
具有强烈温室效应的甲烷,虽然因助长地球暖化而广受关注,但根据最新研究,在深海黑暗世界里,它却成了某些神秘生物的营养来源。
科学家在美国西岸外海发现3种过去从未记录的新型海蜘蛛物种,牠们可能与细菌共生,并在深达数千英尺、甲烷气体从海床渗出的「甲烷渗漏区」中繁衍生存。
该研究16日发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS),指这些海蜘蛛的外骨骼上附着细菌,细菌则将富含碳的甲烷与氧气转化为糖分与脂肪,供蜘蛛吸收,形成互利共生的关系。
「就像人早餐吃蛋,这些海蜘蛛会大嗑自己的身体表面,把附着的细菌当作营养来源,」该研究首席调查员、西方学院生物系主任高弗瑞迪(Shana Goffredi)表示,这种独特的进食方式过去在海蜘蛛身上从未被发现。这种海蜘蛛体型透明且极为娇小,长度仅约1公分,因此活动范围可能相当有限。
高弗瑞迪说,一般海蜘蛛与陆地上的近亲较为相似,会用类似管状的大型尖牙捕捉并制伏柔软的猎物,例如水母,然后吸取体液。但这次观察到的新物种是Sericosura属,缺乏捕食所需的附肢,反而更像是农夫一样,从自身体表「收获」依赖甲烷滋养的细菌。
德国普朗克海洋微生物研究所共生研究部门主任杜比利耶(Nicole Dubilier)解释,海生物死亡后,尸体会沉入海底并被沉积物掩埋,在分解过程中释放出甲烷,这些气体以气泡形式从沉积层裂缝中逸出。为了留在这些气泡附近,以甲烷为食的微生物会附着在海洋动物身上,而不随海流漂走。
研究团队通过分析海蜘蛛体内的同位素,确认这些细菌不只是搭便车,实际上也成了海蜘蛛的食物。
「这正是这种共生关系的奇妙之处:对细菌而言,附着在海蜘蛛身上就像进入了一个『恰到好处』的黄金地带,所需的一切条件都具备了,」杜比利耶说,「即使有80%的细菌会被海蜘蛛吃掉,只要剩下的20%能继续生存与繁殖,这场交易依然值得」。
杜比利耶指出,Sericosura属海蜘蛛是首批被发现以甲烷滋养细菌为食的海蜘蛛物种,但其他深海生物,如管虫与海绵,早已知也采取这种罕见的进食方式。
由于深海生态系可能在防止甲烷进入地球大气中扮演关键角色,高弗瑞迪表示,未来有一天,也许可以培养与海蜘蛛共生的这类细菌,应用于其他环境,协助净化水质、降低污染。
