南极虾

南极磷虾简介

南极磷虾又名大磷虾或南极大磷虾，是一种生活在南冰洋的南极洲水域的磷虾。南极磷虾是似虾的无脊椎动物，并以群集方式生活。他们以微小的浮游植物作为食物，从中将初级生产而来的能量，转化来维持其远洋带的生命周期。它们长成达6厘米长，2克重，有6年的寿命。它们是南极生态系统的关键物种。

分类

所有磷虾目的成员都是像虾的甲壳亚门真虾总目动物。它的胸甲部份与甲壳相连。由于在甲壳两侧的胸甲短小，南极磷虾的鳃是肉眼可见的。它的足并非形成颚足，与其他的十足目有所不同。

外形特征

磷虾目（Euphausiacea）真虾总目的1目。全部为海生的浮游动物。具分叉的指状足鳃和发光器，胸足没有分化为颚足和步足。全世界已知85种，可分为2科10属，深磷虾科1属、磷虾科9属。中国近海已报告20多种。

磷虾类外形酷似小十足虾类，体长6～95毫米。身体可分为头胸部和腹部。头胸部各体节完全被头胸甲所复盖，头胸甲两侧下缘光滑或有侧齿。腹部分7节，有的种腹节背面有刺或脊、尾节末端两侧有1对片状刺。附肢共19对，第一触角双枝型，栖部3节，各节形态因种类而异。第2触角有发达的鳞片。大颚分门齿突和臼齿突直接相连，成体无活动片，但多有触须。第1小颚原肢2节，第1节外侧扩大为外叶外肢，内叶1节较小。第2小颚原肢2节，内肢不分节，外肢较小，与十足目显着不同。胸肢8对，基本相似，双枝型，原肢2节，基部具分枝的足鳃。内肢5节，末2对或1对退化或全缺，线足磷虾亚科（Nematoscelinae）中的属第2或第3对胸足中有1对内肢特大变形为掠肢。外肢基板粗壮，鞭毛多节。内外肢都有羽状刚毛，游泳能力较强，雄性第1、2腹肢内肢变形为交接器，其结构因种不同，是鉴定种的重要根据之一。腹肢发达，双枝型。

磷虾的消化管较简单，分枝的肝胰脏为消化腺。心脏多角形，心孔3对，血液循环为开放式。排泄器官为触角腺。复眼发达、柄短，捕食性种类的复眼角膜常由大小不等的两叶构成。除深磷虾属外，有5～10个发光器。一般在眼柄上面，第2及第7胸足基部各1个，第1～4腹节腹甲中央各1个。Stylochecion属仅眼柄，第7胸肢及第1腹节具发光器5个。发光器由发光细胞、反射器和晶体组成，都有神经相连，眼柄上的结构不同。磷虾发射蓝色冷光。

磷虾类雌雄异体、间接发育。精子排于精荚内。自由产卵种类的受精卵孵化为无节幼体，经两次蜕皮，成为后期无节幼体；抱卵种初孵化时已是后期无节幼体；它蜕皮进入节胸幼体，并开始摄食，也分3期，第3期节胸幼体蜕皮为带叉幼体，可分为4期；再发育为节鞭幼体，它基本上与成体相似，唯个体较小，性未成熟，这阶段实际为幼后期。

磷虾的食性因年龄而异，幼体滤食硅藻和有机碎屑，成体捕食桡足类和其他小型浮游动物。滤食性种类由胸肢上的刺毛构成过滤器。当杂食性种类从滤食改变为捕食时，清滤率大为减少。捕食性的种类一般第2或第3胸肢特别发达。磷虾的呼吸率通常与其身体表面积成比例。冷水性磷虾的生活周期较长。在鄂霍次克海，磷虾在第1年生长较快，以后逐渐缓慢。磷虾的生长期与硅藻的春秋高峰是一致的。但在卵巢成熟时，生长几乎停止。生殖量随年龄（体长）而增加，到一定年龄之后，产卵量反而减少。发育率因种而异，如挪威磷虾无节幼体需3～4天，而拟缨磷虾则需7～9天，雌性南极大磷虾需25个月才发育到性成熟（雄性需22个月）。磷虾常大量集群，在水体中又有昼夜垂直移动习性，夜晚上升到水表层，清晨则下降。

生命周期

南极磷虾于近海面产卵，而卵会下沉。在远洋下沉近10日，幼体约于3

000米深孵化。南极磷虾主要的产卵季节是由1月至3月，在大陆棚之上及深海海洋的上区域产卵。就所有磷虾目而言，雄性会将精子包附在雌性的生殖孔。为此，雄性的第一腹肢会作为交配工具。雌性每一次会产6,000–10,000个卵。这些卵在经生殖孔排出时，会被附于此的精囊所排出的精子受精。

根据由英国RSS发现号而得的资料所作出的经典假说，南极磷虾的卵会按以下成长：0.6毫米的卵在下沉至大陆棚底部或海洋区域2,000-3,000米深时会开始进行原肠胚形成（卵发育成胚胎的过程）。当卵孵化时，第一无节幼体在它的三对脚的协助下开始向海面上升。

其后两个的幼体阶段，称为第二无节幼体及后无节幼体同样是由卵黄所哺育。三星期后，幼小的磷虾会完成上浮。它们的数量在60米深水域会达至每升2只。当长大些时，额外的幼体阶段，称为第二及第三节胸幼体与第一至第六带叉幼体。这些阶段的特征是增加发展更多的脚、复眼及刚毛。当长约15毫米，南极磷虾开始有长成的习性。它们在二至三年后会达到成熟阶段。就像其他的甲壳亚门，南极磷虾必须脱壳成长。约每13-20日，南极磷虾会脱去它的几丁质外骨骼。

栖息环境

南大洋有一股环绕南极大陆的寒流，它在向北流去时下沉；而来自太平洋、大西洋和印度洋的暖流在南下时，遇到这股下沉的寒流，就形成上升流。这股上升流含有丰富的营养物质，加之水暖，使得微生物大量繁殖，成为磷虾摄食和栖息的理想场所。南极磷虾的生活周期与南大洋的季节相适应。

食物

南极磷虾的头部，可以见到它的生物萤光器官。南极磷虾的食道可以从它那透明的外壳看到是呈现绿色的，由此可知它们主要是以浮游植物为主要食物，尤其是细小的硅藻（约20微米）。硅藻会被它的胃齿臼磨碎，并在肝胰脏消化。南极磷虾亦可以捕食桡足亚纲、端足目及其他细小的浮游动物。它的食道是一直管，而消化效能则不是太高，因而其粪便仍有大量的碳。

在水族箱，有发现南极磷虾会互相吃对方。当它们在水族箱内没有被喂食时,它们会脱壳缩小体型，这是其他动物所没有的。这可能是它们对在冬天食物供应限制的适应。

繁殖方式

它们在春季，即10月到11月交配，每只雌虾在夏季产卵多次，每次多达数千粒。这些虾卵一旦脱离母体，即下沉到几百米深的海底，在那儿孵化成幼体，继续生长一段时间后卵黄囊内储存的卵黄终于消耗尽了，这时，它们才上浮到海水表层来摄取浮游植物。它们在冰冷的海水中生长缓慢，幼虾要经过5个阶段，并多次蜕壳才能长成6厘米长的成虾，生长期达3～4年之久。在这期间，它们一直是群栖生活，在冰层下到处洄游，寻找食物，躲避敌害。

滤食性

南极磷虾正在滤食高浓度的浮游植物。南极磷虾可以直接利用浮游植物的细胞，这不是其他相同体型动物所能做到的。它使用那高度发展的前足，作为有效的过滤器官，来进行滤食性摄食的： 在胸部的6只胸足形成一个非常有效的“摄食篮”，用来搜集在海中的浮游植物。这个篮最细的地方可达直径1微米。在较低的食物浓度下，它会将摄食篮打开，推入水中超过半米，藻类会被在胸足内侧的刚毛扫入口中。

扫除冰藻

南极磷虾会吃掉冰藻。冰块表面被藻类染成绿色。南极磷虾能够从浮冰底部扫除冰藻。它们用胸足上的刚毛来轻擦冰的表面。一只南极磷虾可以在10分钟清除1平方呎的面积（即1.5 cm²/s）。这些冰藻比海水中具有更多碳成份，为南极磷虾（尤其在春天）提供更多的能源。

营养价值n

1.虾营养丰富，且其肉质松软，易消化，对身体虚弱以及病后需要调养的人是极好的食物。n2.虾中含有丰富的镁，镁对心脏活动具有重要的调节作用，能很好的保护心血管系统，它可减少血液中胆固醇含量，防止动脉硬化，同时还能扩张冠状动脉，有利于预防高血压及心肌梗死。n3.虾的通乳作用较强，并且富含磷、钙、对小儿、孕妇尤有补益功效。n4.虾体内很重要的一种物质就是虾青素，就是表面红颜色的成分，虾青素是目前发现的最强的一种抗氧化剂，颜色越深说明虾青素含量越高。

生物传递及碳固存

右下方是一绿色的吐出物，而左下方是一绿色的排泄物。由于南极磷虾的消化能力较弱，导致经常会将未能消化的浮游植物吐出，而这些吐出物当中包含了数千个植物细胞。而它所排出的粪便当中 亦含有大量未能消化的硅藻及碳元素。这两者都是十分重，故下沉得非常快。这使得大量的碳元素沉积到了海底，形成了大量的二氧化碳库。这个将碳元素固存的过程称为碳固存。又因南冰洋深达2,000-4,000米，使得这部分碳能固存于海底长达千年之久。而这个以生物为动力，将碳元素传送至深海的过程被称为生物传递（biological pump）。

若浮游植物不是由南极磷虾所食，而是由生态系统中的其他物种所消化的话，那植物当中大部份的碳将会继续在海洋表层循环，不能得到固化。有指这个循环过程是地球上最大的生态循环机制之一。但要量化这个过程仍需更多的研究。

生物萤光

南极磷虾生物萤光的水彩画南极磷虾有生物萤光器官，可以产生光。这些器官分佩在南极磷虾的不同部位：一对在眼柱、另一对在第二至第七胸足的位置，及一个在腹片。这些发光器官能每隔2-3秒发出黄绿色的光。这些器官是高度发达，可以与电筒相比较：在器官的后面有一个凹反射体及在前方有一个晶体负责引导产生的光线，而整个器官可以用肌肉来旋转。这些光的功能仍是未知，有些假说指这些光是遮掩南极磷虾的影，在捕猎者前“隐形”；另一些猜测指这些光是对交配或夜间聚集有重要作用。

南极磷虾的生物萤光器官包含了几种萤光物质。主要成份的最大萤光激发光及发射光分别可达355纳米及510纳米。

逃离反应

南极磷虾的逃走方法南极磷虾使用一种逃离反应来避开捕猎者，就是透过摆动尾节向后快速游泳。南极磷虾的这种游泳方式的速度可以超过60cm/s。视觉刺激的起动时间只须55微秒，但在低温时会稍慢。

复眼

复眼的电子显微镜映像虽然南极磷虾复眼的用途及其发展原因仍然是个谜，但显然它们的复眼是自然界其中一种最奇妙的视觉结构。

虽然南极磷虾在缺乏食物供应时，能够在脱壳后缩减体型以适应环境，但是它们的眼睛却不会缩减。眼睛与身体长度的比例因而可以作为饥饿的参考。

地理分布

美国国家航空航天局海洋宽视场遥感器有关南极磷虾分布的映像：主要聚集于南极半岛的斯科舍海南极磷虾主要集中于南冰洋。它们围绕着极地分布，最高密度是在大西洋区域。

南冰洋的北面边界为大西洋、太平洋及印度洋区域，并且是由南极聚合带所划定。南极聚合带是一个绕极的海岸带，当中冰冻的南极海水在较暖的亚南极海水之下。这个聚合带约于南纬55°，由这里量度至南极洲，南冰洋的面积达3千2百万平方公里。这是北海的65倍。在冬天，这个区域的四份之三会由冰所复盖，而约2千4百万平方公里的海面会在夏天不会结冰。海水温度在−1.3至3℃之间。

南冰洋的海水形成了一个海流系统。无论何时南冰洋都有着南极绕极流，表层海水会围绕着南极洲向东流动。靠近大陆，南极沿岸流却是逆时针方向流动。在两个极流之间，出现了大漩涡，例如威德尔海。南极磷虾聚集在这个海域，形成围绕南极洲的一大群族，并在整个地区进行基因交换。现时对它们的迁徙模式所知甚少，因仍未能追踪个别南极磷虾的运动。

南极洲生态位

南极磷虾是南极洲生态系统的重点物种，并且为鲸鱼、海豹、豹形海豹、海狗、食蟹海豹、鱿鱼、冰鱼、企鹅、信天翁及其他的鸟类提供了重要的食物来源。食蟹海豹有着特别的牙齿，就像一个完美的隔筛，可以从水中筛出南极磷虾。食蟹海豹是世界上最多的海豹，它的98%食物就是南极磷虾，每年消耗超过6千3百万吨。豹形海豹亦有着相似的牙齿，南极磷虾是它饮食的45%。所有海豹每年一共消耗6千3百万至1亿3千万吨的南极磷虾，所有鲸鱼就消耗3千4百万至4千3百万吨，鸟类约1千5百万至2千万吨，鱿鱼约3千万至1亿吨，而鱼类则是1千万至2千万吨，总计每年是1亿5千2百万至3亿1千3百万吨。

在食物链中，在南极磷虾与它的猎物之的间涉及3至4步骤。而由南极磷虾至鲸鱼之间的步骤亦很大，这是只有南极生态系统才有的。南极磷虾只生活在南冰洋，在北大西洋及太平洋，主要分别是由北方磷虾及太平洋磷虾所支配的。

生物质能及繁殖

南极磷虾的生物质能估计是在1亿2千5百万至7亿2千5百万吨之间，可见它们是地球上最成功的物种。对于所有肉眼可见的动物，有些生物学家认为蚁有着最大的生物质能，而亦有指是桡足亚纲，但这两类生物都包含了几百个物种。所有非磷虾的渔业，即有鳍鱼、贝类、头足纲及浮游生物约为每年1亿吨，而南极磷虾的数量则估计每年在1千3百万至几亿吨。

南极磷虾能够建立如此巨大的生物质能，是由于南冰洋保有世界最大的浮游生物总汇，亦可能是充满最多浮游植物的海洋。当海水由深海区上升至透光带，食物亦由世界各地的海洋运送至此供生物所吃用。

在远洋带初级生产（即约太阳光转化成有机的生物质能，亦是食物链的基础）每年的固碳作用可在1-2g/m²之间，接近两极可以达至30-50g/m²。这些数字虽然对比北海或向上流区域并不十分高，但以其面积计算就是很巨大的数量，甚至比雨林都还要高。再者，南极的夏天提供了很大量的日光供应予这个过程。所有这些因素都令浮游生物及南极磷虾对地球的生态循环有着重要的影响。

温度与浮冰面积的关系：横线是熔点，斜线为平均水温。

南极磷虾的每年捕获量。

随浮冰溶解而减少

南极磷虾的总生物质能在过往几十年不断下降。有些科学家指下降的幅度达80%。这可能是由于温室效应引起的浮冰区减少所造成。右边的图表显示了近40年南冰洋温度的上升及浮冰的减少。南极磷虾，尤其是在幼体阶段，似乎是需要浮冰结构来提高生存率。浮冰提供了天然的洞穴给南极磷虾来避开捕猎者。在浮冰下降的年份，南极磷虾趋向让位予海樽。

生物价值

经济价值

磷虾群

磷虾全是海生种，分布广，数量大，是许多经济鱼类和须鲸的重要饵料，也是渔业的捕捞对象。南极磷虾的资源丰富，估计南大洋有若干亿吨。被誉为“世界未来的食品库”，年产量50多万吨。中国产量最大的是黄海的太平洋磷虾。磷虾有明显的集群性，是形成声散射层的主要浮游动物，在海洋水声物理学研究中受到很大重视。再者，某些磷虾的分布又与一定水团、海流有关，在海洋学研究中也有一定意义。

营养价值

磷虾被认为是含Omega-3最丰富的海产品

根据莫克拉博士的研究，磷虾油可以作为欧米茄-3的最佳来源之一。磷虾是十分微小的海洋甲壳类动物，在食物链的最底层，以浮游植物为食物，因此不容易受到汞、多氯联苯和重金属的污染。

磷虾具有更好的消化系统，不可能腐臭，不会有腥臭味。由于汞的毒害作用，人们对海产品大都非常小心，那些曾经非常健康的海产品不再安全。但是，磷虾却满足了人们的安全需求。

磷虾油的好处是能够保护人的心脏、血糖水平、肝、胆固醇水平，还具有抗老化性能。磷虾含有人体必需的7种氨基酸和2种半必需氨基酸，可以改善皮肤组织，增强全身的免疫系统。磷虾油含有高质量的胆碱，可以促进婴儿和儿童的大脑发育。磷虾油优于任何其他鱼油的主要理由是保护易腐脂肪。

关于欧米茄-3 ，食用植物油和加工食品并非是富含这种有益元素的食物。DHA是人体必需的最重要的元素，人们除必需摄取欧米伽-3还包括DHA。以植物为基础的欧米伽-3可经常见于坚果、亚麻，这些植物还含有ALA、DHA和EPA。

种群现状

生存威胁

磷虾资源极其丰富，毫无疑问，它是人类潜在的食物资源。现存问题是各国已经在南极海洋中大量捕捞磷虾，如果磷虾捕捞业不断扩大，势必危及到南极鲸类的生存，它们将不是死于捕鲸叉，而是死于饥饿。过度的捕捞将使南极脆弱的生态系统产生灾难性的后果，因为在那里，几乎所有的动物都直接或间接地依赖磷虾而生存。磷虾的进一步开发利用是在所难免的，但是应该将其捕获控制在最大的可持续捕获量之内，以保护南极的生态平衡。

数量反增

2013年10月9日，记者从中科大获悉，中国学者极地研究又有新发现，首次获得了东南极海域过去8000年来磷虾数量变化，表明自然气候变化和人类活动曾对南极磷虾及海洋食物链变化产生过深刻影响。研究成果发表在《自然》子刊《科学报告》上。

南极磷虾是一种喜冷水环境的南大洋食物链关键物种，对气候海冰变化极为敏感，气候温暖时期磷虾数量偏低，企鹅食物偏向鱼类，而偏凉时期相反，气候变化影响了企鹅食谱的变化和磷虾种群动态变化。南极磷虾是企鹅的首选食物，研究表明，近百年来气候变暖，但人类对南极海豹和鲸的猎杀导致磷虾天敌减少，从而使磷虾种群密度不降反增。这是人类活动影响海洋生态系统的典型案例。

研究方向

虽然对整个南极洲生态系统仍然缺乏认识，但有关南极磷虾的大型实验研究亦已进行，目的是提高碳截存。南冰洋的大部份地区都有充足的营养物，但浮游植物却不怎么增加。这个现象称为“南极悖论”，并会在缺乏铁的情况下出现。在研究船上注入相对小的铁，可以引发很大的生长率，并且达至几浬。这些研究期望可以减低因燃烧化石燃料所产生的二氧化碳。南极磷虾在这个过程上是重要的角色，负责收集细小及固有二氧化碳的浮游植物细胞及将之转化为快速下沉的碳物质。将来可能会围绕南冰洋注入铁，而这些细小的生物可以帮助车辆或冷气机继续的运行。

参考资料

南极磷虾简介·好钓鱼

南极磷虾·美食天下