研究进展
南海深潜综合科考航次标志性成果:南海鲸落的首次发现及其对深海生物地理分布的启示
来源:谢伟、周亚东
2023.04.03
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全球海洋迄今为止发现的鲸落不到50个,2020年3月,南方海洋实验室深海生命与生态过程创新团队成员,在南海1600米的海山山坡上,第一次发现了鲸落生态系统,这一发现引起了广泛公众关注与强烈的公众兴趣。DNA分析结果显示,它是由一个长吻飞旋海豚尸体形成的小型鲸落(从更细分类层级来定义,也可以称为豚落)。鲸落是指鲸或海洋哺乳动物在海洋中死去后,尸体沉入海底被丰富多样的生物所利用从而形成的独特生态系统,往往被称之为深海荒漠中的生命绿洲,是深海生物扩散和适应性进化的重要场所。鲸落生态系统通常会经历移动清道夫、机会主义者和化能自养生物等不同生命形式主导的群落更替,直至鲸尸体的营养成分被完全消耗。但鲸的体量被一些学者认为是决定了这一过程发展的关键因素,即只有达到30吨级别的大型鲸类形成的鲸落才具有三个完整的演替阶段。对于小型鲸类形成的鲸落,其是否也能维持机会主义者和化能自养生物的生长,仍然存在争议。我们通过在南海发现的鲸落周围布放时间序列观测相机及多次深潜观测,获取了跨度为460余天的图像资料。基于观察图像资料的分析,发现了14 种巨型底栖动物,包括六种鱼类、五种甲壳类动物、两种棘皮动物和一种软体物种(如图1),其中大多数是食腐动物或捕食者,都为南海深处的首次记录。我们还发现,石蟹的出现同时伴随铠甲虾数量的显著降低;而石蟹的离开又伴随铠甲虾数量快速恢复到正常的水平,表明两者间存在竞争关系。通过对采集的一块海豚骨骼进行显微观察及分子生物学分析,我们发现了机会主义物种——食骨蠕虫活动的痕迹(见图2上的粉色物种,可能是食骨蠕虫的尸体,图3为文献发表的食骨蠕虫的完整照片),并扩增得到了食骨蠕虫的COI基因序列,表明小型鲸落也具有机会主义阶段,为完善小型鲸落生态系统的演替过程提供了新的依据。对食骨蠕虫COI基因的进化分析显示,南海鲸落周围发现的食骨蠕虫分为两类,且均不同于西太平洋已发现物种,这可能表明南海的地理隔离时间足够长,可以导致本地物种形成。同时,这一发现也代表着食骨蠕虫分布的最低纬度,拓展了人们对其分布空间的认识,表明低纬度海域广泛分布小型鲸豚形成的鲸落,在深海机会主义物种的扩散和演化过程中,发挥着重要的作用。

该最新成果发表于海洋学二区期刊《Deep-Sea Research Part I》上,实验室创新团队成员谢伟副教授和周亚东副研究员为本论文共同第一作者,殷克东教授和张东声研究员为共同通讯作者。本研究受到南方海洋实验室南海深潜综合科考航次及创新团队项目的支持。

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图1 南海鲸落周围发现的各种深海生物。a)狮子鱼;b)海蜥鱼;c)鼠尾鳕;d) 鼬鳚;e)蜥蜴鱼;f)未知鱼类;g)真虾Nematocarcinus sp;h) 真虾Heterocarpus sp;i)铠甲虾(右)和端足类(左)j);软体动物;k)海参;l)海胆;m)石蟹。

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图2. 南海鲸落骨骼上发现的食骨蠕虫的残体(粉色部分)及其线粒体基因进化树。

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图3. 发现于东太平洋深海鲸落骨骼上的食骨蠕虫(Vrijenhoek et al. 2009)

原文链接:DOI: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967063723000651?via%3Dihub


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