深海生態

在19世紀30年代西北歐的一些國家開始調查、採集深海海底的生物，但在19世紀40年代不少人還認為深海里沒有生物生存。英國E.福布斯認為 550m以下的海域沒有生物，把 550m以下的海域稱為無生命帶。1860年，工程師J.費萊明在地中海2000m深處的海底電纜上發現了附着生活的單體珊瑚及其他一些動物，才否定了這個推斷。此後，許多國家進行了深海生物調查。但深海生態的研究，直至第二次世界大戰結束後才全面展開。丹麥A.布魯恩領導的“鎧甲蝦”號調查船進行的環球深海調查，蘇聯Л.А.津克維奇領導的“勇士”號調查船進行的遠東諸海域和太平洋西北部深海調查，以及美國“維瑪”號對大西洋深海動物生態的調查，發現了大量過去未曾記載的新動物類羣，並在海洋最深處，包括超過萬米的深海溝中發現有底棲動物的生存。60年代以來，海底照相和深潛器等新技術、新手段的應用，使深海生態的研究進入新的階段。法國的“阿基米德”號和美國“阿爾文”號深潛器進行的深海調查，特別是後者對東太平洋中美洲加拉帕戈斯羣島附近和加利福尼亞灣附近的深海調查和研究，取得了重大成果 ^[2]  。

深海動物的種類和數量均較貧乏。但許多大的動物類羣在深海都有其代表（見表）。其中有些類羣的多數種棲息在深海， 例如須腕動物（Pogonophora）和等足（Isopoda）的櫛水蝨類，後者有 75～83%的種為深海種，大大超過潮間帶及陸架區種數。生活在超深淵帶的優勢類羣有須腕動物、螠形動物 (Echiurida)、海蔘類（Holothuria）和等足類等。有些類羣如魚類、被囊類(Tunicata)、蔓足類(Cirripedia)、苔蘚動物(Bryozoa)和海綿動物（Spongia）等的種數,隨着深度增大而明顯下降;十足目甲殼類(Decapoda)、腕足類(Brachiopoda)和扁形動物渦蟲類(Turbellaria)等，在水深超過 6000m的超深淵帶尚未發現。一般説，深海動物的種屬與淺海的大不相同，表現明顯的區域性，在低緯度海域這點尤為突出。如在卡羅林納外海生活的屬，只有12%見之於大陸坡海域，出現於大陸架海域的僅佔5%。

深海動物的數量（生物量）分佈與海底的食物來源密切相關。與大陸架相毗鄰的深海和高生產力區的深海海底，底棲生物的數量很豐富。如鄰近堪察加半島的白令海西部，在4000m深處生物量高達30g/m2。但整個太平洋來説，海底有機物十分貧乏，海洋底棲生物數量甚低，絕大部分海域的生物量都在 1 g/m2之下。據蘇聯Н.維諾格拉多娃1962年估算：深度超過3000m的海域面積，佔海洋總面積的77.1%，而其底棲生物量只佔海洋底棲生物總生物量的 0.8%,平均每平方公里只有0.2噸。所以，深海被稱為海洋中的“沙漠”。絕大部分深海動物以有機碎屑為食物，屬碎食性動物，另有少量肉食性動物。因此，有的學者用碎食性動物和肉食性動物的不同比例，作為劃分不同深海動物羣落的依據。深海浮游動物的數量很少,如在千島～堪察加海溝6000～8000m深的水層，浮游生物的生物量只有表面50m水層生物量的 0.1%。與表層的浮游動物相比，深海浮游動物的地理分佈範圍較廣。這是由於深層海水的温、鹽度變化很小。

體色 生活在 200～1000m水深處的動物，色澤鮮豔，如一些蝦為紅色或紫紅色。生活在水深超過2000m的動物，色澤多較暗淡，如一些海蔘為灰白色或黑色 ^[2]  。

深海動物的視覺器官向兩個方向演化：少數種的視覺器官顯著發展，以適應極微弱的光線，如魚類中的合鰓鰻屬 (Synaphobranchus)；另一些種的眼退化或完全消失，如在北大西洋5000m深處生活的盲魚、五螯蝦(Pentacheles)和擬海螯蝦 (Nephropsis)等。在後一種情況下，其觸鬚往往很發達，如長鬚蝦類。無觸鬚的盲魚則常用其側線系統感受海水中的低頻聲波，以尋找食物和逃脱敵害。

為適應在深海軟泥底上生活，避免陷入軟泥之中,海蜘蛛類(Pycnogonida)和一些等足類具有特長的肢體；柄海百合類、海綿、海鰓、海鞘類等營固着生活的動物，則延長其柄部，以支撐它們的身體；鼎足魚屬(Benthosaurus)則伸長胸鰭和尾鰭以支撐軀體，海洋生物通過不斷進化自己的身體來適應海洋環境。

由於大洋底部的温度低、壓力大，影響動物體內碳酸鈣的沉澱，所以深海動物的石灰質外殼、骨針和骨骼形成速度很慢，其外殼薄而脆或者柔軟，如軟海膽的骨骼柔軟，深海海蔘的骨片很少或全無。

為適應深海食物貧乏的特點，一些深海魚的口極大,可吞食比自身大幾倍、重許多倍的食物;一些魚長有尖鋭的牙齒；有的有似釣竿狀或釣線狀的誘食器官，末端有發光結構，起誘餌作用(見海洋游泳生物) ^[2]  。

黑暗環境中的許多深海動物，常有發光器官或發光組織。許多對蝦類、櫻蝦類，尤其是頭足類有結構複雜的發光器，能發出比較強的冷光，未來的科技越來越好我們將研究黑暗的未知生物。

食物貧乏和低温條件等對深海動物的繁殖影響極大，因而深海動物的繁殖方式多樣、特殊：

①像淺海動物那樣產生大量體積很小的卵，並具有海水錶層動物的浮游幼體發育階段。

②產生數量少、體積大的卵，在很短的時間內發育為成體或直接發育為成體。

③有些深海動物為胎生或卵胎生，如蛇尾類、海蔘類和軟骨魚類的深海種。

④有的雄魚極小，寄生在雌魚上，以利於交配和受精，如魚(Ceratias holbolli)。

海底熱泉生物羣落 1977～1979年，美國的深潛器“阿爾文”號對加拉帕戈斯羣島附近等處海底熱泉的調查，發現了新的深海生物羣落。其中以濾食性動物為主。在熱泉噴出的海水中,富有硫化氫和硫酸鹽類;硫化細菌十分繁茂，密度達106個/毫升。這些細菌以化學合成作用進行有機物的初級生產，為濾食性動物提供餌料。該羣落的動物有濾食有機物和細菌的雙殼類（其中一種的貝殼長達30cm）、鎧甲蝦，與細菌共生的巨型管棲動物(體長2m多),以及小蟹、管水母、某些腹足類和紅色的魚類等熱泉生物。它們構成了特殊的生態系統,被稱之為“深海綠洲”。這是深海生態研究的重要成就 ^[2]  。