食源色素决定肌肉色泽：哈德逊湾西北部溯河型北极红点鲑肌肉红色素含量与无脊椎动物摄食量呈正相关

《Marine Biology》：You are the colour of what you eat: higher invertebrate consumption correlates with redder muscle pigmentation in anadromous Arctic char (Salvelinus alpinus) along western Hudson Bay, Nunavut, Canada

本研究针对北极红点鲑肌肉色素沉积机制这一空白领域，通过结合胃内容物分析、稳定同位素(δ15N)和高度支链类异戊二烯(HBIs)等技术，揭示了无脊椎动物摄食量与海冰藻类碳源利用度对肌肉类胡萝卜素浓度的正向调控作用。研究发现努阿乌特地区种群因持续摄食富含虾青素的端足类等冰缘生物，其肌肉虾青素含量(7.8 mg kg-1)显著高于兰金因莱特种群(0.6 mg kg-1)，证实气候驱动下的食性转变可能通过营养级联效应影响北极地区重要经济鱼类的商品价值与营养品质。

　　

在北极地区快速变化的生态系统中，溯河型北极红点鲑（Salvelinus alpinus）不仅是因纽特人千年来赖以生存的重要资源，更是反映海洋环境变化的哨兵物种。这种鲑科鱼类最引人注目的特征是其肌肉色泽的显著差异——从浅粉到深红不等，这种颜色变化主要取决于它们从甲壳类等无脊椎动物 prey 中摄取的类胡萝卜素（carotenoids）含量。随着气候变暖导致海冰持续消退，冰缘生态系统正经历深刻重组，端足类（Onisimus spp.）等依赖海冰的无脊椎动物数量减少，而玉筋鱼等亚北极鱼类向北扩张，这种 prey 组成的变化如何影响北极红点鲑的营养价值与经济品质，成为亟待解答的科学问题。

为解析环境-食性-色素沉积的耦合机制，研究团队于2021-2022年在加拿大努纳武特地区哈德逊湾西岸的兰金因莱特（Rankin Inlet）和努阿乌特（Naujaat）两个相距500公里的地点开展野外采样。通过测量肌肉虾青素（astaxanthin）浓度、使用DSM SalmoFan比色卡量化肌肉色泽，并结合胃内容物分析、氮稳定同位素（δ¹⁵N）示踪营养级（trophic position, TP）、高度支链类异戊二烯（highly branched isoprenoids, HBIs）标记海冰藻类碳源（以iPOC%表示）等多维度数据，构建了综合评估框架。

猎物类胡萝卜素分布格局

对9类潜在 prey 的 spectrophotometry 分析显示，无脊椎动物整体虾青素含量显著高于鱼类：钩虾纲（Gammarus spp.）达80.7±44.0 mg kg^-1，拟螯钩虾（Onisimus spp.）为58.5±67.7 mg kg^-1，而所有鱼类 prey（包括毛鳞鱼、玉筋鱼、杜父鱼和鳕鱼）的虾青素含量均低于1.0 mg kg^-1或未检出。这种 prey 间的色素含量梯度为解释消费者肌肉色素差异提供了物质基础。

空间与年际色素变异驱动因素

广义线性模型表明，年份、研究地点、营养级、iPOC值及其交互作用共同解释了54%的肌肉虾青素浓度变异（P<0.0001）。具体而言：

1. 1.1.
   努阿乌特种群虾青素浓度（2021年7.8 mg kg^-1，2022年2.1 mg kg^-1）始终高于兰金因莱特种群（2021年0.6 mg kg^-1，2022年1.4 mg kg^-1），与其更高的无脊椎动物摄食比例（2021年99.7% vs 10.6%）和iPOC利用率（2021年79.4% vs 36.9%）相符；
2. 2.2.
   虾青素浓度与营养级呈显著负相关（r=-0.41, P<0.0001），证实鱼类 prey 主导的食谱会降低色素沉积；
3. 3.3.
   2022年努阿乌特种群虾青素浓度骤降与食谱中杜父鱼比例上升（52.8%）而端足类比例下降直接相关，反映了海冰覆盖减少对 prey 组成的即时影响。

色素沉积的生理生态调控

肌肉虾青素与体质条件（Fulton’s condition factor）呈正相关（r=0.27, P=0.0130），表明高营养状况个体具有更强的色素富集能力。而虾青素与角黄素（canthaxanthin）的协同变化（r=0.40, P<0.0001）提示两种色素可能共同调控显色效应，这与努阿乌特种群始终更高的SalmoFan评分（2022年30±2 vs 22±2）相印证。值得注意的是，视网膜醇（retinol）浓度在所有样本中均处于微量水平，且与虾青素无显著关联，说明类胡萝卜素可能主要定向储存于肌肉组织而非转化为维生素A。

本研究首次在野生溯河型北极红点鲑中建立了“海冰动态-食性选择-营养代谢-商业品质”的完整关联链条。结果表明，北极红点鲑肌肉色素沉着可作为指示生态系统结构变化的生物标志物：海冰覆盖度通过调控冰缘无脊椎动物（高虾青素载体）与亚北极鱼类（低虾青素载体）的相对丰度，间接影响鱼体的类胡萝卜素积累效率。随着气候变暖持续改变哈德逊湾等北极海域的冰情特征，北部种群（如努阿乌特）可能经历与南部种群（如兰金因莱特）相似的食性转变，进而导致肌肉色素含量普遍下降。这种变化不仅可能影响种群的繁殖成功率（因为类胡萝卜素向性腺的再分配关乎配子质量），更直接关系到因纽特社区的食物安全与经济收益——红肌北极红点鲑因其风味和营养优势具有更高市场价值。未来需结合基因组学手段解析不同地理种群色素代谢的遗传基础，并建立长期监测网络以预警气候驱动的水产品品质变迁。