太平洋垃圾带是远洋动物的“生命筏”

太平洋垃圾带里旅行者众多,但它们的生态影响仍是未解之谜。
一种名为水螅的羽毛状沿海动物与一种远洋螃蟹和鹅颈藤壶一起,栖息在一块漂浮的垃圾上。海洋清理组织

每年,至少有1400万吨塑料垃圾进入世界海洋,给那些误食、窒息或被缠绕的野生动物带来各种各样的问题。科学家本周报告说,所有这些垃圾还给海洋栖息地带来了另一个迄今为止被忽视的后果。  

原来,沿海动植物正搭乘日益增长的塑料垃圾洪流,从海岸线数百英里外的地方旅行,在太平洋垃圾带——海洋中最大的漂浮塑料垃圾堆积区——创造一种新型生态系统。研究人员在垃圾中发现了一大群海葵和其他物种,这使得这些小生物能在原本不适宜生存的环境中茁壮成长。研究团队在12月2日的《自然·通讯》杂志上写道,这些沿海生物可能会与当地物种竞争,并横跨海洋或被带到岸边,侵入新的海岸线。 

“目前有很多关于生态影响的问题,”史密森尼恩环境研究中心的研究员、该研究的合著者林赛·E·哈拉姆说。“如果这是海洋中普遍存在的现象,那么我们面临的是一种极难管理的入侵物种传播途径。”

长久以来,科学家们一直知道,像漂浮的原木和海藻这样的海洋碎屑可以把沿海生物运送到岛屿和遥远的海岸。但这些“浮筏”在耐用、漂浮的塑料出现之前,通常是稀少且短暂的。人们曾认为,沿海动植物在远洋严酷的环境中很难生存,那里往往食物和庇护所都很匮乏。

然而,自20世纪中叶以来,海洋中积累的大量塑料为有进取心的生物提供了新的、更持久的 kolonisiert 高海域的机会,哈拉姆和她的团队写道。2011年日本东部大地震和海啸就是一个生动的例子。数百种日本沿海海洋生物搭乘着破坏释放出的垃圾,跨越6000多公里(3728英里),来到了北美西海岸和夏威夷群岛。 

“我们至今仍在发现海啸垃圾登陆的例子,甚至在2020年和2021年,”哈拉姆说。“这让我们大开眼界,认识到塑料作为漂浮垃圾可以存在很长时间,这为一些搭乘垃圾的物种提供了在远洋中长时间漂泊的机会。”

海啸冲入海中的大部分垃圾最终进入了北太平洋副热带环流,也就是我们熟知的太平洋垃圾带。这个位于夏威夷和加利福尼亚之间的环流是由旋转的洋流形成的,在过去50多年里,它已经成为各种尺寸塑料垃圾的储存库。  

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哈拉姆和她的同事们想知道,海啸带来的沿海海洋生物是否还在附着在这些垃圾上。他们与一个清理塑料污染的非营利组织“海洋航行者协会”及其志愿者合作,收集了大于5厘米(约2英寸)的垃圾。然后,研究人员仔细检查了这些垃圾样本——包括浮标、废弃渔具以及衣架和牙刷等家居用品——以寻找生命的迹象。

他们发现,在他们检查的超过一半的塑料碎片上都附着着沿海物种,其中许多是通常在东亚繁衍的物种。其中包括海葵、蛇尾、藤壶、被称为等足类生物的虾状甲壳类动物、海藻,甚至还有“聚集在这些漂浮塑料上或周围”的沿海鱼类,哈拉姆说。“这真的形成了一个生命的‘小筏子’。”

除了沿海生物,还有一些生物已经进化到能够附着在海洋漂浮垃圾或动物身上。这些远洋居民包括鹅颈藤壶、螃蟹以及一种叫做苔藓虫的滤食性动物。有趣的是,哈拉姆说,这些本地的“浮筏”物种的多样性实际上比她的团队识别出的沿海物种多样性还要低。 

华盛顿州渔业野生动物局海洋生态学家亨利·S·卡森(未参与此项研究)表示,这些发现表明,在海洋中部漂浮的塑料筏上蓬勃发展的各种生物形成了一个独立的社区。 

“你看到了一群进化到能在远洋生存和进化到能在沿海生存的物种,现在它们混合在这个新的栖息地上,”他说。“我无法预测会发生什么,但这很迷人。”

哈拉姆说,这两类生物似乎在争夺空间,但除此之外,沿海物种如何与其邻居互动以及它们吃什么,目前尚不清楚。她和她的同事们还在研究这些新来的物种是否真的能在远洋繁殖并维持其种群。 

卡森说:“要弄清楚这个社区在多大程度上能够自行维持,以及在多大程度上是不断从海岸被输入的……将是一个自然而有趣的研究方向。”

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另一个关键问题是,这些社区是否在其他海洋中形成。卡森指出,调查塑料筏将入侵物种带到新栖息地的程度也很重要,他曾识别出在太平洋垃圾碎片上引起珊瑚疾病的生物。 

哈拉姆和她的同事们得出结论,随着倾倒入海的塑料量持续增长,以及气候变化驱动的强风暴导致沿海地区洪水和破坏加剧,这些漂浮社区只会变得更加普遍。 

哈拉姆说:“我们正在看到更多的塑料进入海洋的机会,而这将意味着什么,时间会告诉我们。”“但我们可以预计,越来越多的塑料会最终进入海洋中部,如果我们的研究有任何指示,这可能意味着更多的沿海物种也会如此。”

更正:2021年12月7日;本文的先前版本错误地将史密森尼恩学会列为开篇图像的来源,这是不正确的。信用应归于海洋清理组织。图像说明也已更新,以澄清并非所有水螅动物都是沿海物种。 

 

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Kate Baggaley

特约撰稿人,科学

Kate Baggaley自2017年以来一直定期为《大众科学》撰稿。她经常报道自然、气候和COVID-19大流行,但也报道了科学的许多其他方面,包括太空、古生物学和健康。她对鸟类、深海生物以及各种美丽的爬行动物情有独钟。


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