这些海洋生物会形成壮观的粘液网来捕捉食物

所有动物都必须进食才能生存。如果你以前听过“食草动物”这个词，你可能会想起熟悉的农场动物，比如在牧场上咀嚼的牛或羊。但海洋也有自己的食草动物，它们的体型和进食技巧非常不同——甚至很奇怪。这些无脊椎动物中有一组不使用牙齿，而是使用粘液片来消耗大量微小的植物状颗粒。在我们的新论文中，我和我的同事为这个被忽视的群体提出了一个新的分类：“粘液网食草动物”，以表彰它们不同寻常的进食策略。

与我们鼻子里的粘液不同，这些海洋食草动物的粘液层看起来无定形且呈块状，而粘液层可以构造成华丽​​的网状结构。这些粘液层可以像过滤器一样捕获细菌等小食物。相比之下，食草动物本身就很庞大：比它们的食物大 10,000 倍。如果人们吃这么小的食物，你就得从餐盘里挑出盐和糖粒。

像我这样的海洋生物学家过去认为粘液食草是一种“包罗万象”的进食策略——这种想法是这些家伙只会吃掉它们粘液膜捕获的任何东西。但最近的技术进步帮助我们了解到粘液食草动物可能很挑剔。它们吃什么——或不吃什么——会影响海洋食物网。

粘液网放牧是如何起作用的？

粘膜网状食草动物包括海瓶藻、火体虫、海鞘、翼足类和附肢类。它们通常身长几厘米，大约从指甲盖大小到手掌大小不等。有些粘膜网状食草动物形成群落，由许多个体组成，这些个体的长链可以更长。与硬体浮游生物相比，这些生物体型较大，水量较大。如果你踩到它们，它会被压扁，而不是嘎吱作响。水体使它们能够快速长大。

粘液网食草动物是自由漂浮的，适合在公海生活。它们远离海岸，食物稀缺，而且通常很小。粘液网的微小孔洞和纤维使它们能够捕获微小颗粒，然后吞下这些颗粒，有时连同粘液一起吞下。

与编织觅食网的蜘蛛不同，这些食草动物有一种特殊的器官，称为内柱，可以分泌粘液网。根据食草动物的不同，粘液网可以位于体内或体外。例如，一组动物会分泌出一个粘液泡，这个粘液泡大到足以让动物像在房子里一样住在里面。另一组动物，绰号为海蝴蝶，会分泌粘液网，粘在它们的翼状脚上。这些粘液网的大小从一英寸到 6 英尺不等。

历史上，科学家认为粘液网食草动物会吃掉通过粘液筛的任何东西——就像厨房水槽排水管里的过滤器，可以过滤流入的所有特定尺寸的食物。我的实验室和其他实验室最近的研究挑战了这一假设，并表明它们的进食可能具有高度选择性。粘液可能完美地捕获某些食物颗粒，而根据大小、形状或表面特性完全拒绝其他颗粒。

例如，当呈现棒状和球形食物颗粒的混合物（形状不同，但大小相似）时，一种粘网食草动物会优先吞咽球形颗粒。

这有点像选择炸薯条而不是炸薯条：它们都是用土豆做成的，大小大致相同，但形状不同。然而，粘液食草动物的食物“选择”是被动的，与不同形状的猎物如何在海水中定位和拦截网有关。

食草动物可以“挑选”猎物，但猎物也可能对此有发言权——无论是被动的还是主动的。例如，一些细菌具有类似特氟隆的表面，不会粘附在粘液网上，因此它们几乎不会被吃掉。直到最近，人们才开始重视所有不同猎物特性如何影响食草行为。

研究不足但并非不重要

海洋学家对物质如何在海洋中移动以及生物如何介导这一过程很感兴趣。粘液网食草动物可能是这一循环中被忽视的一部分。

它们无法平等地捕获所有猎物，这一事实对碳在海洋中的移动方式有着重要影响。粘液食草动物进食后，会将未消化的食物颗粒包装成粘液结合的粪便颗粒或其他废弃物。用粘稠的粘液重新包装猎物颗粒会将小猎物浓缩成更大的聚集体，从而使它们更快下沉。这最终会将有机物质转移到海洋深处，可能储存数年甚至数百年。在深海，大多数生活在海面附近的海洋生物无法获得这种物质。

直到过去一二十年，科学家们还没有技术工具来观察粘液网食草动物在其原生栖息地中以适当的微小尺度发生的情况。由于这些生物非常脆弱，现在我实验室和其他实验室的研究人员使用水肺潜水或机器人直接在水下观察它们。这些使用高速摄像机和水下显微镜进行的近距离、仔细的观察或在自然环境中进行进食研究向我们展示了它们如何选择某些颗粒并拒绝其他颗粒。

进一步的进展将结合水下方法与成像和基因测序的最新发展，以揭示粘液网状进食者在塑造海洋微生物群落结构方面的作用。水下成像可以不受干扰地观察这些脆弱的生物。研究人员可以观察单个粒子在网格上的行为以及它们最终是否被捕获。在进食研究中使用的基因测序有助于科学家识别和区分通常肉眼看不见的微小微生物群。

了解哪些颗粒被消耗以及哪些颗粒不会被消耗，可以让我们了解粘液食草动物对海洋食物网的影响。

海洋变化，影响变化

粘液网食草动物的挑食行为可能对生物地球化学循环产生深远影响，尤其是在不断变化的海洋条件下。海洋温度、营养物质的可用性以及猎物的类型和数量等环境因素会影响粘液网食草动物出现的时间和地点、它们停留的时间以及它们对海洋食物网的影响。

一种更热带的粘液食草火虫（ Pyrosoma atlanticum ）提供了一个案例研究。它们常见于南加州北部较温暖的水域，2014 年它们出现在俄勒冈海岸时，让科学家和渔民都感到困惑。

没人知道火体虫出现的原因，但海洋温度大约在同一时间变暖。与其他粘膜网状食草动物一样，火体虫的细小过滤器使它们能够吃掉与较温暖、营养较少的表层水有关的较小颗粒——这些猎物太小，大多数其他动物无法捕捉。我的实验室与西海岸的其他研究人员一起，正在积极研究火体虫出现的原因、它们可能如何影响海洋生态系统以及它们是否会持续存在。

与陆地上的食草动物相比，研究海洋中的食草动物本质上更具挑战性；我们将继续通过它们吃什么来了解它们。

本文由肖肖尼-班诺克部落鱼类和野生动物部的研究生物学家 Keats Conley 共同撰写。

凯利·萨瑟兰 (Kelly Sutherland) 是俄勒冈大学的生物学助理教授。本文最初发表于 The Conversation。