南海中的深海“绿洲”——海马冷泉大型底栖生物群落

作者: 姚高友、何毛贤

来源: 中科院之声

发布日期: 2022-09-07 07:30:41

文章介绍了南海海马冷泉的发现及其作为深海冷泉生态系统的重要性,探讨了深海生物群落的独特性和适应性,以及海马大偏顶蛤与佩氏鳃磷虫的寄生关系机制。

南海,浩淼辽阔,岛礁星罗,资源丰富,美丽而富饶。为更好地了解南海、认知南海,中科院之声与中国科学院南海海洋研究所联合开设“美丽南海”专栏,解读南海“季风”与日常生活的关系,揭密南海“岩石圈”资源形成的万年印记,打开南海“生物多样性”相互作用的神奇之门,在知识的海洋快乐遨游。

国际上一般将1000m及大于1000m水深的区域定义为深海。海洋占地球表面积70%以上,其中约3/4是深度大于1000m的深海。深海具有理化环境独特的极端条件—黑暗、高压、低氧,常富重金属等物质,长期被认为不适合生物生存,也长期被称为“生命的禁区”,直到1977年“阿尔文”号在东太平洋的加拉帕戈斯群岛海域2500m热液喷口周围发现了大量的蠕虫、蛤类及贻贝等底栖生物群落。

随后,科学家又发现了深海冷泉生态系统。深海热液、冷泉及其生物群落的发现成为20世纪后期最令人瞩目的科学发现之一,这重新定义了生命的边际。因受地质构造、水文动力、复杂地形和特殊理化环境的影响,深海环境与光照区的浅海海域有着截然不同的生物群落组成且孕育着特有的生物群落。

海马冷泉是2015年广州海洋海地质调查局在中国南海琼东南海域首次发现的大型活动冷泉,并命名为“海马冷泉”。海马冷泉区面积约为618km2,其中已发现有冷泉活动的区域面积约350km2,水深为1350~1430m。海马冷泉是目前我国发现最大的深海冷泉生态系统,为研究我国南海深海生物多样性与演化等科学问题提供了重要场所。

近日,中国科学院南海海洋研究所何毛贤研究团队就南海海马冷泉底栖生物多样性及其典型底栖生物-海马大偏顶蛤Gigantidas haimaensis与佩氏鳃磷虫Branchipolynoe pettiboneae寄生关系机制的研究成果发表在海洋科学前沿期刊Frontiers in marine science《海洋科学前沿》和微生物学前沿期刊Frontiers in Microbiology《微生物学前沿》。

利用遥控无人潜水器在海马冷泉区域内4个站位分别进行大型底栖生物取样,经形态和DNA鉴定,这些底栖生物主要包括深海贻贝、伴溢蛤、帽贝、螺类,海参、海蛇尾,鳃鳞虫、管虫,潜铠虾、阿尔文虾、蜘蛛蟹,海葵等,分属于软体动物、棘皮动物、环节动物、节肢动物和刺胞动物。

研究人员发现鳃磷虫寄生导致宿主深海贻贝鳃组织中共生微生物物种数量显著降低,但化能共生菌的数量显著升高,并引起宿主蛋白和脂类的合成代谢基因显著上调,但免疫、生长相关基因显著下调。表明鳃鳞虫使得宿主贻贝改变了自身的生理代谢状态来适应其寄生:即宿主通过降低免疫基因表达水平以减少对鳃鳞虫寄生的排斥,有利于其寄生在贻贝体内。

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