大西洋中脊热液喷口新发现两种铠甲螺科腹足类：揭示潜在内共生物种的整合分类学研究

本研究针对深海热液生态系统生物多样性认知空白，通过整合形态学、显微解剖学、三维重建和COI基因条形码技术，首次描述了大西洋中脊Hydra和Falkor EMARK热液区两种铠甲螺科(Peltospiridae)新物种Peltospira gargantua sp. nov.和Lirapex pantagruel sp. nov.。研究发现P. gargantua具有显著增大的食管腺(oesophageal gland)，提示其可能通过内共生(endosymbiosis)获取营养，成为该科第三个独立演化出共生生活方式的谱系。该成果为理解极端环境下生物适应性进化提供了重要案例，论文发表于《Zoological Journal of the Linnean Society》。

　　

在深邃的海底，温度超过300℃的热液喷口周围存在着令人惊异的生命绿洲。这些极端环境中的生物群落依赖化能自养细菌(chemosynthetic bacteria)构建的独特食物网，其中约600个已知热液喷口中有300多个已被确认存在生命。铠甲螺科(Peltospiridae)作为热液喷口特有的腹足类，展现出从细菌摄食到完全依赖内共生的多样化营养策略，成为研究生物适应极端环境的理想模型。然而，大西洋中脊(Mid-Atlantic Ridge, MAR)热液生态系统中腹足类的多样性及其共生关系仍存在显著认知空白。

日本海洋研究开发机构(JAMSTEC)等机构的研究人员通过整合分类学方法，在MAR新发现的Hydra和Falkor EMARK热液区发现了两种铠甲螺科新物种。研究采用显微解剖、扫描电镜(SEM)、微计算机断层扫描(μ-CT)三维重建和线粒体细胞色素c氧化酶亚基I(COI)基因条形码等技术，揭示了Peltospira gargantua sp. nov.和Lirapex pantagruel sp. nov.的形态特征与系统发育关系。研究发现P. gargantua具有与内共生相关的食管腺肥大现象，这为理解铠甲螺科多次独立演化出内共生策略提供了新证据，相关成果发表在《Zoological Journal of the Linnean Society》。

研究团队首先通过ROV SuBastian和HOV Nautile潜水器在3700-3950米深度的热液喷口采集标本，使用10%缓冲福尔马林或95%乙醇固定。形态学研究包括壳体测量、放射齿带(radula)和原壳(protoconch)的SEM观察。通过盐酸脱钙和碘染色处理后，采用μ-CT扫描重建内脏器官三维结构。分子分析方面，使用LCO1490/HCO2198引物扩增COI基因片段，通过贝叶斯推断构建系统发育树，并计算Kimura双参数(K2P)遗传距离。

系统分类学结果显示，P. gargantua壳体直径达25毫米，是已知同属物种中体型最大者，具有24-28个桨状足缘触手(epipodial tentacles)和显著增大的食管腺(占体体积13.87%)。其放射齿带公式为~50+4+1+4+50~，壳体微结构显示复杂交叉片层(complex cross-lamellar)和简单棱柱(simple prismatic)双层构造。L. pantagruel壳体直径7.6毫米，具有间歇性轴向肋纹和螺旋脊明显的原壳，其食管腺仅占体体积0.36%，显示其可能为沉积物摄食者。

分子系统发育分析基于570bp的COI基因序列，显示Peltospira属为单系群(BPP=0.96)，P. gargantua与MAR特有种P. smaragdina构成姐妹群(BPP=1)，二者平均K2P距离为9.5%。Lirapex属中，L. pantagruel与西南印度洋的L. politus亲缘最近(遗传距离9.3%)。值得注意的是，P. gargantua的食管腺肥大现象此前仅见于内共生属Chrysomallon和Gigantopelta，提示其可能独立演化出内共生策略。

解剖学研究发现P. gargantua具有适应共生生活的典型特征：增大的鳃(ctenidium，占体体积15.83%)为共生菌提供气体交换表面，肌肉发达的心脏(心室占2.21%)支持高代谢需求，退化的消化道则显示其对共生营养的依赖。相比之下，L. pantagruel保持完整的消化道结构，胃内充满有机碎屑和矿物颗粒，符合异养生活特征。

这项研究首次报道了大西洋中脊热液系统的内共生腹足类，揭示了铠甲螺科至少三次独立演化出内共生策略的进化模式。P. gargantua可能利用超基性岩相关热液喷口富含的氢气资源，其共生菌的代谢特征值得进一步研究。从应用角度看，该发现为深海生态系统保护和资源开发提供了基础数据，从理论角度则深化了对极端环境生物适应机制的理解。未来研究应聚焦共生菌的分子鉴定和能量代谢途径，以及这些特有物种在MAR热液系统中的分布限制因素。