北冰洋的一座海底山上，海星聚集在一块死去（或垂死）的海绵旁，上面覆盖着白色的细菌垫，科学家们在那里惊奇地发现了数千只海绵。照片：ALFRED WEGENER INSTITUTE / PS101 OFOBS TEAM
撰文：TIM VERNIMMEN
北冰洋中部被冰雪覆盖，远离任何海岸线，陆地上的食物很难找到。当科学家们在这里采集海底的岩芯样本时，他们通常会提取出一些淤泥，这些淤泥中几乎没有肉眼可见的生物。然而，在2011年，一个这样的样本似乎包含了“一只北极熊！”，用第一个看到它的学生的话来说。
据德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所（Alfred Wegener Institute）的海洋生物学家Antje Boetius回忆，看起来像白色皮毛的这团东西竟然是一块海绵。“在这个地区，大约每平方公里就有一块海绵。这真是太巧了。”
2016年，当科学家们带着灯光和相机回到同一地点时，他们发现这个区域（一座海底死火山的顶部）几乎完全被海绵覆盖。有些海绵甚至超过91厘米宽。
这一发现给研究人员留下了一个亟需解答的问题：这些海绵到底吃什么？在一个看似没有食物的地区，“完全不清楚它们是如何生长到那样的密度的，”Boetius说道。
海绵覆盖在海底山的表面，它们在共生细菌的帮助下以石化的管虫为食。照片：ALFRED WEGENER INSTITUTE / PS101 OFOBS TEAM
根据发表在《自然通讯》杂志上的一篇新论文，这些海绵正在以曾经充满生机的管虫群落的化石残骸为食。他们发现，在共生细菌的帮助下，它们会把这种看似非食物的食物转化为营养。
这是科学家们第一次发现以化石为食的动物。“海绵能利用其他生物不能利用的食物来源，这一发现非常酷，”阿姆斯特丹大学的海洋生态学家Jasper de Goeij说道，他没有参与这项研究。“这也证实了早期的发现，即与细菌的共生关系允许在获取食物方面有巨大的灵活性。”
多毛的小山
在活跃的海底火山上，活的管虫栖身在死去管虫的空管上，一代又一代，形成了 “多毛的小山 ”，德国阿尔弗雷德·魏格纳研究所的海洋生物学家Antje Boetius说道。当火山活动减弱，甲烷停止流动时，蠕虫就会因缺乏食物死亡。然而，它们的管子仍然存在，并石化成几丁质和蛋白质。
这种共生关系使海绵能够在这里生存，德国不来梅马普海洋微生物研究所的海绵专家、该研究主要作者Teresa Morganti说道。
挪威北极大学的海洋生态学家Emmelie Åström说，之前的研究已经表明，即使火山已经消亡，火山活动的历史可能也会继续影响当地的生态系统。Emmelie Åström没有参与这项研究。不过，她补充说，“我对如此遥远的北方有如此密集的海绵花园感到惊讶，这表明我们对深海中存在的一切并不全然了解。”
海绵宝宝
海绵似乎不怎么移动，或者说根本不移动，它们是如何设法吃到北极海山上这片管虫化石自助餐的呢？德国阿尔弗雷德韦格纳研究所的海洋生物学家、该研究合著者Autun Purser怀疑它们是在幼虫时期到达这里的。
“在挪威更南部的水域，也有类似的海绵花园，”他说道。“所以很有可能，幼虫就是从那里来的。”一些幸运的幼虫随水漂流，一定是被困在了山顶，在那里它们发现了意想不到的丰富食物。
当海绵花更多时间享用化石管虫时，帮助它们消化的共生细菌可能就会大量繁殖。成年海绵在繁殖时将这种高度适应的微生物群传递给下一代，即从它们的身体中萌出的基因相同的海绵宝宝。(海绵也可以有性繁殖，但这会导致幼虫被水流冲走——当生活在不适宜居住的环境时，这是一个危险的策略，但却是拓展新地区的唯一途径。)
研究团队还发现了令人信服的证据，证明成年海绵可以移动，留下一串以硅为基础的骨架元素，称为骨针。Morganti发现，它们大多向山上移动，在那里可能更容易捕捉到携带着一些管虫化石的当地洋流。向山上移动也可以为下一代腾出空间，让较小的海绵在更能避开洋流的地方成熟。
他们了解到，这些海绵可以藏匿像虾这样的小动物，这些小动物可能以它们的残羹剩饭为食——偶尔也会吃上一口海绵。海星也会吃垂死的海绵。
但靠着灭绝群落的残骸生存，这种不寻常的生态系统又能存活多久呢？“这些海绵的新陈代谢非常低，” Morganti说道，“所以我不知道它们何时才能吃完这里的食物。”
气候变化可能是这一海绵群落面临的真正威胁，气候变化导致北极冰盖减少，并可能鼓励藻类的生长。这可能会使食物链加速运转，致使更多的食物像雨点一样降落到海底。Purser说，这本身不会伤害海绵。但这可能会为其他动物创造机会来与它们竞争，也许是一种生长速度更快的海绵物种，但它们现在还无法在这一地区生存。
“根据我在这些北方地区的经验，”他说，“当事情开始变化时，生态系统就会变得不平衡，我们真的不知道什么动物最有可能茁壮成长。”
（译者：陌上花开）