滿月蛤這種人類經常食用的「神奇物種」的另類生物它們吃什麼？

滿月蛤的另類生活

你可知道，能讓生物在深海熱液噴口周圍繁榮聚集的生化過程正發生在我們周圍……

滿月蛤跟普通的蛤類不同，它們食物的來源部分或全部來自於寄生在它們腮內的共生菌。而最為獨特的是，這些共生菌並不是像植物那樣通過光合作用來獲取能量，而是利用周圍一些簡單的化學原料來獲取能量——這種過程被稱為化能合成。多位學者近期的研究都表明，化能合成遠比我們想像的更為複雜。

這是一種能讓生命在海面以下極深的熱液噴口處繁榮發展的生存之道，但不為人知的是，除了在深海的熱液噴口，這些依賴化能合成的小生命們已遍布海底。

神奇的滿月蛤

滿月蛤在巴哈馬的淺水域很常見，很多人小時候經常到沙灘上撿這種貝殼，但或許從沒想過它們是靠吃什麼來維持生命的。現在，我們要開始著手研究它們的食物來源，以此推測出它們在當地生態系統中到底扮演什麼角色。

1977年，在深海高溫噴口附近生存著大量無內臟蠕蟲的發現震驚科學界。在沒有光線進行光合作用，甚至在沒有一點上層魚類殘骸沉下深海的情況下，它們究竟是靠吃什麼存活下來的？在美國哈佛大學任教的科林·卡瓦諾當時發表了他的研究：這些小蟲子是在共生於它們體內特殊器官的化能細菌的幫助下，利用熱液噴口周圍的硫化氫作為原料來為自身提供能量。在缺乏陽光的條件下，這些化能合成細菌（後面簡稱化能細菌）利用硫化氫經過一系列反應最終產生出「黑炭」。直到1983年，卡瓦諾證實了噴口附近的蠕蟲確實是以這些「黑炭」作為食物的。

在同一年，在一個能滲出甲烷的海床附近出現了相似的生物集群現象，而這一切同樣歸功於化能細菌。但是，硫化氫和甲烷不僅僅只在熱液噴口和海床上才有，當有機物在低氧環境下分解時，也同樣會產生硫化氫和甲烷。換句話說，化能細菌的原料可以通過分解有機物來獲取。

不管這些化學物質的來源是什麼，通常情況下，分解有機物需要在有氧條件下進行。這讓卡瓦諾和其他研究者們意識到，化能細菌在低氧、富含有機物的環境里也能欣欣向榮。從沉積著鯨魚屍體的深海底部到公園池塘底的泥巴，都可能是化能細菌喜歡的環境。

這些細菌很常見，通常會和動物一起出現。在20世紀80年代之前，生物學家們就陸續發現，化能細菌生存地點上至紅樹林、泥炭沼澤，下至深海的熱液噴口。它們能與多種無脊椎動物共生，小到線蟲，大到巨型蛤蚌。這些動物作為化能細菌的避風港，給它們提供了穩定的生存環境;作為回報，化能細菌則為「房東們」提供食物。許多動物十分依賴這些化能細菌，以至於自身的內臟都可能退化或完全消失。

雙殼軟體動物就尤其喜歡和化能細菌共生。英國的一名軟體動物學專家認為：全球總共有數百種依靠化能共生菌的軟體動物，至少來自6個不同的家族。一直以來，讓人倍感興趣的是這種共生關係是如何進行的，有人猜測這些化能細菌僅僅在海洋生態系統中扮演了一個非常微小的角色。然而今天，這個猜測被證明是錯誤的。

每年大約有200萬的紅腹濱鷸從西伯利亞遷徙到西非茅利塔尼亞一處位於潮區間長滿海草的泥灘。這些動物靠吃什麼來生存一直以來都是一個謎。最終，荷蘭的科學家發現，數量龐大的紅腹濱鷸一半以上的食物都是滿月蛤。這樣看來，滿月蛤中的化能細菌將腐爛的海草轉化為滿月蛤的食物，連通了從海草到紅腹濱鷸這條食物鏈。如若不然，這些海草就會被填埋至沉積物中，大大增加了生態系統所能負擔的生物數量。

能量再循環

不過，這並不是自然界中唯一的植物殘骸被化能細菌再循環利用的例子。奔騰的河流將內陸植物搗碎，然後沖入大海。但大眾普遍認為，只有少量物質進入了海洋食物網。然而，在2009年，英國普利茅斯海洋研究所的科學家發現，一種跟蚯蚓有著親屬關係的，名為寡毛蠕蟲的海洋生物，能有效轉化這些有機物並造福捕食它們的魚類和鳥類從而影響海洋中的食物網。最近，德國的科學家們進一步發現，這些蠕蟲體內共生著化能細菌，這些細菌和在深海熱液噴口處發現的蝦、蟹或者蝸牛體內的細菌相同。現在還不清楚蠕蟲是如何從這些細菌身上得到好處的，有人猜測這些化能細菌能幫助蠕蟲利用大量被衝進海灣的陸生物質。

科學家發現，在紐西蘭，化能細菌扮演著十分重要的角色。在這裡，河流將森林垃圾衝進海灣，產生了大量富含有機物的沉積物，海床上覆蓋著一大片白色「墊子」，這是稠密的化能細菌形成的，而能利用化能細菌的蛤蚌們主導著這一帶的食物鏈。

紐西蘭科學家進行的同位素研究表明，在約50米深處的海床周圍，化能合成是小型海洋生物最主要的能量來源，另一方面，這些小型海洋生物又是大型動物的食物來源之一。

正如為無數海洋生物提供食物一樣，依靠化能合成的動物也同樣能作為人類的寶貴食物。例如，在巴西的巴伊亞海岸上有一個叫町海瑞島的小島，當地人從紅樹林沼澤獲取滿月蛤作為食物或賣給當地酒店。新鮮的生蛤肉異常地美味。事實上，蛤類例如虎斑滿月蛤在整個加勒比海岸都被作為食物，這是源自當地土著的一個傳統習俗。

也正是這種滿月蛤的貝殼裝飾了很多人的婚宴餐桌。但它可不僅僅只是一種食物資源或裝飾品。

這種蛤類能鑽進表面覆蓋著水草結根的沉積物中，在裡面建立屬於它們自己的王國。在荷蘭阿爾甘灣國家公園研究海草的同時，科學家注意到這樣一個有趣的現象：在更多蛤蚌生長的地方，往往生長著更多的海草。

隨後研究團隊通過大量現場實驗和實驗室研究印證了這一發現。她們認為，當海草的葉子腐爛分解之後，沉積物中就會產生硫化氫。這些臭烘烘的氣體對海草的根是有毒的，會抑制海草的生長。然而，蛤蚌體內的共生菌卻能很好地除掉這些氣體。硫化氫越多，意味著化能細菌能提供給蛤蚌的食物就越多，所以水草和蛤蚌能夠很好地共生。

海草還能養活很多種動物，包括海牛、海龜、海馬等，它還能作為許多有商業價值的魚類、貝類等生物的「託兒所」。而這所有的一切，很大程度上要歸功於那些能利用化能合成菌的蛤蚌。

還有多少其他的生態系統也依賴於這樣的化能合成作用呢？或許我們只是揭開了這個領域的冰山一角。有科研人員提出疑問：既然化能合成對於海洋生態系統如此重要，那在其他環境下情況又是如何呢？最近的研究表明，在河流和湖泊中，化能合成同樣扮演著重要角色。這樣看來，一個在黑暗的深海中發現的現象，現在被證明一直存在於我們後院的池塘里，是不是令人頗為驚訝？

外星人會吃黑炭嗎？

關於化能合成的發現遠比我們想像的擁有更廣泛且重要的意義，這不禁讓我們產生了這樣的猜想：生命能在地球以外的世界，甚至是完全沒有陽光的地方生存嗎？

值得我們注意的是，大多數化能合成的過程都需要氧氣的參與，所以化能合成還是間接依賴於光合作用的。但這也並非絕對，研究者們發現，一些微生物群落能在完全不需要氧氣的情況下製造出所有它們自身所需的「黑炭」。雖然這些微生物在沒有可再生能源的條件下，還不能長期存活，但在熱液噴口這樣水流源源不斷的地方卻沒有一點問題。而且據我們所知，這種熱液噴口至少在地球以外的一個世界存在——土衛二：恩克拉多斯。

在地中海地區一處鹹水湖近3.5千米深的泥沼中，我們同樣發現了似乎不需要氧氣就能生存的小動物。然而，要想長期在無氧條件下從有機物中獲取其所有自身所需要的能量是不可能的，這意味著，這種生態系統並不足以維持大量的、複雜的生命體的存在，這樣看來，在土衛二上找到智慧生命就更不可能了。

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