许多贝类生物也是海洋的过滤者。一些贝类用它们的强健的足,钻进沙或泥里,然后伸出一根称为虹吸管的管子,伸到上面的水中。水通过引入虹吸管被吸入,将水过滤而从中获得食物和氧气,然后再通过虹吸管将水吐出。蛤钻洞的深度取决于它的虹吸管的长度。普通的海扇类的虹吸管很短,所以它必须停留在底部的浅层。然而Temn蛤的虹吸管很长,这种蛤能挖的很深,但仍然能从上面很远的水中吸入食物颗粒。
藤壶是另一种过滤生物。虽然它看上去像一种贝类,但实际上它是一种甲壳类生物,尤其它的幼体阶段更像甲壳类。成体藤壶把自己附着在坚硬的物体表面并在自己身体表层分泌一种保护壳。它的柔软的腿成为摄食附足,从壳的顶部伸出来掘出食物颗粒。藤壶广泛分布在海洋中,它们的幼体的灵活性使自己分散并附着在各种坚硬的物体表面,比如船体、龟壳,甚至鲸鱼的表面。它们还可以有效地关上自己的壳以避免变干或进入淡水,对于适应性较差的海洋生物来说,这样它们可以生活在比较恶劣的环境里。
将粘性的触角伸展到水中是另一种在海流中捕捉食物颗粒的方法。在珊瑚礁环境中有触角的悬浮摄食者包括一种奇怪的管内居住的蠕虫。圣诞树虫有漂亮的颜色和螺旋型的粘性肢体。羽毛掸子虫看起来好像一个拖把,意大利面条虫的触角正如它的名字一样好像意大利面条。
珊瑚被认为是全职或兼职的悬浮摄食家族成员。晚上或白天的某个时刻,珊瑚把它多环的短而粗且刺人的触角伸展到水中捕获那些浮游动物及其他有机颗粒。海葵也是这样,用它们的触角捕获食物颗粒,然后带入口中再传到内脏。悬浮摄食者在干净的水域和沙质底的环境中数量尤其丰富。如果水中的悬浮物比较多,将阻塞它们的摄食器官。自然界赋予珊瑚一面用珊瑚本身构成的挡风墙以对付海洋沉积物的降临。如果少许或适度数量的沉积物落到一个健康的珊瑚上,它会分泌出黏液把它和沉积物一块儿抛弃。为了得到一个珊瑚中心样品钻取珊瑚时,地质学家经常被厚厚一层珊瑚粘液弄得筋疲力尽。
许多海洋生物拨开海底寻找食物。沉积摄食者通过啜食、筛选和拉扯沉积物来获得小片的可食的食物片断。比如海黄瓜和海饼干在沉积物中艰苦的行走,摄取沉积物,并从中剥出有机颗粒物,然后经常以固体小球的形式,释放出剩余的废物。海黄瓜可能用粘性的触角吸人沉积物,或仅仅吸取它们的行走路线上遇到的所有东西。海黄瓜是一种有趣的圆木状的生物。能以变化的颜色、形状和组织出现。因为底栖生物行动慢并缺乏机动性,甚至可能吸附在某个地方,于是大自然赋予它们一些阻止天敌的独特手段。例如海胆有很尖的刺,甚至在刺端还有毒素;海绵和一些虫子具有刚毛的针状物或刺激性的化学物质。海黄瓜有一种完全不同但非常有效的避害方法:它能取出内脏中最精华的部分。一旦受到威胁,它会把身体内部的器官从肛门射向攻击者。海黄瓜的肠子是粘性的细管,它能像网一样附着在捕食者身上,转移攻击者的注意力,为自己寻找安全脱险的机会。像海星将其“胳膊”脱落然后再生一样,海黄瓜也可以再生它的内部器官。有一些沉积物摄食者,比如海黄瓜,对食物非常挑剔,它从沉积物中选择特定的颗粒或微生物,其他的则吞食任何可食的东西。许多蠕虫和一些甲壳动物也在沉积物中寻找食物。所以在富含大量的泥、有机物的海底沉积摄食者异常丰富。
在底栖王国里也有植食者,即海底藻类和海底植物的摄食者。很多底栖的食草动物用专门的摄食器官把藻类从岩石或珊瑚上刮下来,或者把它嚼碎。其中蜗牛就是一个很好的例子,它有像舌头一样的旋转齿舌,上面长满像剃刀一样的牙齿。当它摄食时,慢慢地在长满藻类的某物体表面移动,舔着下面的底质,然后把多汁的食物刮掉。因为舌齿上的牙齿不断的磨损,蜗牛又在齿舌的背部末端长出新的,更尖的牙齿,然后慢慢地向前旋转代替旧牙齿。很多蜗牛及其亲缘生物产生了粘糊糊的粘液,正好为切、磨、刮海藻提供优良的润滑油。海螺壳,曾经在热带地区很普遍,它能分泌出大量对自然界来说极有黏性的黏液。水和肥皂都不能驱除海螺壳黏液,它需要酸性物质比如醋、柠檬、酸橙汁等来完成这项工作。蜗牛齿舌的牙齿的精心安排和形状根据摄食喜好的不同而不同。
蜗牛寻找食物的地方是其他动物很少去的地方。如多岩石的潮汐区、红树林区、盐沼泽区通常就有很多玉黍螺。不像其他的海洋动物,它能抵挡海水周期的进退。在低潮时,玉黍螺能缩进它的贝壳,关闭它的舱口(肌足上的薄而硬的起保护作用的圆板),用粘液把自己黏附在基质的下面。当潮退的时候,壳外是干燥的,但壳内的生物体仍保持湿润。当海流重新回来时,蜗牛会打开封口,开启舱口,再次出来,开始摄食。
海胆不仅摄食植物,还摄食动物,像蜗牛一样,它们用特定的工具刮、磨食物。在它多刺的身体下面,藏着一个称为亚里士多德灯笼的器官,它看上去像关闭花办的花。但这种花的重叠的花瓣由坚硬、形状多样的、含钙的盘子组成。海胆的肌肉控制着这个结构的长度,在这个器官的末端还长有尖齿。亚里士多德灯笼是非常有效的刮食工具,它能在基质表面或上、或下、或左、或右的摆动。棘皮动物比如海胆和海星的另一个突出特点是它们的管状足:末端具有粘性小球的细管状线,它可以说是一种水力运动系统。在移动时,棘皮动物用体内的海水使管足膨胀起来,伸出它的脚,然后向前移动,它末端的胶粘物质把它黏附在其下的基质表面上。然后管足放气缩小,并退回,就这样海星或其他的棘皮动物推动自己向前(或向后,因为它们没有头和尾),接着再把它们的粘性爪子解放出来,这种过程不断地重复着。如果你小心地捡起一只海星或海胆,你会很容易想像到粘性管足的吸附行为。
底栖生物中还有一些喜欢食肉的生物——海底猎人和清道夫。许多海底肉食性动物对食物非常挑剔,但有些种类如海底清道夫,几乎无所不食,甚至自己的同类,或死的、垂死的都不放过。底栖生物利用它多种感觉器官,包括视觉、嗅觉、触觉或对化学物质的辨别,找出它们的猎物,所以这些生物在捕捉及摄食猎物方面都是很有创造力的。
某些蜗牛的舌齿不仅仅是一种猎食工具,也是一种危险的武器,它能锯、钻、开启蚌类、蛤类、牦类的外壳。项链壳蜗牛的舌齿的末端甚至用硫酸腐蚀猎物的壳来加速烦琐的摄食过程。一些蜗牛甚至向它们的猎物喷射一种致命的毒素。其中最有效的武器要属锥壳蜗牛的武器了,它的舌齿像鱼叉一样戳向猎物,舌齿的末端有神经毒素。在太平洋,尤其是锥壳蜗牛的有毒种类已经导致了很多人的死亡。
经我们的观察,海星好像是仁慈谦逊的生物,它躺在水浪下或在水底慢慢地移动。然而对生活在海底的生物来说,海星是一种应该警惕的生物,因为它是以贝类、珊瑚,甚至其他海星为食物的饥饿捕食者。海底摄食方式中更有趣但很肮脏的一种方式是,某些海星竟然把自己的胃挤出体外,吞入并消化猎物,并把饱和的胃再缩回体内。它们吸管似的足可以分辨出牦类、蛤类及其他贝类,再用移动性的胃侵略无助的软体动物,并它们这些美味的食物消化掉。在澳大利亚的大堡礁里,最贪婪的食肉动物是黄冠刺海星。它选择一种似乎很好吃的珊瑚,在珊瑚的顶部展开自己的胃,然后再用消化酶把珊瑚组织消化成一种“汤”。当海星把自己的胃收回时,原来的这片珊瑚只留下一块无生命的白色骨骼。最近几年,澳大利亚的黄冠刺海星的爆发导致大范围的大堡礁损害。但导致海星数量爆发的原因尚不清楚。很多人怀疑是由于从陆地流人浓度很高的营养盐,使浮游植物过度繁殖,以此为食物的海星幼体随之大量繁殖起来。另一种观点则认为过度渔业捕捞减少了海星的捕食者,从而增加了海星种群的爆发。
章鱼是海底中最热衷于狩猎的“猎人”。它是一种聪明而有耐性的海底捕食者,在岩石底部觅食,或者伪装起来等着猎物自投罗网。一旦捕获,它的猎物几乎没有机会逃脱它那8个带有吸管的触角和能够分泌毒素的颚。
一些甲壳动物,尤其是一些小型螃蟹类,是过滤摄食者,但大多数甲壳动物,包括龙虾和小虾,是猎食者或腐食者。一些小虾是装备最成功的猎食者。比如,螳螂虾喜欢捕食鱼、蟹、贝类。它有高度演化的眼睛,眼珠可以独立地转动,还可以察觉不同的颜色、光强、及非常微弱的水流。一旦发现猎物,螳螂虾用它的附肢插向或压碎它的美餐达到猎食的目的。另一种虾,配备有眩晕枪,即用声音震惊猎物。这种能发出劈啪声音的虾通常可以在暗礁的空隙里见到。因为当它接近猎物时,用节肢产生咔嚓的声音,这种驱动力可产生使猎物不能忍受的震动波。把水诊器放在暗礁上部的水中,可以清楚地收集这种小而机敏捕食者的声音。更可怕的一种捕食者是着色的跳舞虾。它是一种成对地生活在暗礁中的狡猾的生物。作为一种夜间捕食者,这种虾一旦发现海星后便捕获它,再把它拽回自己的窝,然后将捕获的海星翻过来以免它逃跑,在几天之内将海星一条腿接一条腿的一片片撕下吃掉。这样仍然活着的海星为狡猾的虾提供了超鲜食物的永久贮藏库。总之,大多数甲壳动物是腐食捕食者,残废的、垂死的或者已死的海底生物,或者自己的同类,都是它们的摄食内容。对人类来说,幸运的是,海洋中“阴险狡诈”的底栖世界被小型生物所支配。
底栖生物除捕食之外,很多时间都用在逃避捕食者上。一些生物仅仅靠游泳逃避它的敌人,而另一些则必须选择其他的防御策略。如果必要的话,甚至瘦长的龙虾都可以游泳,它通常藏在海底的裂缝来躲避饥饿的捕食者。然而在不隐蔽的地方一旦被捕获,龙虾便利用尾巴猛地一击,在瞬间内向后游去。很多生物会把海底隐蔽的地方作为自己的藏身之地,或者如果属于有壳的种类,就会躲在自己保护性的盔甲里。另一些底栖生物也可以挖地洞逃离危险;还有一些生物用刺、分泌毒素、或像海黄瓜一样吐出内脏等特殊防御方式逃避敌人。
海底生物的另一种保护方式是,以安全为目的与其他生物建立一种伙伴关系。也许最广为人知的而且已被拍摄下来的例子要数伶俐的太平洋小丑鱼(clownfish)和它的有很多触角的宿主——海葵了。小巧而有斑纹的小丑鱼成对的生活在海葵带刺的触手的保护之下,反过来说,他们同时也抵挡了海葵的潜在敌人。实际上小丑鱼可以说是能与敌人,更确切地说是与海葵共眠。海底生物的进一步研究揭露了这样一个事实:表现高度有组织的复杂的种间关系的例子越来越多。一些珊瑚种类中存在优势等级次序,像金字塔结构一样。虽然某些相邻的种类能和平地在海底生存,但某些珊瑚在一起时则发动战争。当两个相克的珊瑚组织相碰时,战争就爆发了,其中一种珊瑚利用线型的肠细丝来袭击另一种珊瑚。在珊瑚金字塔型的等级结构内,某些种与另一些特定的种类相斗时总能在战争中获胜,这样就以相邻珊瑚的牺牲为代价而拓展了自己的地盘。
底栖生物可通过各种无性和有性生殖方式繁殖。海洋喷瓜,相对来说是一种小且简单,蓓蕾形状的生物,一丛丛地附着在海底。个体海洋喷瓜通过简单的出芽生殖,本质上是利用自我克隆的方式来繁殖后代。一些珊瑚也可以通过这种方式进行生殖,另外一些珊瑚则通过分裂方式进行生殖。当一枝珊瑚组织脱落以后,在合适的条件下,脱落分裂的这块珊瑚碎片可以再重新长成一群新的珊瑚丛。另外珊瑚还可以通过产卵进行繁殖。把精子和卵子释放入水中。就一片暗礁来说吧,它们在一年中的同一时间产卵,甚至可以在同一天内产卵。在佛罗里达、加勒比海、墨西哥湾,这种时期发生在8月份满月后的一周内。产卵期间,小而圆的珊瑚卵和线形精子像一阵雨似的洒向水体表面,这时水会变得阴沉沉的。到晚上,海底大规模的珊瑚产卵是一个非常壮观的景象,如果有人能亲眼看到的话,那真是太幸运了!大量可食的珊瑚卵子、精子吸引了蠕虫和一些小型的动物,它们开始疯狂地摄食。如果珊瑚卵能幸存并繁殖孵化出来,就会形成浮游生物幼体。其他的许多底栖生物,包括甲壳生物、贝类、棘皮类、蠕虫类、海绵也能产生浮游生物幼体,它们在“定居”到海底之前可以在海水表层存在几小时、几天,甚至几个月。关于幼体怎样在海底选择定居的地方,选择什么样的地方,为什么选择这样的地方是科学家们热衷于研究的问题。有些生物好像是被某种化学元素吸引而来的,这种元素可能是由同种或者其他相关种类的个体产生的。环境条件比如:温度、海流、盐度、光、海底类型等对幼体何时何地下沉到海底,并生长为成体起着很大的作用。
物理和生物因子的大范围的变化影响着底栖生物的生存及种间关系。底栖生物的生物学和生态学包括很多内容,不能在这里详细地描述,但是有一种特殊的海底环境值得具体讨论:这就是深海热泉。
深海热泉群落
毫无疑问,20世纪,在活跃的深海热泉中我们发现了全新的完全没有预料到的生态系统,这是20世纪海洋生物学中最壮观的事件之一。1977年,当地质学家第一次描述深海热泉口的大量奇异的生命形式时,生物学家不以为然。起初,他们认为这些观点完全是不可信的——地质学家知道什么?但经过大量的观察和实践,生物学家不仅信服了,而且完全惊呆了。没有一个人能想像到这么多奇怪的生命形式能在这样一种缺乏阳光、缺乏海浪的冲击,并具存在捞在毒性的化合物的环境下生存。现在我们看来这些深海生命的“花园”是极为常见的,不仅在世界范围的热、暖热液层可以见到,而且在冷气和石油渗漏处也可以见到。我们有限的深海样品和有限到达海底的手段,使我们不能完全地了解海洋生态系统。300多种海洋生物新种类现在已经被发现,包括新的蛤、管虫、小虾、螃蟹、蚌类、管水母类和细菌类等。与地球上的其他生态系统不同,深海热泉群落不通过光合作用从太阳那里获得能量,而是通过化能作用,仅仅利用化合物作为生长需要的物质和能量的源泉。