今天,我将带大家前往位于冲绳本岛北部的美丽海水族馆(沖縄美ら海水族館)的幽雅深海区,介绍此馆的一个秘密武器并回答一个问题:深海生物如何能存活于馆内普通水箱之内?捕捞深海鱼大家可能知道,所谓深海,一般指的是海中水深在200m以上的区域,温暖的太阳光极难到达,因此可以想象,深海生物们平日里都是生活在高压、黑暗、低温并且较为安静的环境之中。
在冲绳本岛周边海域的深海生物,主要就生活在10~18℃的幽冷环境下。水族馆深海展示区的住户主要来自冲绳本岛周边100~980m之内、水深200~600m之间的深海区域,不存在所谓“外来物种”,这是此馆优点之一。这些深海生物都是由专业人员通过钓、笼、网、ROV(Remotely Operated Vehicle,无人潜水器)这四种方法进行捕捞的。钓:用电动鱼竿垂钓200m以下的深海鱼类。
笼:可用于采集多种鱼类、鲨鱼、蟹类等。网:可用于采集鲨鱼或无脊椎动物。ROV:利用水下摄像镜头与遥控进行远端操作,可用于采集海底的无脊椎动物。治疗深海鱼学潜水的人都知道,人类潜水员在深潜后,若是不在水深5m处进行一段时间的停留适应,快速的上浮极容易造成身体组织内气体溶出、在体内形成气泡,导致出现减压症(decompression sickness)。
相似地,当深海鱼类在较短时间内被带上海面,比起深海与浅水间约10℃的温度差异,它们面临的更大问题是因为水压的急剧变化造成的体内气体膨胀,导致减压症状,甚至造成眼睛突出、鱼鳔膨大、肠胃从口中喷出。因此,为了保证采集来的深海鱼类能够存活,工作人员必须在船上进行紧急处理——用注射器将鱼体内(鱼鳔、肠胃)膨胀的气体抽出,并尽快放入以冰块降温的冷水水箱之中。
赶回水族馆后,更需要对深海鱼类进行减压症的恢复治疗。秘密武器 · 加压治疗水箱出现减压症的深海鱼类需要回到一个较高压的环境,让其体内,特别是血管内,容易引起栓塞的气泡重新压缩回到组织细胞内。与出现减压症的潜水员需要进入的高压氧舱进行治疗相似,水族馆也需要给从自然环境中带回的深海鱼类提供一个高压水箱。
但是人类潜水员在进行治疗后,是回到长期生存的正常大气压环境,而水族馆从成本或是从日常维护的方面考虑,是希望让展示的深海鱼类适应普通展示水箱的水压。因此,这个用于治疗减压症的加压水箱(SGPT Chamber),必须足够稳定而且能够长期运作,并且起到让深海鱼类适应普通水压环境的驯化作用。
水族馆在设计水箱之初,提出了4点:① 适当水压并且容量较大的水箱 ② 完全安静且稳定的水箱内部环境 ③ 设计力求简洁而方便操作 ④ 需要有安全装置防止因电力故障或操作失误等原因造成生物死亡。水族馆先是设想了A、B两种水箱方案。同样是可以提供0.18MPa水压,A方案虽然简单就是建造一个深18m深的水池,但建造维护成本高不说,也给降噪带来难度,日常调查需要潜入水中,更是不便。
B方案虽然是以一根细长的管道连接较小水槽的设计,降低了成本和观察难度,却不适合长期收容深海生物。最终,借助水族馆本身的四层建筑结构,他们设计了一个特殊的SGPT水箱(Simple Gravity Pressure Treatment Chamber),整个系统为C所示的分层重力加压的结构。在底层设置水箱D,并通过两根管道连接安置在各层的水箱E,形成循环系统。
各个水箱设置过滤、保证水质,并且通过开关安装在管道各处的阀门更是能方便调整水压,从而满足从高压到普通水槽压力环境逐步调整的要求。为验证SGPT加压水箱的治疗以及驯化效果,水族馆用三条捕自650m深水下的雌性盾尾鲨(Parmaturus pilosus) 进行了对照实验。
经过为期26天的SGPT加压水箱治疗与驯化后,样本No.1(下图右侧)被移至普通水槽(7.5吨水量,2m宽×2.5m长×1.5m深),49天后可自主进食,并且一直保持健康。同样经过SGPT加压水箱治疗与驯化的样本No.2(下图左侧)在移入普通水槽后,虽然一直没有自主进食,但也并未出现鱼鳍坏死等症状,治疗后共存活238天。
而并未进行恢复治疗、直接进入普通水槽的样本No.3在第5日便出现了异常泳姿,第9日已显得虚弱且浮近水面,第13日出现鱼鳍组织坏死,最终逝于第28日。经解剖发现,样本No.3坏死的肝脏出现大量脂滴,且脂滴数量远超样本No.2,证明其减压症明显并最终导致死亡。虽然SGPT加压水箱的治愈率并非100%,但已有成功治疗驯化从650m水深采集而来生物的例子。
也因此,水族馆方面相信通过对此系统的不断改良将能提高深海生物的存活率。如果有机会到美丽海水族馆,在前往深海区途中,请留意一扇透明而紧闭的玻璃门,可以轻易瞧见SGPT加压水箱(前面的图D)的全貌,它可是我们能在普通水箱看到深海生物的大功臣。
值得一看的深海移民麦氏大鳞大眼鲷 Pristigenys meyeri 它圆溜溜的大眼睛与鲜艳的橘红色花纹令人印象深刻,红白相间的主体配色也颇为喜庆,完全不是深海昏暗、随便长长的样子。它们通常是生活在水深100~200m的岩礁区域的稀少品种,如今是经过SGPT加压水箱的治疗以及驯化后健康存活,成为馆中最受欢迎的住民之一。
龙宫樱海星 Astrosarkus idipi 它们是2003年报告的新种,至今仅发现数只,是一种颜色赤红、带有樱花粉色斑点的的大型海星,直径甚至可以超过40cm,生活在水深67~210m之间。世界范围内,冲绳美丽海水族馆是首家展出其活体的水族馆。亲眼看见时,觉得它真是胖乎乎十分讨喜。
甘氏巨螯蟹 Macrocheira kaempferi 作为世界上体型最大的蟹,其气势必须亲眼一见才能体会,据说它的双螯张开可超过4m。水族馆的深海区水箱里养着数只,不是特别好动,易于拍照留念。切记深海区环境幽暗,虽然馆内拍照自由可以开闪光灯,但玻璃反光不说还影响他人,我的经验是可以尝试开夜景模式进行拍摄。如果懂得日语,可以与讲解员聊聊它们在馆内“心情不好不蜕皮”的趣事。
写在最后反对水族馆的人说水族馆本质是个商业设施,以利为先;而水族馆支持派高举科教大旗,却往往难以服众。必须承认的是,哪怕是在海边玩浮潜或是背上氧气瓶去探一探海中生命,总有一些是无法轻易看到的;去看海洋纪录片,又难免少了一分“近在眼前”的真实感受。水族馆,仍然是当下无法被取代的一个接近海洋生物的途径。假设去水族馆只是走走逛逛,随口记了几个名称、出门便忘,实在对不起自己付给水族馆的门票钱。
若是水族馆本身足够优秀,而游客只是囫囵吞枣过眼瘾,岂不是买椟还珠甚是可惜。在冲绳美丽海水族馆多次游览的经历与自己的专业知识,让我对这家水族馆是愈发喜欢,这次想给大家介绍一些普通游客不曾在意的地方,或是介绍水族馆背后的故事,也算是我学以致用时的自我满足吧。欢迎大家到冲绳美丽海水族馆一览深海奇妙!