70.8海洋体实验室
微信/微博账号：海洋媒体实验室
海洋代言人带你
探索地球上70.8%的海洋世界
海洋塑料污染已成为最重要的全球环境问题之一，甚至威胁极地与深海海洋环境。近年来科学家在马里亚纳海沟及全球众多深海峡谷中发现大型塑料污染，引发公众广泛关注。
在深海中发现的塑料“绿洲”
最新热点
近日，来自5123导航、中国科学院深海科学与工程研究所、西北大学、德国巴伐利亚自然历史博物馆、韩国极地研究所、阿根廷自然博物馆等单位的科研人员在《环境科学与技术快报》发表研究论文，题名为 “大型塑料堆：深海海床上的生物多样性新热点”。
2021年1月28日，该研究被英国《自然》杂志（2020: 589: 495）遴选为研究亮点报道，并被美国《化学和工程新闻》和英国《经济学人》等媒体转载，呼吁海洋环境保护。
该研究共同第一作者为5123导航宋希坤博士及2019年硕士生吕明昕，共同通讯作者为宋希坤及中科院深海科学与工程研究所彭晓彤研究员。
据悉，这项研究得益于国内深海观测平台的建设与发展，使用了“深海勇士号”载人深潜器在南海西沙海槽9次下潜的样品、“嘉庚”号科考船在南海陆坡4个航次的对比性样品，以及“北斗号”科考船在黄渤海采集的参照样品，在西沙海槽大型塑料堆、南海陆坡零星塑料上均发现附生于塑料表面的生物群落。
此前的研究中发现南海海沟深处积聚的大型塑料堆中，每平方公里的大塑料高达5万多件。少数塑料表面的文字可见，使用多种外语印刷，这可能意味着在我国的海域中存在外来的塑料垃圾。
此次研究中的部分塑料样品
深海──压力大、食物少、没有光线，是营养匮乏的“荒漠”。但这里并不是看上去那么安静，深海热液区、冷泉区、深海冷水珊瑚区、海山、深渊等特殊的生态环境已经在过去渐渐被人们所发现。
这些生物群落具有与海洋上层水体相比，不同的生物种类、生物群落和生态关联方式。“大型塑料生物群落”作为一处新的深海“绿洲”正在被科学家们揭开面纱。
“绿洲神秘人”的自述
>>>在深海塑料表面发现的底栖生物群落<<<
“我虽然隐居深海，但却并非老态龙钟，比起其他生境积年的变换，我诞生的很晚却成长很快。
自从20世纪初塑料诞生开始，它便云游四方，连大洋最深处的马里亚纳海沟都出现了它的身影，而我，随着它的聚集堆积而逐渐形成，迅速壮大。
丰富的大型塑料，给原本软质、不易被附着的海底提供了坚硬的附着点，我因此吸引来很多朋友：有深海真菌、原生动物、海绵、珊瑚、涡虫、多毛类、腕足动物、软体动物、甲壳动物、棘皮动物中的49个物种。”
>>>一种冷水珊瑚的四个早期螅芽 <<<
“三种深海冷水珊瑚、两种沟腹纲软体动物，甚至有四种贝类和一种特化的寄生扁形动物将塑料上作为繁殖场所──将卵囊产在塑料表面。
其中的一些贝类宝宝是以直接发育的形式成长，不经历浮游阶段，出生时就跟成体非常相似，它们会直接爬行至附近的底质或塑料片上定居，到了产卵期则要寻找塑料或其他硬的基底。”
>>>两种神似蠕虫的深海特有无板纲软体动物——贝类
其体表的外套膜中长满了骨片<<<
“在我这里人马最多的老大们是一类钵水母的水螅体以及一种长着贝壳的腕足动物——大西洋盘壳贝，前者被“深海勇士号”和“嘉庚号”在南海海沟和陆坡都采集到了，后者大西洋盘壳贝只在南海海沟中的塑料堆中发现，看来塑料的规模还深深影响着我朋友们的组成和定居。”
>>>钵水母纲的水螅体的微CT3D图版登上了《自然》杂志 <<<
>>>大西洋盘壳贝 <<<
“我这里越来越热闹，甚至连鱼类等大型海洋生物都愿意驻足在这过去一片寂静的深海海底，这里成为了他们的栖息场所、深水洞穴。新的栖息环境、新的邻居以及新的生活方式，甚至还可能出现在科学上尚未报道的新物种。”
>>>文章发现的一种水螅虫纲钟螅科生物在形态和遗传上与已知物种不同。它可能最终会被描述为科学上的一个新物种，它是否具有水母阶段还是未知的 <<<
“就是我让深海海底焕然一新，一片新世界的繁荣景象，我就是——深海“塑料生物群落。”
是谁在深海播种这片“绿洲”？
这个崭新又神秘的生物群落，为寂静的海底带来了生命信号，不同以往的生物群落是因为自然界的变化以及生物与环境相互作用而慢慢形成，播种这片“绿洲”的正是地球人类。
传统的海底冷泉、热液口、巨型鲸落等高生物量的底栖群落是由化学自养细菌、鲸鱼尸体的分解提供能量，而由于“深海垃圾生物群落”是人为形成的，与自然条件没有长期的联系，且研究发现，附生于塑料表面的个体大部分为毫米级，即使是放在我们面前，我们也很难直接发现它们，这便意味着该群落很可能主要依靠海洋表层少量的浮游生物初级生产力下降来推动运转的，这种方式的能量来源对于众多海底生物来讲十分微不足道。
在这种吃不饱、穿不暖的条件下一些腕足生物甚至无法继续生长、成熟。我们不禁会产生疑问：深海海底峡谷中堆积的大型塑料垃圾成为了海洋底栖生物新的多样性热点，但现实真的是如此美好嘛？
梦醒时分，塑料“绿洲”是天堂还是地狱？
原本荒芜“人”烟的深海海底突然变得生机勃勃，是因为一些海洋底栖固着生物需要附着在硬的物体表面才能够很好的生长生活，而“远渡重洋”的塑料垃圾因为人类的不断排放而聚集在此，这恰恰为生物提供了附着点、提供了家园，甚至一些自由生活的有机体选择巨型塑料作为繁殖的临时基质并成功产生繁殖卵，沉寂的海底开始出现定居的生命，一个新的生物多样性天堂正悄然孕育。
“我是一种扁形动物，这是我的卵茧，我就藏在这个卵茧内部，我在内部产卵。其实我从小寄生在某些深海甲壳动物体内，我成熟时会有异性进来，然后我们一起把宿主杀死，我们是不是有点恐怖？我一离开宿主尸体就爬到了这块塑料上，快速地在体表分泌硬的卵茧，把自己包裹起来，然后我就可以产卵了，守护着我的宝宝。”
“就当是一场梦。”但这样欣欣向荣的现象，对于大部分的生物来讲其实可能只是一场梦。前面提到，这里主要是依靠表层较少初级生产力的沉降来供给营养，没有充足的营养来源，生物便无法完成正常发育。所以这个群落中的个体都是毫米级的。
其中只有少数成员能够完成整个繁殖周期。在优势“大佬”腕足类群中，没有发现具有性腺的成熟个体。也就是说它们是“没有长大的孩子们”，以稚体的形式栖息在大型塑料薄膜上，这可能对于它们的繁殖、扩散没有任何贡献，因为它们尚不能完成代代相传的任务。
虽然造成这种现象的原因还需科学家们进一步研究才能下最后论断，有可能只是它们附着的时间较短，但还有可能是塑料本身的危害，其硬度的不足会使得不能移动的腕足类动物在生长到一定大小时，就无法在上面进行基本的滤食行为了，只能面对与塑料薄膜分离，并逐渐地死去的命运。
一切仿佛是一个陷阱，诱惑你，当你以为来到了世外桃源，再慢慢杀掉你，而此时你想拼命地活下去，却发现早已无力回天。
科研幕后：在发现“绿洲”的路上
——“绿洲揭秘人”自述：来自研究人员
>>>研究人员讨论现场，左一王雨男、左二宋希坤、左三陈浩宇、右二顾张杰、右一顾依帆<<<
顾依帆
5123导航马来西亚分校
中国-东盟海洋学院
2017级本科生
“萌新”科研，收获颇丰
通过5123导航“海丝学堂”人才培养计划和MEL本科生暑期实习奖学金项目，我参与了这项研究。在研究开始前，我十分期待着实习暑假的到来。我和老师们一起出海采样，跟两位学姐学习实验操作，比如提取DNA、PCR等。我遇到的最大困难是提取的一大批DNA样品在测序验证后，一个都没成功。在和老师和学姐商量后改进了实验方法，终于有一部分成功了！由于我们在马来西亚分校使用全英语教学，我还负责修改文章的语言。作为本科生，能够参与这样的研究项目是十分幸运的。在这一年半中，我体会到了科研工作的艰辛，也被老师和学姐们严谨的科学态度所感染。以往我只知道塑料的危害，这次却在塑料上发现“绿洲”，这提醒着我，在科学研究中必须要拓宽思路！
吕明昕
5123导航海洋与地球学院
2019级硕士
深深地——震撼与沉迷
当我第一次见到附着在深海塑料上的贝类卵囊时，我就被深深震撼了，没有想到深海的塑料垃圾已经成为海洋动物“安家繁殖”的场所！随着我接触到的材料越来越多，深海塑料上的物种多样性让我大开眼界。每每在显微镜下分离标本，都让我很入迷，仿佛在寻宝。把这些毫米大小的生物分离、进行物种鉴定需要耐心、细心，既要了解形态，还要借助分子生物学手段，所以我收获颇丰。我虽然对海洋塑料污染早有耳闻，但是当我亲身去研究它时，才认识到环境保护的重要性。这项历时两年半的研究跨越我的本科和硕士阶段，对我意义重大。
张晓迪
中科院深海科学与工程研究所
2019级博士生
Hi，我研究深海塑料！
深海所地处三亚，风景优美，休息的时候总是喜欢看着蔚蓝的大海发呆。但当我第一次看到深海塑料垃圾堆的视频时，我震惊了！曾经看过很多报道，说塑料在自然环境中降解要100-200年，那在深海呢，深海没有阳光、氧气稀薄、生物密度低，就这些问题我反复与导师探讨，最后我选择专攻深海塑料研究。我想告诉大家，塑料的表面除了会附着生物，也会吸附很多有毒有害物质，而且这个领域的科学们越来越关注塑料的降解。关于深海塑料垃圾的研究之路还很漫长，我们也需要付出更多的努力。
刘茜
西北大学博物馆
深海印象
我的工作是专门复原寒武纪等地质年代的古海洋环境和各种可爱的古生物。在这项研究中，我以艺术家的视角，把这个生机盎然的深海群落展示给读者，这是我对深海的第一印象，也是我第一次复原现代海洋。很难想象，圣洁的生命摇篮中有如此奇异的景象。但同时它也在警示海洋环境的保护刻不容缓。海洋保护离不开我们每个人的努力！
显然，科研团队发现的这一切，是藏匿在深海之中、不为人知的秘密，似乎这里的生物在接纳这份来自人类的“礼物”，它们试着变废为宝，在这些塑料片上开发另一个生物多样性的天堂，所以我们就能获得“塑料自由”了嘛？当然不是，塑料在海底被降解的速度比陆地上还要慢得多，即使被降解还有微塑料的问题亟待解决，这些都终将有一天它会以另一种更直接的方式展现在人类面前。
来自深海的秘密正在被科学家解密，那么行动就要看你啦！我们一起减少一次性塑料制品的使用！
撰文：张效琬
科学顾问：宋希坤
总编：70.8海洋媒体实验室
-END-
（本公众号内容未经允许不得转载）
