海洋热液喷口的生物群落多样性

1977年，人们首次在科隆群岛海域水深2 500米处的热液喷口，发现了以管虫（tube worm）为代表的丰富而奇异的生物群落。热液喷口附近的生物群落是20世纪自然科学上的最大发现之一。热液喷口主要位于形成新地壳的中央海岭、海底扩张作用形成的裂缝处以及海洋地壳潜入大陆地壳处，这些都是板块活动活跃的地方。熔化的岩石与海水在此相遇并凝固成海底裂缝，冰凉的海水流入其中，在地壳下反应，转化为富含硫化物（如硫化氢）的气体以及富含矿物的热水喷涌而出。

热液根据喷出物的成分可分为“黑烟囱”和“白烟囱”。“黑烟囱”喷出高温而富含硫化物颗粒的热水，“白烟囱”喷出温水。热液喷口及其周边环境的特点是化学物质浓度及水温在极短的时间和距离内变动，温度梯度非常大。水温在仅仅几厘米之内可从300℃以上降至周边海水温度（2℃）。热液可连续10年喷出热水。

热液喷口分布并不连续，最短的间隔也在数百千米。这里的生物扩展其分布的方法令人兴趣盎然。(www.xing528.com)

热液喷口的生物群落具有独特的食物链。食物链的能量来源不是植物光合作用产生的有机物，而是细菌利用热水中所含的硫化氢等化合物进行化能合成所生产的。能进行化能合成的细菌具有很高的生产力，支撑了生物群落的欣欣向荣。但这里的物种多样性较低，迄今在热液喷口附近共报告了500种左右，固有种也只有200多种，其中大多数属于热液喷口固有的科。虽然物种多样性较低，但热液喷口的生物群落令人印象深刻。利用共生于体内进行化能合成的细菌获取营养的巨型管虫及白瓜贝、以化能合成细菌为饵料的海底热液口蟹及大西洋中脊盲虾，以及捕食它们的绵鳚科的大型物种等的种群密度极高。海底热液口蟹的视网膜裸露在外，能感知热液喷口微弱的化学发光，这种能力使它们能在某个热液喷口停止活动时再发现其他新的热液喷口［35］。

热液喷口海水中溶解氧含量较低，源自硫化物与石油的碳水化合物及重金属等有毒物质浓度非常高。这里的环境与其他海底环境差异很大，因此生物群落中多为特有种。科学家发现，鲸的遗骸沉降到海底，成为化能自养微生物群落的隐蔽处，为热液喷口生物提供了栖息地，也可作为通往其他热液喷口的“踏脚石”，有观点认为这些遗骸对扩大热液喷口生物群落的分布发挥了重要作用［36］。