solidot新版网站常见问题,请点击这里查看。

人类打破了海洋的基本规律

科学
wanwan (42055)发表于 2021年11月30日 19时17分 星期二
来自夜焰
1969 年 11 月 19 日,CCS哈德逊号穿过新斯科舍省哈利法克斯港的寒冷水域进入公海。这艘研究船开启了船上许多海洋科学家认为的、最后一次伟大的、未知的远洋航行:第一次完整的环美洲航行。这艘船开往里约热内卢,在那里接上更多科学家,然后穿过合恩角(美洲最南端),再向北穿过太平洋,穿过冰封的北部航道返回哈利法克斯港。

一路上,哈德逊号频繁停靠,以便科学家收集样本并进行测量。其中一位科学家 Ray Sheldon 在智利瓦尔帕莱索登上了哈德逊号。作为加拿大贝德福德海洋学研究所的海洋生态学家,Sheldon 对海洋中似乎无处不在的微型浮游生物着迷:这些微小生物的传播有多远,有多广?为了找到答案,Sheldon 和他的同事将一桶桶的海水拖到哈德逊号上的实验室里,并使用浮游生物计数机计算他们发现的生物的大小和数量。

他们发现,海洋中的生命遵循着一个简单的数学规则:生物体的丰度与其体型密切相关。换句话说,生物体越小,你在海洋中发现的生物体就越多。如磷虾比金枪鱼小十亿倍,但它们的数量也比金枪鱼多十亿倍。

更令人惊讶的是,这条规则发挥作用的精确程度。当 Sheldon 和他的同时按照数量级组织他们采集到的浮游生物样本时,他们发现每个大小级别都包含质量完全相同的生物。在一桶海水中,三分之一的浮游生物在 1 到 10 微米之间,另外三分之一在 10 到 100 微米之间,最后三分之一在 100 微米到 1 毫米之间。每向上一个大小级别,该组中个体的数量就会下降十倍。总质量保持不变,而种群大小发生变化。

Sheldon 认为这条规则可能控制着海洋中的所有生命,从最小的细菌到最大的鲸鱼。事实证明,这种预感是正确的。众所周知,Sheldon 量谱在浮游生物、鱼类和淡水生态系统中也被观察到。事实上,一位俄罗斯动物学家在 Sheldon 之前 30 年就在土壤中观察到了相同的模式,但他的发现几乎没有引起人们的注意。蒙特利尔麦吉尔大学地球与行星科学教授 Eric Galbraith 表示:“这似乎表明没有哪一种尺寸比其他尺寸更好。” “每个人都有相同大小的细胞。 基本上对于一个细胞来说,你的身体大小并不重要,你只是倾向于做同样的事情。”

但现在人类打破了海洋的基本规律。在11月《Science Advances》期刊的一篇论文中,Galbraith 和他的同事表明,Sheldon 量谱不再适用于更大型的海洋生物。由于工业捕鱼,大型鱼类和海洋哺乳动物的海洋总生物量远低于 Sheldon 量谱。Galbraith 表示:“由于我们不明白的原因,曾经存在着这种所有生命似乎都遵循的模式。在过去的 100 年甚至更短的时间里,我们改变了这一点。”