台湾东北方的龟山岛海域附近有一种螃蟹,可以在极具毒性的海底环境中生存,而它们有一种特殊的觅食方式,在目前海底热泉生物的研究中前所未见,这种螃蟹就是怪方蟹(Xenograpsus testudinatus)。
龟山岛是一座火山岛屿,地理环境十分特殊。岛屿旁围绕着的一圈圈白色浪花,都带有漂浮颗粒,这是海面下火山热泉喷口持续喷发出的硫磺泉与海水冲激所形成的硫磺颗粒。龟山岛龟首附近海底,则有许多热泉喷口,不断以65~116℃的出口温度喷出硫磺烟柱及气泡,气泡所含的气体主要为二氧化碳、氮气、氧气、二氧化硫以及硫化氢。这些排放物质极酸,pH值约1.75~4.60,而且富含硫矿物质。
由于热泉喷口的排放物含有纯度高达99.5%的元素硫,以及有毒的火山气体,附近的海床几乎布满了黄色的硫磺矿,如此恶劣的生存环境,使得这片栖地的物种十分贫乏。但是中央研究院生物多样性研究中心副研究员郑明修发现,怪方蟹族群却可以在这样的环境下生存,而且数量庞大,它们以每平方公尺364只的密度,分布在宽200公尺、长500公尺的区域内。该区域约有九个高度约2~6公尺的大型喷烟口,郑明修的调查深度则为海面下3~30公尺。这些怪方蟹何以维生?
近20多年来,生物学家一直认为深海热泉喷口的生态系,是由硫化菌用化学合成的方式,将高浓度的硫化氢氧化取得能量以合成有机物,这些硫化菌便成为初级消费者(例如贻贝、管虫等)的食物,虾蟹再以它们为食,因而构成物种丰富的食物网。但是这种「化学合成自营性食物网」(chemolithotrophic food-web)并未在龟山岛出现。根据郑明修的观察,在水域平静时,怪方蟹会从硫磺矿的缝隙中蜂拥而出,并且疯狂地用钳脚从海床捡起细微颗粒往口器塞,它们到底在吃些什么?
郑明修解剖怪方蟹标本后发现,它们的内脏充满了浮游动物,而研究其口器与胃糜更可以确认它们的确是食腐动物。但是这些食物从何而来?郑明修经过长时间观察并分析水体样本后,得出了结论:在水流转弱、海流静滞时,热泉喷口的烟柱直接向上喷发,会杀死经过的有机体,这些浮游生物会像「飘雪」般落到海床,此时怪方蟹便会成群冲出来觅食;当海流一增强,喷口冒出的致命烟雾会跟着海流转向,浮游生物也随着消散,怪方蟹于是又躲回到硫磺矿的缝隙中。怪方蟹特殊的觅食方式打破了我们以往对热泉喷口生态系的认识,而且构成的食物链,比起深海热泉的生态系可说非常单纯。
怪方蟹的成蟹壳宽3公分,幼蟹成长到壳宽0.8公分时即可抱卵,它们的钳脚已经扁平化,不会互相攻击,所以不像一般螃蟹有领域行为,而且对环境毒性的耐受度极高,平时会相互堆栈躲在硫磺矿的缝隙中,水流静滞时则成群结队出来觅食。怪方蟹这种机会主义的觅食行为,可以解释它们为何得以在如此高毒性的浅海温泉喷口水域生存;而对于深度200公尺以内的浅海热泉喷口生态系研究,这项发现也是全世界首次的发表。

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