侯美玲
磷蝦屬于甲殼類浮游動(dòng)物,是許多經(jīng)濟(jì)魚類和須鯨的重要餌料。磷蝦有晝夜垂直移動(dòng)的習(xí)性,夜晚上升到水體表層,清晨則下降到水面下。磷蝦體型小,剛孵出的幼蟲體長(zhǎng)約0.5毫米,重約0.02毫克,成熟的磷蝦體長(zhǎng)約95毫米,重約8毫克。
磷蝦是群居生物,在集體移動(dòng)時(shí),每只磷蝦的頭部都會(huì)朝著同一個(gè)方向排列,聚集不散,即使被航行的船只沖散,磷蝦也能夠快速聚集在一起,并且按照原來(lái)的方向游動(dòng)。海洋中的磷蝦常以百萬(wàn)數(shù)量聚集,形成數(shù)百米長(zhǎng)的磷蝦群,每天向上遷徙距離可達(dá)一千米。
以往的研究認(rèn)為,能將豐富的地表水運(yùn)送到海洋深處的因素有兩個(gè):風(fēng)和浪的作用。針對(duì)磷蝦群有規(guī)律的游動(dòng)現(xiàn)象,科學(xué)家產(chǎn)生了疑問(wèn):磷蝦的游動(dòng)是否會(huì)對(duì)海水的循環(huán)與混合造成某種影響?這種遷移是否可以將營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、微生物和熱量向下輸送?對(duì)于這樣的疑問(wèn),很多人嗤之以鼻,磷蝦如此之小,何以能夠撼動(dòng)海洋?
斯坦福大學(xué)流體力學(xué)研究所的約翰·達(dá)比利決定尋找答案。達(dá)比利團(tuán)隊(duì)選取了和磷蝦結(jié)構(gòu)、體型接近的豐年蝦作為研究對(duì)象,原因是它們適應(yīng)鹽水環(huán)境,游動(dòng)時(shí)對(duì)鹽水產(chǎn)生的湍流能夠用紋影攝影方式予以展示。
研究人員制作了一個(gè)巨大的水缸,頂部裝有藍(lán)色發(fā)光二極管。水缸中裝有兩種不同濃度的鹽水,以及13.5萬(wàn)只豐年蝦。研究人員將豐年蝦沉到水底,然后用藍(lán)光進(jìn)行誘導(dǎo),以此形成豐年蝦集體向上遷移的現(xiàn)象。通過(guò)示蹤顆粒和紋影成像等方法,豐年蝦游動(dòng)時(shí)對(duì)水體的影響得以清晰展示。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,當(dāng)13.5萬(wàn)只豐年蝦一起向上遷移時(shí),由于身體旋轉(zhuǎn)角度一致,在基體效應(yīng)作用下,水體會(huì)形成一個(gè)顯著的向下流動(dòng),在垂直方向,兩種濃度鹽水的混合速度增加了1000倍。面對(duì)這一結(jié)果,達(dá)比利興奮地說(shuō):“作為微小的無(wú)脊椎動(dòng)物,一只磷蝦或豐年蝦游動(dòng)時(shí)對(duì)水體的攪動(dòng)作用微乎其微,但它們集體向一個(gè)方向游動(dòng)時(shí),能夠推動(dòng)海水產(chǎn)生渦流?!睋Q句話說(shuō),磷蝦能夠攪動(dòng)大海。
有了以上研究結(jié)果,海洋科學(xué)家建議,將磷蝦作為“能將地表水運(yùn)送到海洋深處”的第三個(gè)因素。下一步,科學(xué)家準(zhǔn)備將磷蝦納入海洋環(huán)流模型中,以便于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)海洋在氣候變化中的作用。
微小的磷蝦之所以能夠攪動(dòng)廣闊的海洋,是因?yàn)樗鼈兙奂谝黄?,且向一個(gè)方向同時(shí)用力的緣故。所以說(shuō),千萬(wàn)不要小看弱小的磷蝦,在某些特定情況下,它們的力量讓人震驚。