Science封面：日本皮皮虾竟然趁海啸乘着垃圾偷渡美国？
作者：水羊羊
编辑：明天
罐子里泡着的这些沿海物种，来自夏威夷群岛和美国西海岸。不过，它们并非本地物种，而是在2011年大海啸，凭借人类废弃物的“庇护”，逃出灾后的日本，横穿了整个太平洋。图片来源：Science | 摄影：Ken Richardson
如果在日本遭遇地震和海啸，皮皮虾最远能够逃到世界上什么地方？本周《科学》（Science）杂志的封面文章表明，大概能够逃到太平洋另一边的夏威夷和北美大陆。
2011年3月日本东北地方近海地震六年后，来自地震海啸灾区的各种残骸仍在源源不断地漂流到美国和加拿大的海滩上。这些残骸大到渔船、木材，小到塑料筐、浮标，漂洋过海来到了新大陆，同时搭顺水船而来的，还有成千上万的大小生物。
上图中的箭头标示了洋流的大致方向，如果现实有这么简单，那么绝大部分海啸残骸都会在差不多的时间地点靠岸。而现实世界中的洋流，是下图这样。海洋中的残骸相聚分离，兜兜转转，到现在，地震过去6年了，每年还有差不多的数量的残骸在太平洋对面的美国西海岸登陆。
北京时间2017年9月27日凌晨的太平洋表面洋流，红色表示最快流速，蓝色为最慢流速。图片来源：earth.nullschool.net
日本海啸发生后不久，美国西北沿海地区就提醒居民和游客当心海啸残骸。不过，问题并不在于这些残骸本身，而是残骸上携带的生物。残骸本身主要是金属、木材和塑料，没有什么危险。但那些随残骸漂来的生物群落，没有经过海关入境检验，很可能包含入侵物种，会破坏当地的生态系统平衡。
美国科学家们从2012年开始调查收集的日本海啸残骸上，至今共计发现了来自16门的289个物种，包括鱼类两种、大型无脊椎动物235种、微型无脊椎动物33种、原生生物19种。直到发稿时，这个名单还在加长[1]。 而且，调查过程中很难保证覆盖到全部的微观生物，残骸上实际的物种数量可能还要大得多。
不过，像2011年海啸这样几十几百年一次的偶然事件，会造成大规模的生物入侵吗？历史上著名的入侵物种，大多是人为引进繁殖的。偶然漂散到异地的个别生物体并不足以繁殖出入侵性的种群；大量生物的远距离迁徙也很难在自然条件下发生——没有适宜的环境，沿海生物并没有能力在漂洋过海的大迁徙中存活下来。
但是，对这次海啸残骸的调查却发现，由于我们人类制造的很多材料相当坚固持久，在数年的漂泊中给搭载的生物群落提供了良好的生存环境。很多残骸像岛屿一样，即使漂流在远洋中都保持了类似近岸生态系统的条件，使很多生物可以健康地生存繁殖。比如，有一条小鱼就靠一艘渔船残骸中的“浅海水池”活过了两年的远航，成功登陆美国。至于各种藤壶、贻贝、蠕虫，那更是子子孙孙无穷匮，抵达北美大陆时已经是几世同堂了[1]。
水中黑白条纹的小鱼叫条石鲷，是一种浅海鱼，它随着一只灌了水的渔船，历时两年漂到了美国华盛顿州的沙滩上。图片来源：参考文献[1]
美国华盛顿州搁浅的一艘日本渔船，上面长满了贻贝和藤壶。（已经浑身鸡皮疙瘩的作者：还有许多引发密集恐惧的照片我就不给你们看了）图片来源：参考文献[1] | 摄影：Russ Lewis
早先对海洋塑料垃圾的研究中，就有人提出，塑料垃圾可能携带外来物种，促进海洋环境的物种交换，导致生物多样性丧失。最激进的估算认为，人为的物种混合会使海洋生物多样性降低58%[2-4]。
这次大规模的海啸残骸漂移是否会最终造就一些入侵物种，还需要更长的时间观察，但最近六年的研究已经是人造材料促成物种迁移的有力证明。不仅仅地震海啸，其它自然灾害比如洪水、飓风，也都有可能把很多近海生物带入深海。但如果没有人类占领沿海地带之后堆砌的大量建材、垃圾，这些生物就极少有平安漂洋过海的条件，更不可能生龙活虎携家带口在太平洋对岸登陆。在人类活动已经造成气候变化，自然灾害频发的今天，受灾的不仅仅是灾区的民众和当地的生态系统；自然灾害的长期影响也因人类活动而变得更深更广，波及到地球上更远的地方。
作者名片
排版：晓岚
题图来源：Science | 摄影：Ken Richardson
参考文献：
[1] CARLTON, J. T. et al. Tsunami-driven rafting: Transoceanic species dispersal and implications for marine biogeography. Science. V. 357, issue 6358, p. 1402-1406.
[2] BARNES, D. K. A. et al. Accumulation and fragmentation of plastic debris in global environments. Philosophical Transactions of the Royal Society B-Biological Sciences, v. 364, n. 1526, p. 1985-1998, Jul 2009. ISSN 0962-8436.
[3] DERRAIK, J. G. B. The pollution of the marine environment by plastic debris: a review. Marine Pollution Bulletin, v. 44, n. 9, p. 842-852, Sep 2002. ISSN 0025-326X.
[4] MCKINNEY, R. L. On predicting biotic homogenization: species-area patterns in marine biota. Global Ecology and Biogeography Letters, v. 7, n. 4, p. 297-301, Jul 1998. ISSN 0960-7447.
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