章鱼花园的秘密:妈妈们在温泉筑巢,为幼崽提供最好的生存机会

TheConversation

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在加利福尼亚州蒙特利附近海面以下两英里处,温暖的海水从水下山脉底部的海底渗透出来。这是一个神奇的地方,特别是如果你是章鱼的话。

2018年,我们中的一个人, 阿曼达·卡恩, 当科学家发现“章鱼花园”时,他正在 E/V 鹦鹉螺号研究船上。数千只珍珠章鱼(粗壮小章鱼)被卷成一排或一团的单独的球。正如鹦鹉螺现场 直播探险之旅 在网上,全世界都可以分享这一发现的兴奋。

我们现在知道为什么这些神奇的生物聚集在这个和其他水下温泉。

在本文作者吉姆·巴里 (Jim Barry) 解说的视频中,蒙特利湾水族馆研究所的科学家们带领观众踏上戴维森海山之旅。信用:© 巴里。

在一个 新研究 我们邀请来自多个领域的科学家来解释为什么章鱼会迁徙到章鱼花园。这里既是交配地,又是新生章鱼的育儿所,新生章鱼的发育速度比预期的要快,这让它们在寒冷的深海中拥有最好的生存机会。

章鱼花园的生活

雌性章鱼寻找岩石裂缝和缝隙 温水渗出的地方 从岩石中。在那里,它们警惕地守护着自己的孩子。这些母亲仅靠储存的能量维持生计,再也无法进食。像大多数头足类动物一样,它们为后代做出最终的牺牲,并在卵孵化后死亡。

章鱼花园,位于 戴维森海山 位于加利福尼亚州蒙特雷西南约 80 英里(130 公里)处,是最近在东太平洋发现的少数章鱼繁殖地中最大的一个。许多是在热泉附近发现的,那里的温水从海底渗出。

Map showing Monterey Bay National Marine Sanctuary and the location of the Octopus Garden near Davidson Seamount, an inactive volcano off the Central California coast, at a depth of approximately 2 miles (3,200 meters).
章鱼花园位于戴维森海山附近约 2 英里深,戴维森海山是加州中部海岸附近的一座死火山。它位于蒙特利湾国家海洋保护区内。 插图由 Madeline Go/MBARI 提供,底图通过 ArcGIS Online 创建,来源:Esri、美国地质勘探局 | Esri、GEBCO、DeLorme、NaturalVue |加州州立公园、Esri、HERE、Garmin、SafeGraph、FAO、METI/NASA、USGS、土地管理局、EPA、NPS

我们想知道是什么让这些环境对筑巢章鱼如此有吸引力。

为了解开这个谜团,我们召集了地质学家、生物学家和工程师。使用 蒙特利湾水族馆研究所的深海 机器人传感器, 在三年多的时间里,我们多次访问了章鱼花园,并绘制了地图,以研究温泉与珍珠章鱼繁殖成功之间的联系。我们在 6 英亩(2.5 公顷)的区域内发现了近 6,000 个巢穴,这表明该地点有超过 20,000 只章鱼。

一台延时摄影机对一群筑巢妈妈进行了六个月的观察,打开了一扇窗 章鱼花园的动态生活.

Photo taken underwater shows a female octopus in a depression in the surface with her tentacles around several oblong eggs.
章鱼花园里一只雌性珍珠章鱼正在孵卵。 信用:© 2020 巴里

我们目睹了雄性章鱼接近雌性并与之交配。我们为幼体的成功出现而欢呼,它们看起来就像是它们父母的半透明缩影。我们哀悼母亲和她们的孩子的去世。

当巢穴空了时,它很快就会被另一只章鱼妈妈填满。我们看到章鱼花园没有浪费任何东西。死章鱼为海葵和蜗牛等许多食腐动物提供了重要的食物来源。

温水加速胚胎发育

新一代章鱼在孵化前必须克服至少两个障碍。

首先,它们必须从卵发育成幼体。它们一开始是不透明的香肠形状的鸡蛋,粘在岩石上。随着时间的推移,透过卵囊,可以看到黑色的小眼睛,然后是八只小手臂。其次,至关重要的是, 他们绝不能屈服于外部威胁, ,包括捕食者、伤害和感染。孵化期越长,胚胎无法存活孵化的风险就越大。

A photo shows dozens of octopuses forming a line and clumps where heat seeps out.
使用 MBARI 的远程操作车辆 Doc Ricketts 和蒙特利湾水族馆研究所 (MBARI) 海底测绘实验室的低空测量系统传感器套件对章鱼花园进行勘测后生成的马赛克照片的一部分。这张照片使研究人员能够计算巢穴并估计总数。 信用:© 2022 巴里

对于生活在温暖浅水中的章鱼物种来说, 育雏期只有几天到几周. 。但深渊中却上演了截然不同的场景。接近冰点的温度会极大地减缓章鱼等冷血动物的新陈代谢过程。这 已知任何动物最长的育雏期 实际上来自另一种深海章鱼, 太平洋石榴, 一位母亲照料她的巢穴长达 4.5 年之久。该物种的章鱼苗圃 最近在加拿大西海岸发现.

在戴维森海山,环境水温为 35 华氏度(1.6 摄氏度),我们预计珍珠章鱼胚胎会 需要五到十年, ,或者可能更长的时间来开发。如此长时间的育雏期对于任何动物来说都是已知的最长的,使胚胎面临特殊的风险。

相反,我们能够滑入章鱼巢内的温度和氧气传感器记录了卵周围温暖得多的微环境。平均而言,章鱼巢内的温度约为 41 华氏度(5.1 摄氏度),比周围水域的温度高得多。我们预测章鱼胚胎在这种温暖的水中会发育得更快。

A female pearl octopus brooding her eggs at the Octopus Garden.
每只章鱼都有独特的标记,科学家们很快就学会了识别这些标记。 信用:© 2022 巴里

独特的痕迹和伤疤帮助我们识别出不同的母亲。通过多次访问,我们追踪了它们的后代的发育情况。尽管我们确实期望在温水中生长得更快,但我们惊讶地发现卵在不到两年的时间内就孵化了。在温泉中筑巢显然可以促进珍珠章鱼的生长。

但在温泉中筑巢是一种潜在的危险策略。一旦产下蛋,它们就会 粘在岩石上. 。我们对珍珠章鱼或其胚胎的耐热性知之甚少,但即使是短暂暴露在过度温暖的水中也可能对发育中的胚胎致命,从而消除母亲成功繁殖的任何希望。事实上,最早有记录的深海章鱼育苗场之一可能有 经历不可预测的流体流动.

苗圃强调海底栖息地面临的风险

章鱼花园的温泉是一个 脊侧热液系统. 。在这里,渗入海底的水从地幔吸收热量,然后从戴维森海山等火山岩露头流出。这些系统已成为海底地质学的一个新兴焦点,尽管迄今为止只发现了少数系统。

与在山脊顶部形成的热液喷口和在底部数百米处可检测到的热水羽流不同,山脊侧面的温泉是神秘的。这些泉水渗出的温水仅在底部数米处消散,因此很难找到它们,只能通过水中的轻微闪光才能看到它们。

我们对章鱼花园温泉长达一年的记录表明,这些可能是稳定的环境,有可能在数千年的时间内释放温暖的液体。这种稳定性不仅有利于珍珠章鱼,也有利于与筑巢母亲一起繁荣发展的生命群落。

A photo shows an octopus using its long arms to move across the seafloor.
一只雄性章鱼走过章鱼花园。 信用:© 2019 巴里

最近的发现 哥斯达黎加太平洋沿岸的章鱼苗圃, 也在热泉附近,这表明这些地区可能比以前想象的更常见。它还强调热泉可能是重要的生物热点。

深海是地球上最大的生存空间,其广阔的面积可能掩盖了此类局部热点的重要性。戴维森海山及其章鱼花园作为国家公园的一部分受到保护 蒙特利湾国家海洋保护区, ,但更多的生物宝藏,如温泉,可能面临风险,特别是当 深海海底采矿 建议刮大 未充分研究的海底地带. 。我们希望我们在这个托儿所遇到的章鱼妈妈们能够激励每个人重新思考对可能丢失的尚未发现的隐藏宝石的管理工作。

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