海洋酸化,弱小的海蝶能抵抗住海水的腐蚀吗?

海洋里有只小蜗牛,背着薄薄的外壳,从壳口伸出一对透明的翅膀,像蝴蝶一样在海洋里飞翔。

上图是小蜗牛的照片,它的名字叫海蝶,是海蜗牛(海螺)家的小不点儿,最大的海蝶成年后的身长不超过1厘米。海蝶是雌雄同体的腹足类动物,其他海螺用来走路的腹足,在它身上演化成翅膀,用来飞翔。

海蝶在海洋里很常见,从寒冷的极地到热带海域,都有它的身影。虽然数量很多分布广泛,但漂浮在海洋里的海蝶实在太小了,大部分只有沙子那么大,在海里游泳的你根本看不到它。

沙粒大的海蝶,是上层水域的浮游动物。白天沉到100米水下躲避水面上的捕食者,晚上随着水流漂浮到海面上吃海藻。除了拣点儿漂到嘴边的海藻吃外,海蝶还会编织一张大网,来拦截海藻。跟其他蜗牛一样,海蝶身上也有粘液。它分泌粘液形成一张比身体还大5倍的粘液网,能兜住不少食物。

虽然是浮游动物,但海蝶跟其他浮游动物不一样,并不是一味地随波逐流。它有两个特点,一个是有翅膀,另一个是有甲壳。

海蝶的翅膀,是像蝴蝶一样飞翔的翅膀,而不是划水用的鱼鳍。它的背壳是碳酸钙的甲壳,而不是像磷虾一样的几丁质甲壳。

海蝶翅膀

海蝶连在肉体上的翅膀也是肉质的,像丝绸一样轻薄透明。翅膀不像鱼鳍一样划水,而是把海洋当成天空,扑扇飞翔。美国佐治亚理工学院,用高速摄像头记录海蝶的泳姿,镜头捕捉到翅膀的运动细节,以及周围水流的变化。

液体中的海蝶,跟气体中的果蝇一样,它们扇动翅膀时,翼尖轨迹呈球面8字型的轨迹。果蝇在扇动翅膀时,两翅中间V型区域会形成低压,周围的空气流入低压区产生漩涡,而翅膀间的漩涡能产生升力。海蝶跟果蝇一样,当它扇动翅膀时,两翅间的水流出现低压漩涡,产生升力。简单地说,果蝇和海蝶用同样的方式飞翔,不同的是一只在天空中,另一只在海洋里。

海蝶背壳

最著名的浮游动物--磷虾,它的外壳主要成分是几丁质,而海蝶外壳的主要成分是碳酸钙。它的背壳由碳酸钙中最不稳定的文石构成。

虽然海蝶背壳是碳酸钙成分,但是外壳非常薄,薄到连碳酸钙都能透出光线,变成透明的。薄薄的背壳很精致漂亮,但是也非常脆弱,对环境的敏感度很高。2008年,英国在南极的科考队发现,海水酸化正在吞噬生活在南极洲附近海蝶的外壳,背壳受损对海蝶来说,虽然不致命,但是受伤的海蝶感染病菌的概率增加了,被捕食者捕获的概率也增加了。

工业生产排放出来的二氧化碳中,超过四分之一的数量被海洋吸收了。二氧化碳溶解在海水里形成碳酸,海水的pH值下降,变酸了。自从工业时代以来,全球海洋酸性增加了30%,现在已经达到5500万年的酸度最高峰。酸化的海水会影响碳酸钙为甲壳材料的动物甲壳的生成,其中的小不点海蝶深受其害。

处于海洋食物链底层的浮游海蝶,是很多动物的口粮。小鱼小虾吃它,大个的鳕鱼也吃它,更大个头的须鲸比如座头鲸和蓝鲸也吃它。另外还有企鹅海豚海豹这些以浮游动物做食物的哺乳动物也吃它。如果海蝶因为海水酸化而减少数量的话,海洋里的其他生物都会受到影响。

好消息是弱小的海蝶没有被海水酸化击败。10年之后,英国南极科考队在2018年发现,海蝶正在修复自己受伤的外壳。海蝶在外壳上新加了一层膜,这层薄膜像保鲜膜一样包裹住背壳,能够有效地阻挡海水腐蚀外壳。除了加一层保护膜外,海蝶的外壳还变厚了。它会制造新的碳酸钙,从外壳的内部开始修补自己的背壳。科考队发现,有一只海蝶新长出来的修补材料,足足比原来的外壳厚了4倍

只有沙粒那么大的海蝶,应对海水酸化造成的伤害,超过我们的想象。弱小的海蝶没有能力改变剧烈变化的环境,但它有坚韧的力量来改变自己。长出保护膜,增加外壳厚度,努力生长,抵抗周围的危机。

海蝶很美,轻盈剔透的外壳,薄如蝉翼的翅膀,在海洋里翩翩起舞。除了美丽身姿之外,海蝶还有生命的坚韧之美,适者生存,这正是海蝶诠释的生命变化之美。

生机勃勃的地球上,再弱小的生物都是一个奇迹。