在深海無(wú)光的熱液、冷泉環(huán)境中，化能自養微生物作為初級生產(chǎn)者，而各種生物通過(guò)一系列捕食關(guān)系彼此聯(lián)系起來(lái)的序列。又稱(chēng)深海食物鏈。

深海黑暗食物鏈與普通食物鏈最大的區別是其能量來(lái)源不是太陽(yáng)能，初級生產(chǎn)者也不是進(jìn)行光合作用的植物，而是化能自養微生物。這些化能自養微生物利用熱液、冷泉流體中硫化氫、甲烷、氫氣等化合物的能量固碳，是整個(gè)黑暗食物鏈存在的基礎。

發(fā)現簡(jiǎn)史

1977年，美國阿爾文號深潛器在東太平洋加拉帕戈斯裂谷進(jìn)行海底地熱異常調查，地質(zhì)學(xué)家們意外發(fā)現在水深2500米深的熱液噴口周?chē)L(cháng)著(zhù)大片包含管狀蠕蟲(chóng)、貽貝和蛤類(lèi)的特殊生物群落。深海幾乎沒(méi)有陽(yáng)光，靜水壓力達數百標準大氣壓（1標準大氣壓=101.325千帕），大多數的噴口又噴溢硫化物、甲烷等還原物質(zhì)，因而缺乏氧氣。P.朗斯代爾（P.Lonsdale）提出熱液生物可能是通過(guò)化學(xué)合成來(lái)生存。G.H.勞（G.H.Rau）通過(guò)研究噴口貽貝類(lèi)碳同位素值和管狀蠕蟲(chóng)、大白蛤的硫同位素值支持了這一觀(guān)點(diǎn)。C.M.卡瓦諾（Colleen M.Cavanaugh，1953～?。┦紫劝l(fā)現了管狀蠕蟲(chóng)的軟體組織和大白蛤的鰓中共生著(zhù)大量化能自養細菌。因此證明，噴口生物區的食物鏈基礎是化能自養細菌和古菌。它們利用噴口流體中富含的硫化氫、甲烷進(jìn)行氧化還原反應獲得能量。管狀蠕蟲(chóng)、雙殼類(lèi)、甲殼類(lèi)、腹足類(lèi)等大型生物與化能自養細菌形成共生關(guān)系，從而更容易地獲得食物。

初級生產(chǎn)者

黑暗食物鏈的初級生產(chǎn)者是化能自養微生物，分為化能自養細菌和化能自養古菌。黑暗食物鏈最重要的生物過(guò)程就是微生物通過(guò)化學(xué)作用把CO2轉化成有機碳。在這個(gè)化學(xué)合成過(guò)程中，化學(xué)代替光能，以CO2或CH4為碳源，無(wú)機化合物為電子供體（如H2、H2O、S2-、S、S2O32-、NH4+、NO2-、Fe2+或Mn2+等）。從全球范圍看，熱液、冷泉區普遍存在的化能自養微生物的化學(xué)反應主要有4條。無(wú)氧環(huán)境下，甲烷厭氧氧化古菌與硫酸鹽還原菌形成伙伴關(guān)系，發(fā)生如下反應：

CH4+SO42-→HCO3-+HS-+H2O

無(wú)氧環(huán)境下，硫氧化細菌發(fā)生如下反應：

2H2S+CO2→（CH2O）+H2O+2S

有氧環(huán)境下，甲烷氧化細菌發(fā)生如下反應：

CH4+O2→（CH2O）+H2O

有氧環(huán)境下，硫氧化細菌發(fā)生如下反應：

CO2+H2S+O2+H2O→（CH2O）+H2SO4

環(huán)境中的各種化學(xué)物質(zhì)的組成與濃度會(huì )影響實(shí)際的反應情況，此外某些微生物還可以通過(guò)氫氣氧化，氨氧化，鐵、錳等金屬離子氧化過(guò)程獲得能量。

消費者

已發(fā)現的熱液區和冷泉區獨有的物種數已超過(guò)一百種。初級消費者包括與細菌共生的或以細菌為主要食物的動(dòng)物，主要有管狀蠕蟲(chóng)、貽貝、蛤類(lèi)、多毛類(lèi)、腹足類(lèi)、鎧甲蝦、阿爾文蝦等。次級消費者主要有魚(yú)類(lèi)、螃蟹、章魚(yú)、冷水珊瑚等。高級捕食者往往不是專(zhuān)性生活在噴口區，而是被噴口附近極高的生物量吸引而來(lái)的機會(huì )主義者。