從森林到海底：一根木頭的第二人生？

 

 沉木生態系 (作畫：徐維駿)

文、圖－海生館展示組 李欣

說到海洋裡的森林，許多人第一時間想到的，可能是珊瑚礁或海草床這類「能支撐大量海洋生物棲息的結構性生態系」。這些環境高低錯落、縫隙密布，為小型生物提供躲藏、覓食、繁殖的空間；同時也吸引掠食者，成為牠們的覓食天堂。

但大家可能沒想過，真正的森林居民：樹木，在離開山林之後，竟然也能在海底展開一段截然不同的旅程。一段從高山溪流出發，漂向海洋、最終沉入深海的旅程。當這些原本扎根陸地的木頭進入深海，它們腐爛的身軀，竟化成全然陌生、卻又繁盛的生態系統。在這片陽光無法穿透的世界裡，沉入海底的木頭，悄悄成為了生命的庇護所與能量補給站。這就是「沉木生態系」（sunken wood ecosystem），海底森林的另一種形式，也是一根木頭的第二人生。

接下來，這些沉入海底的木頭，會經歷什麼樣的變化呢？就跟鯨魚死亡後落到海底一樣，會吸引許多生物到訪。不同的是，鯨魚屍體最早的訪客是覬覦死亡鯨魚肉塊的生物，所以多數是一些食腐者，像是盲鰻、睡鯊等等。而沉木，剛沉下去時，不太會受到大型生物的青睞，只有一些細菌附著。幾周後，主角登場：蛀木蛤 (Xylophagaidae)，這種專以木頭為食的深海雙殼貝會鑽入木材，挖出無數孔洞，不但加速木材分解，也創造出更多藏身空間。牠們的活動會產生大量木屑與糞便，堆積在周圍，形成獨特的微棲地。

深海採集的沉木內部清晰可見許多蛀木蛤的球型雙殼

蛀木蛤被認為是沉木生態系中的生態系統工程師，牠們透過鑽孔與體內共生菌分解木材，將原本難以利用的木材能量，轉化為其他生物可使用的形式。這樣的轉換吸引了更多食腐者、掠食者，讓整個生態系越來越熱鬧。

隨著生物活動增加，氧氣也逐漸被消耗殆盡，沉木周圍環境轉變為缺氧狀態，吸引更多厭氧細菌來報到。這些厭氧菌，多數是硫酸鹽還原菌 (sulfate-reducing bacteria) ，能夠將海水中的硫酸鹽還原，產生高濃度的硫化氫，改變了整個環境的化學條件。隨著硫化物濃度升高，能以硫化物為能量來源的化能合成細菌也開始出現，逐漸建立起一個以化學能為基礎的生態系統 (chemosynthetic ecosystem)，這種生態系不仰賴陽光，而是依賴化能合成細菌氧化硫化物來產生能量，恰恰適合出現在陽光無法抵達的深海世界。這些化能合成細菌不僅獨立生活，也與某些動物形成共生關係，像是深海貽貝 (Idas sp.)，就攜帶共生的化能合成細菌，依賴共生菌生產的能量維生。除了這類共生動物外，沉木還吸引了大量以木頭為食或將其作為棲地的深海生物，像是螃蟹、螺類、海星、石鱉、多毛類等各式深海生物，構成一個多樣且繁盛的深海生態系。

沉木和鯨落有許多相似之處：都從上方掉落、孤立於深海，是極度營養匱乏環境裡的「生物多樣性綠洲」。牠們都是短暫卻豐饒的生態系，吸引專門適應其環境的生物。但兩者也有差異，鯨落是肉與骨的盛宴，沉木則是給會「利用木頭」的族群的大餐。一個沉木生態系能維持多久，取決於木頭的大小與分解速度。一根巨大的樹幹可能存在數年至數十年，而小樹枝則可能不到一年就被「吃光光」。當木材資源耗盡，整個生態系也隨之消逝。相較之下，鯨落則呈現出更持久的特性：當鯨魚軟組織被迅速消耗後，骨骼中的有機質與營養仍能被微生物緩慢分解與釋出，並支持一個長期存在的化能自養生態系統。因為骨骼通常較能抵抗迅速分解，鯨落能夠在海底持續存在數十年之久。因此，即便兩者都是短暫型的深海生態系統，沉木的壽命通常明顯短於鯨落。

沉木內部可見許多生物躲藏其中

除了為深海生物提供暫時的資源與棲地，沉木與鯨落也可能在演化上扮演關鍵角色。近年研究指出，這類生態系可能是部分物種邁向極端化學環境的演化跳板。棲息於沉木或鯨落的生物，需面對低氧、高濃度硫化物等化學壓力，這些條件在某些層面上與深海冷泉和熱泉相似。科學家推測，某些物種的祖先原本生活於這些作為演化跳板的還原性棲地，環境中的選汰壓力促使具有耐受能力的個體得以存活並逐漸適應，最終才能擴展至冷泉與熱泉這類化學條件更加極端的深海極端環境。

這種演化上的「過渡環境」假說，被認為可能解釋某些生物類群在不同深海極端棲地中出現的演化連續性。沉木不僅是短暫的深海生態系，更可能是某些物種邁向極端環境的一座演化之橋。