2025年8月11日 – 一项突破性研究揭示，栖息于海洋“暮光区”的中层鱼类正在以与浅水鱼类相当的速率产生并排泄碳酸盐矿物，这一发现可能重塑我们对全球气候动态的理解。这项研究于2025年7月18日发表在《实验生物学杂志》上，强调了这些神秘生物在地球碳循环中的关键作用，可能影响从海洋酸度到长期碳封存的方方面面。
中层鱼类生活在200至1000米的深海区域，那里阳光几乎无法穿透。尽管它们占全球鱼类生物量的惊人94%，但由于研究这些极端环境中的生物面临巨大挑战——低温约6°C、高压和永恒的黑暗，这些物种长期以来在海洋化学研究中被忽视。由迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气与地球科学学院的马丁·格罗塞尔（Martin Grosell）领导的这项新研究首次提供了直接证据，证明这些鱼类通过其消化道排泄“鱼类碳酸盐”，一种生物源碳酸盐矿物。
研究聚焦于黑腹玫瑰鱼（Helicolenus dactylopterus），一种从佛罗里达海岸350至430米深处捕获的坚韧深海鱼类。与许多具有充满气体泳鳔的中层鱼类不同——这些泳鳔在快速上升到海面时可能破裂——黑腹玫瑰鱼没有这种器官，这使得研究人员能够捕获并在实验室水箱中适应活体样本，而不会造成致命伤害。在模拟其自然栖息地的6°C低温环境中，观察到这些鱼类的肠道中每千克体重含有约0.4克鱼类碳酸盐，并以每千克每小时约5毫克的速率排泄。
这一排泄过程不仅是生物废物，而是一种复杂的渗透调节机制。海洋鱼类不断摄入海水以保持水分，但为了防止有毒盐分积累，它们将多余的离子沉淀为肠道中的碳酸盐矿物。这些矿物一旦被排泄，就会进入海洋的无机碳库，影响碱度和整体碳循环。研究的主要作者、海洋生物学与生态学系主任格罗塞尔解释说：“中层鱼类生活在深冷、高压的环境中，至今我们还不清楚它们是否像浅水鱼类一样产生碳酸盐，或以何种速率生产。这项研究首次证实它们确实如此，且鱼类碳酸盐形成的机制和特性在不同深度下惊人地一致。”
研究结果与热量和代谢缩放模型相符，表明深度或压力并未阻碍碳酸盐的生成。事实上，排泄的鱼类碳酸盐的成分、晶体形态和沉降速率与浅层物种相似，尽管它们在较温暖的表层水域中溶解得更快。这一全球模型的验证表明，中层鱼类可能对海洋生物源碳酸盐通量负有重要责任，其贡献可能与珊瑚或浮游生物等其他海洋生物相当，甚至超过它们。
研究合著者、海洋地球科学系助理教授阿曼达·奥勒特（Amanda Oehlert）强调了更广泛的意义：“这项研究填补了我们对海洋化学和碳循环理解的重大空白。鉴于中层鱼类的重要作用，它们的碳酸盐通量贡献——以及其在海洋变暖中的可能变化——值得更多关注。”随着海洋因人类活动吸收更多二氧化碳，导致酸化，这些鱼类的碳酸盐输出可能起到天然缓冲作用，有助于稳定pH值并促进深海沉积物中的碳封存。
然而，研究也引发了对未来干扰的担忧。中层鱼类进行大规模的每日垂直迁移，夜间上升到近表层觅食，白天退回深处，这种行为积极地通过水体传输碳。气候变化导致的变暖可能改变它们的代谢速率、迁移模式甚至生物量，从而可能放大或削弱它们在碳循环中的影响。格罗塞尔补充说：“中层鱼类不仅是猎物，它们还是海洋的化学工程师”，强调了它们在食物网和生物地球化学过程中的双重作用。
由国家科学基金会和迈阿密大学资助的这项研究为进一步探索深海生态系统打开了大门，而深海仍是地球上最未被探索的前沿领域之一。通过将这些发现整合到地球系统模型中，科学家们希望完善对海洋碳动态的预测，以应对加速的气候变化。正如奥勒特所指出的：“海洋暮光区隐藏着可能重新定义我们应对碳管理和气候缓解策略的秘密。”
这一发现不仅将中层鱼类从中鲜为人知的深海居民提升为关键的气候调节者，还强调了保护这些隐秘领域免受过度捕捞、污染和水温升高的迫切需要。
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