南极生物在黑暗季节如何生存？第41次南极科考队从磷虾着手探究

磷虾拖网大丰收

探索南极生物如何生存

近日，中国第41次南极考察科考队员在南极罗斯海进行了首个秋冬联合航次科考。考察队员们的主要任务中就包括研究南极生物在黑暗季节如何生存，而磷虾是绕不开的关键种群之一。这一次考察期间，磷虾拖网迎来了大丰收。

中国第41次南极考察队南极罗斯海联合航次队员 王新良：不同颜色代表生物的一个密集度，反映出种类的大小，磷虾可能小一些，鱼类大一些。另外，可以反映出数量有多少，像颜色越深，就表示它的密度相对会更高一些；越浅，蓝色或者灰色，代表生物的密度相对来说就会弱一些。我们观测磷虾，就是通过比较不同频率的回声强度的差异。

这台设备叫作鱼探仪，它能实时显示水下生物分布特征和类群，是科考队员发现磷虾的好帮手。就在3月底的一天，鱼探仪的屏幕上发生了明显变化。

中国第41次南极考察队南极罗斯海联合航次首席科学家顾问 周朦：这是磷虾分布的情况，其他的生物不会这样聚集，只有磷虾，南极大磷虾，所以一眼就看出来了。这个里面，大概一个立方米里至少有上千只。

虽然设备上显示出现了磷虾群，但是根据以往的经验，拖网也受到海面海冰、拖网位置、操作方式等因素的影响。到底能捞上来多少磷虾？在艉甲板生物组成员紧张的等待中，从下放到回收约1小时后，王新良解开了磷虾拖网。

磷虾拖网大丰收的消息，迅速在“雪龙2”号传开，实验室里挤了越来越多的人。王新良作为磷虾拖网的负责人，一下成了队员中的明星人物。

王新良：很高兴能采上来这么多的磷虾，来满足我们多学科的研究需求。采了可能有几十公斤。有目标性地去采集，但是能采到这么多，确实也挺意外的。

来自英国的科学家艾莉森，研究的主要对象就是磷虾。这次磷虾网丰收，让她喜出望外。

中国第41次南极考察队南极罗斯海联合航次队员 艾莉森·克莱瑞：非常兴奋，因为我们现在有了足够的磷虾数量，这样就可以去研究它们在冬天吃什么，这是我们以前不知道的。我不知道拿到多少样本，有很多，可能超过10000只。

磷虾数量充足，让不同领域的科学家也手痒了起来。来自香港中文大学的文嘉棋，选择用紫外线来发现磷虾的不同点。

中国第41次南极考察队南极罗斯海联合航次队员 文嘉棋：这个是磷虾肌肉，你看这个眼睛结构特别清楚地分开，这是用普通光很难分开的。

世界上的磷虾分为2科11属85种，在南大洋，生活着8种，而南极大磷虾是南大洋最重要的磷虾种类。

在整个生态系统中，磷虾捕食浮游植物等初级生产力，又是鲸鱼、海豹、海鸟和鱼类的重要食物来源，在南大洋生物链中处于核心位置。

虽然南极到底有多少磷虾，人类还没有调查清楚，但是通过评估鲸鱼等的捕食量、浮游植物的生产量和用鱼探仪调查后，推出南极磷虾的储量约为6亿到10亿吨。这次考察队的磷虾调查作业，将有助于人们了解秋季磷虾的生存状态。

王新良：目前有的生物学样品，可能大概对它的磷虾的分布，有一个初步的了解，包括大磷虾和晶磷虾分布的一个特征，比如阿代尔角那边可能是大磷虾为主，特拉诺瓦冰间湖主要是晶磷虾为主。后续还需要我们结合声学数据，对它详细的分布特征，尤其是水层分布上的差异，包括它对环境、海冰的关系，做一个深入的分析。对我们更好了解秋冬季的罗斯海的磷虾的种群分布，还有不同的越冬策略，应该是一个很好的发现。

“罗斯海先生”的碎屑冰生成实验

在这次的联合航次科考中，不仅有国内高等院校、科研机构的科学家们，还有来自美国、英国、澳大利亚等多个国家和地区的科研人员，在他们中，美国科学家史密斯带来了一次全新的尝试。

74岁的史密斯是来自美国的海洋浮游生物学家，他一直在研究罗斯海，被称为“罗斯海先生”，今年是他第40次参加南极罗斯海的科学考察了。这次，他要做一个新实验，叫作“碎屑冰生成实验”。

中国第41次南极考察队南极罗斯海联合航次队员 沃克·史密斯：在冬季，生物很难获取到食物，我们完全不知道冬季发生了什么。过去的研究表明，海面结冰这个过程对于南极冬季的生物获取海冰中的有机物食物来源，是非常重要的，所以我想估算，有机物能以多快的速率进入海冰当中。

根据史密斯的实验设计，要先把表层海水采集到大约两米高的水管中，然后在户外静置一段时间让海水逐渐结冰，分别采集管中表层的冰和水，再进一步过滤海冰融水和表层水获取藻类样品，对比观测生冰过程对藻类是否会产生富集作用。

沃克·史密斯：这是一个非常有意义的现场实验，但是要成功完成这个实验比预想的情景还是要困难很多。

最初的困难是采集海水，原本计划用真空水泵直接从海面抽水，但是没想到，因为低温，真空水泵“罢了工”。第二次，改用采水装置采集海水，但是结冰过程却没有达到预期。

沃克·史密斯：我们希望看到的情景是形成的碎屑冰在海水中上升，但是冻结在了管壁上。

来自上海交通大学的钟贻森这次兼任史密斯的助手，讨论后，他负责搅动水管里的海水，让新结成的冰屑上浮到水面。预期达到了，但是出水口被冻住，史密斯就地取材，找来了趁手的利器。

中国第41次南极考察队南极罗斯海联合航次队员 钟贻森：现在他要用厨房的漏勺，去把那个冰给舀出来。

沃克·史密斯：等待海冰融化，可能要等很长一会儿。

钟贻森：海冰融化后，你会继续进行过滤吗？

沃克·史密斯：是的。

在联合航次中，克服了一系列困难后，返程前，史密斯终于获得了自己希望看到的样品。

沃克·史密斯：我对我的实验抱有很大希望，因为从一个非量化的角度来说，碎屑冰把浮游植物聚集到海水表面，正如我们之前假设的那样。我们这个站的团队合作非常棒，相对于第一次做这个实验的时候，我们采取了更加智慧的做法，我们正在学习中。

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