰中恢复的能力下降。深海中的生物还必须应对寒冷的温度、近乎完全的黑暗和高压。深海物种有许多方法来应对艰难的环境。它们有特殊的适应能力，例如，琵琶鱼制造光来引诱猎物靠近并抓住。通常，深海生物也进化出了与其他物种高度专业化的相互作用，被称为“共生”(希腊语为“共同生活”)。共生生物(称为共生体)通常与另一个个体有长期而密切的生物关系，通常有助于每个物种的生存和繁荣。

并不是所有的共生关系都对所有相关方有益——有三种基本类型，基于哪种物种有益。互利共生是一种共生的形式，两个物种都受益。共生当一种生物受益，而另一种不受显著影响时发生。最后,寄生当一个物种受益于另一个物种时发生。据估计，寄生虫在世界上普遍得令人不安40%的动物种类寄生虫!对许多深海生物来说，共生关系决定着它们是兴旺还是灭亡。下面是一些现实生活中的例子!

海蛇尾，最好的良药?

海蛇尾长期以来一直被认为与许多冷水珊瑚物种有着密切的联系。在某些情况下，这种关联非常紧密。例如,Ophiocreas海蛇尾只与一种珊瑚有关（Metallogorgia)，而且在幼虫阶段后从不迁移，甚至不会迁移到同一物种的其他群落。直到最近，人们普遍认为这是一种共生关系，有利于海蛇尾，而不伤害或帮助珊瑚。栖息在高水柱中，获得更快、更富营养的水流，对海蛇尾的成功至关重要，但这种关系真的对它们所栖息的珊瑚没有影响吗?

奇怪的是，历史上最大的海洋石油泄漏揭开了海蛇尾和冷水珊瑚之间关系的真实本质。2010年，深水地平线石油泄漏直接向深海释放了惊人的490万桶石油。在泄漏附近的几个冷水珊瑚群落随后被发现被油和分散剂覆盖(在清理工作中使用的化学物质，以帮助分散石油颗粒)。然而，部分受损的珊瑚通常能够恢复，特别是当它们有海蛇尾共生生物生活在它们身上时。至少有一只海蛇尾的受损珊瑚群恢复了快很多石油泄漏后，海蛇尾最常出现在珊瑚的健康部位。科学家推测，海蛇尾可以清除珊瑚树枝上的石油污染物和其他沉积物，甚至可能阻止寄生虫的定居，这些寄生虫可能会阻碍受损组织的恢复。

贪多嚼不烂?向微生物寻求帮助!

你知道“你的”身体里有一半以上的细胞是真的吗微生物(细菌、真菌等)生活在你的肠道里？生活在我们的肠道里为微生物群落提供了食物资源和生存的地方，同时帮助我们分解难以消化的食物。许多深海生物同样利用微生物来帮助消化，其中一些最引人注目的例子来自于冷泉。当富含碳氢化合物(通常是甲烷和硫化氢)的流体通过海底裂缝泄漏(或“渗出”)时，就会发生冷渗。尽管这种液体能量密度极高，但有一个问题——动物无法分解甲烷或硫化氢。幸运的是,高度进化的微生物弥合这些高能化合物和缺乏自身利用能力的动物之间的差距。Bathymodiolus贻贝已经进化到在它们的鳃中容纳共生细菌，这些细菌可以分解寒冷渗透释放的甲烷，使贻贝可以利用它们的能量。在冷泉中发现的管虫已经与它们的肠道细菌进化出了一种高度专业化的关系，以至于它们不再有真正的消化道。相反，它们已经发展出了广泛的根结构，深入到更丰富的渗出液中，为能够分解硫化氢的共生细菌提供持续的硫化氢流。

在一个“真实比虚构更奇怪”的真实案例中，一头死鲸在深海中引发了最奇怪的互惠关系之一。当一个鲸鱼死了，它沉入海底，给了一个临时社区的食腐动物，从鱼，章鱼，和僵尸蠕虫．蠕虫(Osedax sp。它们的名字来自于它们吃骨头的倾向，用酸在鲸鱼的骨骼中挖洞，寻找高能量的脂质或脂肪。像管虫一样，它们没有自己的消化系统(甚至没有嘴!)，而是依靠共生细菌帮助将骨骼中的胶原蛋白和胆固醇转化为脂肪酸，作为蠕虫的能量来源。反过来，细菌因被安置在蠕虫延伸到鲸鱼骨头的资源丰富的根结构中而受益。除了增加深海的多样性，这种互惠主义在将营养物质循环回生态系统以及隔离碳方面发挥着重要作用。

朋友还是敌人:人类将是什么样的共生体?

上述物种间的相互作用有助于许多深海生物在非常具有挑战性的深海环境中茁壮成长。然而，它们并不是一种神奇的治疗方法，可以使生物从极端程度的干扰中恢复过来，比如人类对深海的影响。如果我们通过海底拖网捕捞、过度捕捞、污染、石油开采、采矿或气候变化对深海栖息地施加太多压力，我们可能会破坏这些脆弱的群落，使其无法自然恢复。深海为我们提供了丰富的资源生态系统服务，药物治疗、审美美。让我们确保我们与深海的关系是一种互惠关系，而不是寄生关系。我们现在需要采取行动，在深海生态系统遭到不可挽回的破坏或完全丧失之前，确保对它们的长期保护。