Satu pagi yang mengalir dari pulau Luzon, landasan terbesar di kepulauan Filipina, saya kembali mengangkut sebuah bot kayu sempit dalam skuba dan turun ke Batangas Bay. Cahaya berbayang dari turquoise kepada kacang hijau apabila permukaannya surut. Pada 85 kaki, saya berjumpa dengan lima penyelam menaik, mayat mereka terbungkus dalam karet mekanik hos dan tangki keluli dan kamera-lebih dari 100 paun gear setiap orang. Bart Shepherd, salah seorang ahli fintion bionik ini, melepaskan saya sebuah karung mesh yang penuh dengan spesimen, setiap haiwan hanyut dalam beg plastiknya sendiri seperti kandungan dunia salji. Saya mengamati binatang-binatang di dalamnya: karang-karang dawai oren yang meriah, jeli jepit diaphanus, gobies tidak lebih daripada jarum pinus. Beberapa organisma ini tidak pernah diterangkan oleh sains.
Kandungan Terkait
- Bagaimana satu Pasukan Ahli Sains Bertolak Terhadap Ekosistem Terumbu Karang?
Spesies yang tidak ditemui banyak terdapat di Zon Twilight, kumpulan global terumbu karang yang kurang dikunjungi dan kurang difahami. Terumbu karang yang menguasai imaginasi yang popular-dan kesusasteraan saintifik-adalah taman yang cetek, diterangi matahari, dapat diakses bahkan untuk penyelam amatur. Walau bagaimanapun, tenggelam di bawah 130 kaki, dan anda akan mendapati diri anda berada di dunia yang baru. Mengenal karang keras yang dihasilkan dengan batu karang bertekstur lembut yang gelombang dalam impian semasa seperti demam Seussian. Parrotfish dan rabbitfish cede kepada basslets bercahaya dan squirrelfish bermata goggle. Zon Twilight, yang dikenali sebagai penyelidik sebagai zon mesopotik atau "tengah cahaya", adalah kekurangan terumbu kehidupan tumbuhan, kerajaan pemakan plankton dan karnivora.
" Ia hebat untuk menurunkan sampingan bot dan jatuh bebas ke tempat yang tidak pernah ada sebelumnya, " kata Shepherd, pengarah akuarium di California Academy of Sciences, memberitahu saya sebaik sahaja kami muncul dan kembali ke kapal menyelam, sebuah kraf Phillipines tradisional yang dipanggil bangka . Setelah berada di bawah air selama lima jam, di kedalaman yang tekanan melebihi 200 paun per inci persegi, Gembala nampaknya terkuras tetapi berpuas hati. "Saya suka bahawa anda masih boleh melakukannya di planet ini, " katanya.
Terumbu karang adalah antara habitat paling terancam di dunia: ditekankan oleh perubahan iklim, dirampas oleh penangkapan ikan yang berlebihan, diracuni oleh pencemaran. Tetapi sementara pemuliharaan telah menimbulkan rintangan kepada karang, terumbu dalam telah lama tidak dapat dilihat dan dipikirkan. Dalam dekad yang lalu, yang telah mula berubah: Lebih 500 kertas telah diterbitkan mengenai terumbu mesophotik sejak 2010, lebih daripada dua kali ganda dalam 50 tahun yang lalu. Kini menjadi semakin jelas bahawa zon mesopotik dunia mempunyai bahagian yang tidak seimbang terhadap kepelbagaian biologi laut.
Dalam kepelbagaian biodiversiti mereka yang luar biasa, zon Twilight di dunia menyerupai apa-apa di pulau-pulau di bawah laut. Sejak Darwin, para ahli biologi telah mengiktiraf bahawa pulau-pulau daratan adalah spesies spesiasi-bahawa, seperti penulis sains David Quammen pernah menyebutnya, "pengasingan geografi adalah roda evolusi." Seperti halnya Galapagos yang mempunyai finches dan kura-kura yang unik, Zon Twilight berfungsi sebagai pulau-pulau yang mendalam, memusnahkan spesies endemik berdasarkan kesendirian mereka.
Pemahaman sains terhadap zon mesopotik yang semakin meningkat telah berjaya. Hanya segelintir penyelam teknikal elit yang mampu menembusi jurang kejam Zon Twilight. "Pemikiran utama anda apabila anda berada di sana, " Luiz Rocha, Pengkaji Ikan Akademi California dan pimpinan bersama ekspedisi, memberitahu saya petang itu, "menjaga diri anda hidup."
Beberapa saintis telah meneliti lebih banyak terumbu yang belum diterokai daripada Rocha, Shepherd dan pasukan mereka. Sejak tahun 2013, Akademi California telah melancarkan satu siri ekspedisi penyelidikan ke Zon Twilight di tempat-tempat seperti Vanuatu, Pulau, Pulau Paskah dan Brazil. Musim panas lalu saya menyertai pasukan selama seminggu menyelam di sepanjang Pulau Verde Filipina Passage, sebuah sempit sempit di mana berlanggar arus menyumbang beberapa habitat marin terkaya di planet ini. Krew sembilan orang Akademi mencari jawapan kepada satu siri soalan mendesak: Apakah jenis spesis kerap mesopotik? Bagaimanakah terumbu dalam menghubungkan dengan rakan-rakan mereka yang cetek?
Dan, yang paling mendesak: Apa yang diperlukan untuk memelihara ekosistem yang begitu jelas sehingga beberapa orang menyadari ia ada?
Spesies baru kupu-kupu ditemui oleh pasukan penyelaman California Academy. (Luiz Rocha / Akademi Sains California) Asal-usul zaman penerokaan bawah laut moden hingga 1943, ketika Jacques-Yves Cousteau bekerjasama dengan insinyur Emile Gagnan untuk menciptakan Aqua-Lung. Ciptaan mereka, alat pernafasan yang membekalkan penyelam udara dari silinder gas mampat, menimbulkan penyelaman skuba moden dan era penyelidikan laut yang keemasan: Akhirnya para saintis dapat meneroka laut tanpa ditambat ke permukaan oleh selang. "Pada waktu malam saya sering mempunyai penglihatan terbang dengan memanjangkan tangan saya sebagai sayap, " tulis Cousteau dalam catatannya, The Silent World, pada tahun 1953. "Sekarang saya terbang tanpa sayap."
Pada hakikatnya, sayap Cousteau masih dipotong. Batasan kebiasaan scuba konvensional di sekitar 120 kaki; turun lebih mendalam, dan anda menghadapi maladies yang mengancam nyawa untuk mengisi buku teks perubatan. Beberapa orang memahami bahaya terumbu karang yang jauh lebih baik daripada Richard Pyle, ahli zoologi Hawaii yang lumpuh buat sementara waktu oleh pertikaian yang hampir mati-matian penyakit penyahmampatan-keadaan menakutkan yang dikenali sebagai selekoh, disebabkan oleh pertumbuhan gelembung nitrogen dalam pelbagai 'serangan darah semasa pendakian yang terlalu cepat-sambil mengejar ikan di Palau pada tahun 1986.
Walaupun Pyle, yang berusia 19 tahun, berjalan dengan tongkat selama setahun, berusnya dengan kematian hanya membantunya keinginan untuk melawat ke dalam. Pada akhir 1980-an, beliau dan orang lain menyesuaikan teknik menyelam tentera laut untuk penyelidikan terumbu, melancarkan revolusi teknologi yang membuka Zon Twilight untuk belajar buat kali pertama.
Usaha mereka menimbulkan konsep kita tentang struktur terumbu karang. "Terumbu mesophotic ternyata menjadi 80 peratus habitat, " kata Pyle yang mengagumkan hari ini. "Selama beberapa dekad, perspektif kami terhadap terumbu karang adalah ke belakang."
Walaupun inovasi Pyle membuat penjelajahan Zon Twilight - "sukar bagi orang untuk membuat kesilapan yang bodoh dan membunuh diri, " katanya kepada saya - ia tetap menjadi cabaran teknikal yang menakutkan, seperti yang saya dapati ketika saya melawat kru Akademi California di Filipina. Di dalam persekitaran bertekanan Twilight, udara lama yang baik bertukar menjadi toksik: Kepekatan oksigen yang normal akan menyebabkan kejang, manakala nitrogen boleh menjadi narkotik yang sangat membingungkan yang menambahkan dua dan dua pada jari anda terasa mencabar sebagai fizik teori. Untuk mengatasi kesan-kesan toksik ini, penyelam menghirup koktail gas campuran khas yang bahan utamanya adalah helium.
Ada alasan Bart Shepherd dan penyelam Akademi California lain muncul begitu berat dengan jentera: Kehidupan mereka bergantung pada bateri gear yang tepat ditentukur. Rebreathers mengitar semula setiap nafas; kanistri penyejuk menangkap karbondioksida dioksida dengan mengubahnya menjadi kalsium karbonat; komputer menyuntik sedutan oksigen tepat ke dalam selang udara. Setiap penyelam membawa tiga tangki sandaran, sekiranya rebreather gagal dan mereka harus berundur ke permukaan.
Pada menyelam musim panas lalu, Mauritius Bell, sarjan latihan Akademi dari seorang pegawai keselamatan menyelam, akan memulakan pagi dengan mengkaji semula dengan kru semua cara yang luar biasa yang mereka boleh binasa di bawah air. "Tidak ada apa-apa perkara yang kami lakukan, " katanya. "Ini adalah rumit seperti menyelam."
Penyelamatan Twilight akan diselubungi lagi oleh masa. Semakin jauh anda pergi dan semakin lama anda habiskan pada kedalaman, lebih banyak nitrogen tisu badan anda menyerap, dan semakin besar risiko anda terhadap lengkungan yang ditakuti. Pada penyelaman terdalam mereka, Gembala, Rocha, dan rakan sepasukan mereka boleh membelanjakan tidak lebih dari 10 minit di bawah, menjadikan setiap keturunan sebagai perebutan gila untuk mengumpul haiwan, menghitung ikan, dan menembak video sebelum lampu kilat pada paparan retina mereka memberi amaran kepada mereka masa berharga mereka sudah selesai.
Separuh masa melalui ekspedisi 10 hari Filipina, keletihan merangkak ke dalam pasukan, diam dan memakai sebagai gelembung nitrogen. Para kru telah mengumpulkan dua sampel ikan karang dan mengangkut mereka ke sebuah akuarium sementara di bilik hotel tempatan untuk pengangkutan balik ke California. Yang lebih sukar difahami ialah sasaran utama mereka: invertebrata mencolok yang dikenali sebagai jeli jilbab, yang dipanggil pasukan "Peeps laut" untuk persamaan lulus mereka dengan permata marshmallow berbentuk bunny.
Semasa ekspedisi yang lepas, jeli-jeli jepit telah menghiasi hampir setiap permukaan di zon mesopotik Teluk Batangas. Kini anda boleh mengira semuanya pada satu tangan bersarung. Ketiadaan yang tidak dapat diterangkan mereka seolah-olah mengejek Gembala dan Rocha, satu peringatan mengejek betapa sedikitnya mereka tahu tentang zon Twilight Zone.
"Tahun lepas kita boleh mengumpul 50 buah Peeps laut pada satu menyelam, " Rocha menghela nafas malam itu sambil duduk di teras hotel, bir di tangan. Dia mengerang, bunyi yang mengandungi nota kekecewaan dan keletihan. "Saya rasa seperti saya digantung di atas rasuk dan memukul dengan kelawar besbol." Rocha membuka komputer ribanya untuk mengkaji semula gambar hari itu dan dengan cepat bersorak-sorai di hadapan Grammatonotus brianne, basslet dengan ekor flamboyan dan sayap berwarna gelap - ikan dan rakannya hanya menggambarkan tahun sebelumnya. "Kami mempunyai kira-kira 15 spesies baru yang perlu kita terangkan dalam barisan sekarang, " katanya kepada saya.
Sekiranya ada sesiapa yang dapat menyerap hukuman Zon Twilight, itu adalah Rocha, seorang Brazil yang bersemangat tinggi yang memutuskan untuk menjadi seorang ahli biologi ketika seorang guru kelas tiga membawa sebuah tangki yang penuh dengan guppies. Kebanyakan ahli biologi ikan Brazil menimba hati Amazon; Rocha membuat satu perjalanan ke sungai dan memutuskan dia ditakdirkan untuk belajar air masin sebaliknya. Di kolej, dia sering memandu sebuah bot bermotor tiga jam keluar ke laut dan merpati hingga 70 meter di udara biasa, perniagaan yang sama berisiko yang hampir membunuh Richard Pyle. "Ia adalah menyelam gila, " dia ketawa, dengan sedikit kesal.
Pada akhirnya, kelaparannya untuk pengetahuan mengatasi naluri untuk pemeliharaan diri. "Semenjak ketika saya memulakan menyelam, tumpuan saya adalah mencari spesies baru, untuk memahami mengapa dan bagaimana terumbu begitu pelbagai dan bagaimana spesies mereka berinteraksi antara satu sama lain, " katanya. Dan tidak ada yang melakukan penyelidikan ekologi asas yang lebih menyakitkan-atau lebih penting-daripada di Zon Twilight.
Coral cawan oren yang cerah seperti ini hidup di atas permukaan menegak dan gua ke kedalaman yang luas. (Luiz Rocha / Akademi Sains California) Walau apa pun penampilan bunga mereka, karang adalah haiwan. Tetapi mereka juga separuh daripada hubungan simbiotik: Banyak alga mikroskopik rumah yang dipanggil zooxanthellae, tumbuh-tumbuhan photosynthesizing yang memberi makan tuan rumah mereka sebagai ganti untuk perlindungan.
Ini perkongsian halus. Apabila suhu air menjadi terlalu tinggi, karang-karang yang menegangkan panas akan menanggalkan pakaian rumah mereka, memutar putih yang hantu dan, akhirnya, mati, fenomena yang merosakkan yang dipanggil pelunturan. Apabila cuaca panas, pemutihan semakin meningkat. Peregangan panas yang berlanjutan dari 2014 hingga 2017 menimpa 70 peratus daripada terumbu dunia, dan membunuh lebih daripada 80 peratus karang di beberapa penjuru Great Barrier Reef di Australia. Kesan bencana itu akan berlarutan selama bertahun-tahun.
Di mana karang yang mendalam sesuai dengan gambar suram ini telah lama menjadi sumber daya tarik. Pada tahun 1996, Peter Glynn, seorang saintis karang di University of Miami, melancarkan spekulasi dalam kertas mengenai punca pelunturan. Menyedari bahawa suhu air cenderung lebih tinggi di cetek yang cerah, Glynn mengemukakan bahawa kedalaman mesophotik yang sejuk mungkin "menawarkan perlindungan kepada penduduk karang, " yang menyediakan benteng di mana penghuni terumbu dapat membuang masa mereka apabila keadaan permukaan terlalu panas untuk ditangani.
Perarakan para penyelidik telah mengkaji Deep Purse Refugia Hipotesis, menyiasat sama ada Zon Twilight mungkin menawarkan keselamatan bukan sahaja dari pelunturan, tetapi dari tekanan lain di bahagian atas seperti badai, pencemaran dan penangkapan ikan yang berlebihan. Keputusan telah dicampur. Walaupun taufan Caribbean telah memusnahkan karang berhampiran permukaan dan menyelamatkan yang mendalam-satu titik dalam hipotesis 'menguntungkan-sesetengah terumbu mesopotik sebenarnya kelihatan lebih terdedah kepada pemutihan, mungkin kerana karang dekat permukaan lebih baik disesuaikan dengan air panas.
Pada tahun 2017, sebuah pasukan penyelidikan yang diketuai oleh ahli biologi karang Pim Bongaerts di University of Queensland mendapati bahawa karang panci di terumbu dalam Bermudan secara genetik berbeza dari yang cetek, menunjukkan bahawa populasi pada tahap kedalaman yang berbeza jarang dicampur. "Kesimpulan umum saya ialah Hipotesis Refugia mungkin sangat relevan untuk spesies individu tertentu, tetapi ia hanya dapat memainkan peranan terhad dalam ekosistem keseluruhan, " kata Bongaerts kepada saya. "Ia lebih rumit daripada jawapan yang benar atau palsu."
Setakat ini data Akademi California seolah-olah mewakili mogok terhadap Hipotesis Refugia. Daripada berkongsi spesies dengan cetek di atas, Rocha dan rakan-rakannya mendapati bahawa terumbu mesophotik kebanyakannya diduduki oleh ikan unik khusus untuk kehidupan di dalam. Penduduk Zon Twilight termasuk keanehan seperti peri basslet kecil ( Sacura parva ), permata merah jambu dan kuning yang tidak pernah difoto di alam liar sehingga Rocha menangkap gambarnya pada tahun 2017. Gembala melihat beberapa ikan mesophotik sangat terpercaya pada kedalaman tertentu dia tahu sejauh mana dia turun tanpa perlu berunding dengan komputernya.
Dengan kata lain: Ikan zon tidak boleh disambungkan dengan cukup untuk kesan pengungsian. "Malah ikan-ikan yang dicatatkan di kedua-dua cetek dan zon mesopotik yang mendalam mempunyai keutamaan yang besar untuk satu atau yang lain, " Hudson Pinheiro, seorang pelajar PhD ichthyology pada pasukan menyelam memberitahu saya.
Bukan sahaja terumbu dalam berkongsi sedikit spesies dengan cetek, mereka tidak sepertinya berkongsi banyak spesies antara satu sama lain . Apabila pasukan Akademi menyelam Zon Twilight Pulau Paskah, hampir setiap spesies yang mereka hadapi adalah endemik di rantau ini; Sementara itu, hanya sekitar seperempat ikan ceteknya adalah endemik. Penyelidik lain telah melihat pola yang serupa. Apabila Richard Pyle meninjau Atoll Kure Hawaii, dia mendapati bahawa setiap ikan mesophotic tunggal unik ke Kepulauan Hawaii.
Tiada siapa yang boleh menjelaskan bahawa endemisme luar biasa, tetapi Pyle mempunyai beberapa idea. Menurut "Habitat Persistence Hypothesis", keunikan yang menarik dari fauna Zone Twilight ini dihasilkan oleh perubahan iklim bersejarah. Apabila zaman ais menguncup air laut dan lautan yang menyusut, paras laut yang terhempas terdampar banyak terumbu cetek, membunuh penduduknya. Selepas ais cair dan cetek sekali lagi tenggelam, larva ikan dan invertebrata terapung dari terumbu lain untuk recolonize habitat yang baru didapati. Terumbu Zon Twilight, bagaimanapun, terletak terlalu mendalam untuk didedahkan oleh laut yang jatuh, memberikan penduduk mereka lebih banyak masa untuk berkembang menjadi spesies yang berbeza.
Semakin jauh kita menyelam, terumbu dalam yang lebih kompleks menjadi. Pernah tahun menjadi jelas bahawa terumbu yang dalam bukanlah ekosistem monolitik; Sebaliknya, ia adalah kecerunan, spektrum lapisan habitat bertindih yang dicirikan oleh keadaan persekitaran yang berbeza dan komuniti haiwan. Mac ini, sebagai contoh, penyelidik Smithsonian membaptiskan zon baru sama sekali: zon rariphotic, atau "cahaya yang terhad", yang bermula tepat di bawah mesopotik, pada sekitar 425 kaki.
"Penemuan rariphotic itu sebenarnya membantu lebih baik menentukan mesopotik itu, " kata Carole Baldwin, ahli zoologi yang mengetuai kajian itu. "Untuk menentukan sempadan yang benar, anda perlu melampauinya."
Para penyelidik juga mula mengiktiraf ancaman membimbangkan terhadap kesihatan terumbu dalam. Dalam erti kata lain, kerentanan Zon Twilight adalah produk yang tidak dapat dicapai. Di seluruh dunia, pemuliharaan konservasi telah berusaha untuk melindungi terumbu cetek dengan mewujudkan Kawasan Perlindungan Marin, ekspansi lautan di mana kegiatan manusia seperti memancing dibatasi. Selalunya, MPA dilobi dan dibiayai oleh penyelam rekreasi, yang dolar pelancongan menyediakan insentif masyarakat untuk memulihara terumbu karang. Tetapi siapa yang akan melindungi terumbu yang terlalu dalam bagi kebanyakan penyelam untuk melawat?
Malangnya, contoh-contoh Zon Belakang Twilight adalah legion. Selepas penduduk tempatan mengadu tentang sisa perlombongan membunuh terumbu berhampiran pantai di New Guinea, Richard Pyle memberitahu saya dengan rasa tidak puas hati, syarikat itu hanya membuang sampah yang lebih mendalam, "kerana mereka mengira segala-galanya di luar sana hanya lumpur dan cacing."
Sejak rumusan Refugia Hipotesis, Pyle berkata, ahli biologi yang berniat baik telah menyandarkannya untuk menyokong penyelidikan dan perlindungan Zon Twilight. Tetapi jika Zon Twilight ternyata tidak menjadi refugium selepas semua - jika ia diduduki bukan oleh pendatang dari cetek, tetapi oleh makhluk-makhluknya sendiri yang aneh dan indah - yang tidak akan mengurangkan pentingnya menyelamatkannya, semata-mata mengubah rasionalnya. Terumbu dalam tidak adalah tambahan untuk cetek, tetapi cetek evolusi yang menuntut perlindungan dalam hak mereka sendiri.
"Kumpulan menyelam akan meminta untuk melindungi terumbu cetek, dan saintis akan memintanya, dan warga yang prihatin akan meminta, " kata Rocha satu hari di atas bangka kami ketika dia memeriksa peralatannya . Dia meludah di topengnya, menggosok air liur ke sudutnya untuk mengelakkan fogging. "Tetapi untuk terumbu dalam? Ia hanya kami. "
Satu spesies yang belum dinamakan ekor pasir ditemui oleh pasukan. (Luiz Rocha / Akademi Sains California) Pada hari terakhir saya di Filipina, saya mengambil rehat dari membayangi kru Twilight Zone untuk meneroka Batangas Bay dengan Nick Yim dan Marisa Avila, akademi akuatik yang ditugaskan untuk menjaga spesimennya. Kami menyelam berjam-jam di celah-celahnya yang hangat, pancaran cahaya matahari yang bermain di atas batu-batu karang cangkuk yang menggenggam dan bibir-bibir raksasa. Puncak nudibranch mempesonakan, slug laut panjang jari yang dilengkapi dengan insang luar yang melambai seperti rumpai laut, menyeret sepanjang karang, dan udang mantis bermata gilang yang ditebang dari bawah ledges.
Ketika saya mengintip ke dalam mata berwarna kuning serpihan salib moray, saya teringat akan sesuatu yang diberitahu oleh Bart Shepherd semasa perbualan lewat malam di hotel. Keistimewaan terumbu mesophotik memberikan alasan untuk menyelamatkan yang mendalam - tetapi ia juga membuat ancaman kepada cetek bahkan lebih mengerikan. "Sekiranya Hipotesis Refugium ditolak, tiada rancangan sandaran untuk terumbu cetek, " kata Shepherd. Beliau dan pasukannya telah menghabiskan masa bertahun-tahun mengukur terumbu di dalam dunia, namun mereka secara tidak sengaja melanda hujah baru untuk memelihara cetek juga. Seperti hutan hujan di mana jagung menjalar lantai sementara toucan melintasi kanopi, terumbu karang adalah persekitaran tiga dimensi-dan ia adalah penting untuk mempertimbangkan pemuliharaan menegak kerana ia mendatar.
Pada petang itu, saya kembali ke resort dan bertemu Rocha, yang pada masa yang sama menyunting foto hari, menghantar e-mel kepada rakan-rakan di beberapa negara, dan Tweeting. "Itu berlaku pada senarai hodoh saya pasti, " katanya sambil tersenyum damselfish kelabu tanpa nada muncul di komputer riba. Dia mengetuk papan kekunci itu lagi dan naik seekor burung kupu-kupu, badannya bergelung dalam coklat coklat dan putih bercahaya, siripnya dipangkas dalam kuning pendarfluor.
"Apa itu?" Saya bertanya.
Rocha berbisik, menggenggam tangannya dengan gembira. "Itu tidak mempunyai nama, " katanya. "Namun."
