深海採礦（deep sea mining）對海洋生物的影響

 

頭盔水母。圖片來源：維基百科

當我們談論環境保護時，我們通常會想到森林、海洋或動物。但往往忽略了地球上一些最隱秘的角落——深海。深海是一個充滿神秘的地方，生活著許多我們鮮為人知的生物。

最近，科學家們進行了一項研究，來探討人類活動對這些深海生物的影響。他們特別關注了頭盔水母（Periphylla periphylla），來瞭解海洋暖化和深海開採活動對它們的影響。

頭盔水母，有時也稱為商帽水母，是一種深海發光的紅色水母，屬於刺胞動物門冠狀目。它是這一屬中唯一的物種，也是舟水母中生命週期缺乏水螅階段的罕見例子之一。頭盔水母的體長可達 30 公分（12 吋）。水母的平均濕重為540公克。這種水母生活在2700公尺深處，幾乎遍布世界每個海洋，以及挪威峽灣和地中海。唯一不知道它們棲息的海洋是北冰洋。它們也可以在冰島和格陵蘭海找到。本種具有畏光性，棲息在海洋較深處以避免光照。它可能會在漆黑的夜晚在地表被發現。

你可能會問：海洋暖化和深海開採活動跟頭盔水母有什麼關係？嗯，讓我們一步步來解釋。

首先，海洋暖化。我們都知道全球暖化是一個大問題，但你可能不知道，即使是深海中的水溫上升也會對那裡的生物造成影響。科學家發現，當水溫升高時，頭盔水母的代謝會上升。換句話說，它們需要消耗更多的能量來適應新的環境。這可能聽起來不是什麼大事，但對這些生物來說，這意味著它們需要更多的食物來維持生存。

研究團隊發現，當水溫上升四度時，水母的代謝活動顯著上調。這種代謝上調主要體現在氨排放和基因表達上，儘管氧氣消耗的增加趨勢在統計上不顯著。

具體來說，當頭盔水母暴露在 7.5 °C 和 9.5 °C 的溫度下時，其氨排放率與在沿海和表層海域發現的水母相似。然而，當暴露在 11.5 °C 的溫度下時，其氨排放率幾乎是前兩個溫度處理的兩倍。

這些數據表明，頭盔水母對較高溫度的反應在氨排放方面比其他水母更為敏感。這些變化可能與頭盔水母在代謝路徑上的調整有關，特別是在提高免疫力方面的代謝成本。

接著是深海開採活動。隨著技術的進步，人類開始探索和利用深海的資源，比如礦物。但這種活動會產生大量的沉積物雲塵，這對頭盔水母造成了壓力。科學家們發現，當這些水母暴露在沉積物雲塵中時，它們會產生大量的黏液來保護自己。這聽起來也許很簡單，但實際上，這是一個很耗能的過程。

在這項研究中，當水母暴露於不同濃度的懸浮沉積物下，其微生物群落結構出現了一些有趣的變化。以下是一些關鍵的觀察結果：

在第一輪實驗中，當水母暴露於最高濃度（333 mg L⁻¹）的懸浮沉積物時，其微生物群落與其他處理組顯著不同。這表明，在高濃度沉積物的影響下，水母的微生物群落結構發生了改變。

在不同濃度（17、167、333 mg L⁻¹）的懸浮沉積物處理中，水母的外部出現了獨特的微生物群落組成。這些組成主要包括 Actinobacteriota、Bacteroidota、Euryarchaeota、Firmicutes、Fusobacteriota 和 Proteobacteria 這些門類的微生物。

要注意的是，研究團隊在兩個不同的採樣日進行的實驗顯示，微生物群落結構的變化在不同的實驗階段有所不同。在第一輪實驗中，暴露於高濃度沉積物的水母展現了與其他處理組顯著不同的微生物群落，而在第二輪實驗中，不同處理組的水母則展現出較為相似的微生物群落結構。

這些發現顯示，懸浮沉積物對深海水母的微生物群落結構有明顯的短期影響，尤其是在高濃度的沉積物暴露下。然而，這些變化在不同的實驗階段和條件下有所不同，這可能反映了深海水母對這類環境壓力的適應和反應能力。

在2023年，深海採礦成為了國際間關注的熱門話題，許多國家在這一年對深海採礦進行了不同程度的參與和表態。至今，國際海底管理局（ISA）已經由14個國家發出31張探索許可證，其中包括中國、俄羅斯、南韓、印度、英國、法國、波蘭、巴西、日本、牙買加和比利時。中國是深海採礦的主要支持者，目前擁有由ISA發出的三個探索許可證，包括國有企業中國五礦集團​。但也有越來越多的國家呼籲暫時暫停深海採礦，這些國家擔心深海採礦可能對環境造成的影響，主張在進行更多科學研究之前暫停採礦活動。這些國家包括巴西、加拿大、哥斯達黎加、智利、芬蘭、德國、葡萄牙、瑞士和瓦努阿圖等共21個國家。或許這項研究，可以提供更多指引。

這項研究告訴我們，即使是深海這樣遙遠和隱秘的地方，人類的活動還是會對它們發生影響。我們需要更加關注我們的行為對地球上所有生命，包括那些我們看不見的深海生物的影響。這不僅僅是為了這些生物本身，更是為了我們整個地球生態系統的健康和平衡。

參考文獻：

Stenvers, V.I., Hauss, H., Bayer, T. et al. Experimental mining plumes and ocean warming trigger stress in a deep pelagic jellyfish. Nat Commun 14, 7352 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-43023-6