洞穴泛指於地表開口且內部中空的空間。洞穴的形成通常需經過長時間的地質作用,包含化學作用、水的侵蝕、大地構造作用力、微生物、地質壓力及天候影響等。天然洞穴依照形成的原因,可區分為石灰岩洞、熔岩洞、海蝕洞、風化洞、冰河洞、裂隙洞及岩棚等。
中國數以十萬計的岩溶洞穴分布在廣大的國土範圍內,北自黑龍江的伊春,南到海南島的三亞市,西起西藏獅泉河,東到通化、杭州。
許多洞穴中有巨大的洞穴廳堂,全世界已知平面面積大於30000平方米的單個廳堂共有24個,中國就占有7個,貴州格必河洞穴系統中的苗廳面積11.6萬平方米,位居世界第二。從單個大廳的體積看,廣西樂業縣大槽洞穴中的紅玫瑰大廳體積為7百萬立方米,居世界第二。
在洞穴中生存的生物就稱為洞穴生物,一般可分為三類:真洞穴生物(Troglobite)、半洞穴生物(Troglophiles)、客居洞穴生物(Trogloxenes)。
真洞穴生物是指整個生命週期都在洞穴內渡過的物種,牠們只能存在於洞穴環境內,離開洞穴即無法生存。這類動物通常代謝較慢、能量消耗較低及食物利用效率較佳,眼睛通常退化或消失、缺乏色素或透明、繁殖能力不佳,取而代之的是,許多物種演化出觸角或附肢來活動或接收環境刺激,並且相當長壽。
由於牠們無法離開各自的洞穴環境,因此這些物種多半是該洞穴系統的特有種,代表性的例子包含某些渦蟲、腹足綱、櫛蠶、蛛形綱、多足類、甲殼綱、昆蟲綱、盲魚、洞穴蠑螈、穴魚,洞穴小龍蝦和小蝦,千足蟲等。
(右片:櫛蠶是夜行性的獵食動物。它會從頭部兩側的觸鬚噴出白色液體裹住獵物-通常是其他小昆蟲;液體一接觸空氣就會硬化,使得獵物無法掙脫;接著用下顎在獵物的外骨骼上開洞,注入消化酶;最後吸食已半消化的獵物糜液。)
半洞穴生物可在洞穴內完成生命週期,但也可以在洞外黑暗潮溼的環境生活。這類動物通常有特化的聽覺、觸覺和嗅覺,也一樣多半缺乏色素及視覺,代表性物種包含腹足綱、甲殼綱、擬蠍、盲蛛、蜘蛛、多足類、甲蟲,蠕蟲,青蛙,蠑螈,蟋蟀及蠑螈,其中半洞穴的昆蟲大多無翅且有較長的附肢。
(左圖:盲蛛多半為雜食動物,以小型昆蟲、植物以及真菌為食;部分種類為食腐動物,以動物屍體、鳥屎或其他糞便排泄物為食。盲蛛多半採伏擊型策略捕捉獵物。盲蛛僅有一對眼,牠們的眼睛無法形成影像,因此牠們依靠第二對步足作為觸角來感測周遭環境。此外,盲蛛並不吐絲也不具有毒液。)
客居洞穴生物是指稱那些暫居或季節性於洞穴生活的動物。牠們多半利用洞穴作為度冬或避難場所,也有部分動物會利用洞穴作為日間棲息處。這一類動物的生命週期必須離開洞穴(通常是為了覓食),包含蛛形綱、昆蟲、爬蟲類、蝙蝠、老鼠、熊,臭鼬和浣熊、飛蛾及其他食肉目動物,甚至是史前時代的人類等。
(右圖:黑眉錦蛇是一種洞穴常見的蛇類,體型可長到非常大,以老鼠、蝙蝠等為食。 )
洞口的環境與洞穴內部的環境有很大的不同。一個洞穴可以分為幾個區域。
洞口區的環境最接近地面環境。洞口區能接收陽光的照射,具有晝夜溫度變化和綠色植物。許多動物(如浣熊或熊)利用這個區域捕食,睡眠和築巢。在洞口區,你會看到的生物有苔蘚,蕨類,貓頭鷹,蝸牛和蠑螈等。
暮光區是進一步深入洞穴的地方。在暮光區,光線較少,所以植物不會真正生長在這裏。溫度保持基本恆定,但仍然會隨著地面天氣波動。生活在暮光區的生物需要潮濕和陰暗。在這裏是許多客居洞穴生物(Trogloxenes)的棲息地,包括蛾類,蝙蝠,蜘蛛,千足蟲和蘑菇。在暮色區發現的生物通常隨意離開或進入洞穴。
黑暗區是洞穴的深處。在洞穴黑暗區,沒有任何光線,溫度保持恆定。真洞穴生物(Troglobites)就生活在這裏。由於適應在這種環境中生存,這些生物具有不發達的眼睛和長觸角,幾乎沒有顏色。
我們知道所有生命都離不開陽光。這個定理即使對於洞穴的最深的洞穴黑暗區也是成立的。我們知道,沒有綠色植物可以在黑暗區生長。那麼,那些單獨存在於黑暗區的有機體是如何生存的呢?答案很簡單——通過食物鏈。讓我們仔細看看這個食物鏈。
食物進入洞穴的一種途徑是通過自然天氣事件,如洪水。過多的雨水會將葉子,樹枝和植物衝進洞穴,為昆蟲和其他動物提供小點心。另一種營養物質進入洞穴的方式是由客居洞穴生物 Trogloxenes和半洞穴生物 Troglophiles簡單地將其帶入。
而洞穴生物的另一個食物來源你也許從沒想過——Guano(蝙蝠糞)。Guano(蝙蝠糞)含有豐富的有機物,真洞穴生物 Troglobite很喜歡以它為食。蝙蝠居住在洞穴深處,他們的糞便可能會堆積幾英尺高和幾英尺寬。很少有動物可以直接進食這些糞便,但在洞穴發現的細菌和真菌可以將蝙蝠糞分解成基本的食物和營養物質。
正如你所看到的,洞穴中的所有不同生物都依賴於彼此生存——這就是食物鏈。
(左圖:洞穴食物鏈的工作原理,從底部開始:
食物鏈底層,有機物,例如動物的排泄物和被雨水衝進洞穴的植物。這些是真菌和細菌生存的基礎,它們以有機材料為食,並將其分解成簡單的營養物。
第二層,千足蟲和微小的甲殼類生物以真菌和細菌分解的營養物質為食。更大的昆蟲,如洞穴甲蟲,以這些千足蟲,甲殼類生物甚至洞穴蟋蟀的卵為食。
頂層,進化的食肉動物多分佈在金字塔的頂部,例如蜈蚣,洞穴蜘蛛,蠑螈和小龍蝦以小於他們的昆蟲為食。一些洞穴蜈蚣可以長得很大,是因為他們被發現以蝙蝠為食。)
世界上最大的洞穴-韓松洞,位於安南山脈,坐落於越南中部的偏遠地區。在1991年時有位農民為了躲避暴風雪,曾經進入過韓松洞避難;而在2009年,英國的洞穴探險隊在這位農民幫助下,順利找到韓松洞。該洞穴擁500萬年歷史,不僅巨大,還擁有獨立生態-內部有河流、湖泊、森林等,生態系完整,宛若與世隔絕的秘境般夢幻。
韓松洞長約9公里、約高200米、闊150米,是世界上最大的洞穴,且仍然不斷地在擴展。洞穴的大小可放下一架波音客機,甚至可以建造40樓層的大廈!
參考資料:
https://pansci.asia/archives/179808
http://pedia.cloud.edu.tw/Entry/Detail/?title=%E8%87%BA%E7%81%A3%E9%BB%91%E7%9C%89%E9%8C%A6%E8%9B%87&search=%E6%91%94%E8%A7%92%EF%BC%88%20%C3%A4%EF%BC%89%EF%BC%8CN-W%20_%20dT%E2%80%B0%C3%92
https://kknews.cc/tech/e9kzpz.html
https://kknews.cc/science/zm6n4pa.html
https://kknews.cc/zh-hk/science/zm6n4pa.html
https://sci101.news/6309/%E4%B8%96%E7%95%8C%E6%9C%80%E5%A4%A7%E6%B4%9E%E7%A9%B4%EF%BC%8D%E9%9F%93%E6%9D%BE%E6%B4%9E%EF%BD%9C%E6%93%81500%E8%90%AC%E5%B9%B4%E6%AD%B7%E5%8F%B2%E3%80%81%E7%8D%A8%E7%AB%8B%E7%94%9F%E6%85%8B/
https://hk.on.cc/hk/bkn/cnt/aeanews/20190411/bkn-20190411170010049-0411_00912_001.html