科学家们发现了生活在海底火山洞穴中的管虫和蜗牛等动物群落，揭示了一个此前未知但繁荣的生态系统。在施密特海洋研究所的研究船“Falkor (too)”上进行的一次长达30天的探险中，研究人员在探索中美洲附近的东太平洋海隆下的海底火山时做出了这一惊人发现。这是一条火山活动带，位于太平洋底，两个构造板块交汇之处。沿着这条脊分布着热液喷口，即从海底喷出的海水与地壳下的热岩浆结合形成的一种水下温泉。
各种海洋生物聚集在这些喷口周围，它们喷出的元素帮助细菌、贻贝、管虫和其他动物在极端海洋深度中生存。尽管热液喷口周围的生态系统已经经过深入研究，但喷口下方的区域大多仍未被触及。使用遥控潜水器SuBastian，研究人员揭开了一部分海底底层，发现了一个惊喜：与喷口相连的洞穴里充满了巨大的管虫，有的长达1.6英尺（0.5米），以及其他动物。
这个发现表明海底和底层生态系统之间存在连通性，使得生命可以在海底与海底下的不期而遇的地方繁荣发展。研究团队在2023年夏季首次观察到这一底层生态系统，研究表述了这些环境和动物，已经在《自然通讯》期刊上发表。“我们想了解动物如何移动以及如何散布，所以我们首次观察了底下的世界，”
研究合著者、荷兰皇家海洋研究所的海洋生物学家、资深科学家Sabine Gollner博士在施密特海洋研究所发布的视频中说，“动物能够在热液喷口下方生存，对我而言这是不可思议的。”海底的“地下世界”科学家们长期以来对聚集在热液喷口周围的动物生活感到好奇，并在过去50年里研究过这些独特的生态系统。
随着地球构造板块的移动，新的热液喷口随着时间而出现，而像管虫这样的基础性海底动物据知可以在短短几年内居住到新的喷口上。基于热液喷口释放的液体样本，有研究还表示在海底下存在微生物生命。研究小组观察到管虫生活在喷口附近海底裂缝几厘米深的地方，但研究团队不确定小于0.04英寸（1毫米）长的管虫幼虫如何克服水流在这些空间中定居和生长。管虫是固定生物，就像藤壶一样，在一处定居并生长而不移动。
“因此我们推测管虫幼虫可以在下面的裂缝中借着热喷口液体进行穿行，从下面殖民表面喷口，”Gollner在邮件中说道。由研究小组负责人、维也纳大学湖泊学和海洋生物学系教授Monika Bright博士领导的科考，设计了一项实验，在海底下8,251英尺（2,515米）放置网盒以采集地壳裂缝的样本。但Gollner说，这比预期更加困难。直接证明海底下动物生活需要更多体力——从字面上讲。
“我们需要有创意，并基本上应用新方法，”Gollner说，“翻转岩石打开了我们对热液喷口地下世界的视野。”研究团队利用SuBastian机器人探测器在海底岩石上钻小孔并将它们举起。机器人的手臂翻转了一小块火山外壳，露出了热液喷口下的空洞，洞内水温达75华氏度（24摄氏度），还有幼虫和成虫态的管虫、像蜗牛一样的移动动物，和化能合成细菌。阳光无法穿透海底来帮助生物通过光合作用将元素转化为氧和糖份。
相反，化能合成细菌利用化学反应来产生其他聚集在喷口附近动物用以生存的糖。“这项发现大大扩展了我们对深海热液喷口动物生活的理解，”Bright在声明中表示。“两个动态喷口栖息地一同存在。表面与下层的喷口动物共同繁荣，依赖下面的喷口液体和上面的海水中的氧气。”揭示这一此前未知的亚生境表明海洋深处或其地面上可能存在更多尚未被科学家记录的生物，海洋普查的海洋生物学家和科学总监Alex Rogers说。
Rogers并未参与这项新研究。也有可能这些地下生态系统在喷口变为非活跃后仍然存在，因此它们可以为其他物种形成新的栖息地，他表示。“这份论文增进了我们对喷口生态系统的理解，阐明喷口生物群如何维持，并得知这些系统中存在多少生命。”Rogers说道。保护地下世界
然后，研究小组希望确定是否所有深海热液喷口下方都存在生命，以及洞穴在水平和垂直方向上延伸多远，Gollner表示。
“地下地壳中动物生命的发现引发了关于这些生态系统范围的疑问，这范围大于在海底表面所见，”作者在科学报告中写道，“对海底下生物圈中动物生命的研究才刚刚开始。”但研究这些脆弱生态系统时必须极为小心。在研究中，研究人员仅举起了约20×20英寸（50×50厘米）的海底六个小方块，尽量减少干扰。
团队担心对大块海底或任何形式的主要钻探，如深海开采，可能会改变热液喷口的路线，并导致它们从其他地点喷出，导致聚集在喷口周围的动物死亡，Gollner说。“了解了这一点，我们也知道不仅需要保护我们在表面看到的东西，同时也应保护生活在下面的存在，因为这是这个生态系统的重要组成部分。”Bright说。