Trachyleberididae科(介形纲,甲壳动物门)的生物地理分布范围扩大得到了新发现的证据——这些新物种来自阿留申海沟和白令海地区

《Progress in Oceanography》:Biogeographic range expansion of Trachyleberididae (Ostracoda, Crustacea) genera evidenced by three new species from the Aleutian Trench and Bering Sea

【字体: 时间:2025年11月17日 来源:Progress in Oceanography 3.6

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  本研究通过2022年AleutBio探险在阿留申海沟和贝 Ring 海采集的甲壳纲桕虫样本分析,首次描述了Abyssocythere和Henryhowella的软体部分,鉴定出三个新物种(Abyssocythere piovesanae sp. nov., Abyssocythereis matzkekaraszae sp. nov., Henryhowella coronispinata sp. nov.),并重新评估了Abyssocythereis sulcatoperforata的Lectotype,揭示了深海环境中桕虫的形态多样性及地理分布特征。

  本次研究主要围绕2022年在阿拉斯加海沟和白令海深渊开展的AleutBio探险项目,探讨了海洋生物在北极圈附近的北太平洋分布情况。研究重点分析了从该探险项目中采集的蔓足类动物——双壳目软体甲壳类(Ostracoda)中的一种,特别是来自Trachyleberididae科的三个新物种。这三个新物种分别为Abyssocythere piovesanae sp. nov.、Abyssocythereis matzkekaraszae sp. nov.以及Henryhowella coronispinata sp. nov.。这些发现不仅丰富了我们对这一科在北太平洋地区多样性的认知,也进一步揭示了深海蔓足类动物在极端环境下的适应能力和生存策略。

Ostracoda是一类体型较小的甲壳动物,它们的软体部分被双壳状的甲壳所包裹。在大多数物种中,这种甲壳是钙化的,使得Ostracoda成为拥有最丰富化石记录的节肢动物类群之一,其历史可以追溯到奥陶纪(Siveter et al., 2014)。根据世界Ostracoda数据库(Brand?o et al., 2025),目前已描述的Ostracoda物种超过46,000种,其中大多数是化石物种,仅通过其钙化的甲壳被记录下来。然而,软体部分的研究对于理解这些物种的分类地位和演化过程具有重要意义。软体部分可以提供关于遗传多样性、种群结构、生物地理学和演化机制的信息(Matzke-Karasz & Smith, 2022),同时还能揭示繁殖策略对种群扩散和连接性的影响,以及不同种群之间基因流动的水平(Finston, 2002; Nigro et al., 2015; Sch?n et al., 2018)。此外,软体部分对于区分那些甲壳相似的物种至关重要,这种情况在这一类群中非常常见(Brand?o et al., 2010)。

Ostracoda广泛分布于各种生态系统,从热带地区的凤梨科水槽(Pereira et al., 2022)到河流、湖泊、浅海以及深海环境,包括平坦沉积物、木屑沉降区、冷泉、热液喷口和哈拉区(Karanovic and Brand?o, 2015, Brand?o et al., 2019)。近年来,科学家们对深海Ostracoda进行了大量研究,涉及诸如千岛-堪察加海沟(Brand?o et al., 2019, Yoo et al., 2019)、南大洋的南极区域(Brand?o, 2010, Brand?o et al., 2022)以及北大西洋(Yasuhara et al., 2014)等地。这些研究大多取得了显著成果,发现了大量新物种,拓展了我们对Ostracoda生物学、生态学、生物地理学及其他科学领域的认知。然而,白令海和阿拉斯加海沟的深海区域此前尚未得到充分研究。因此,2022年的AleutBio探险项目旨在收集从单细胞到大型生物的所有真核生物,以增强我们对北太平洋亚极区生物多样性的了解(Brandt, 2022)。本研究聚焦于在此次探险中采集的Trachyleberididae科的Ostracoda物种。

Trachyleberididae科是现存最多样且通常数量最多的深海Ostracoda科之一(Brand?o et al., 2025)。该科的多样性包括至少247个属和至少6,056个物种及亚种(Brand?o et al., 2025)。Trachyleberididae科的分布范围非常广泛,从热带地区到极地地区,从浅海到深海环境均有出现。本研究中所分析的材料包括Abyssocythere、Abyssocythereis和Henryhowella三个属。Abyssocythereis属目前仅描述了两个物种:Abyssocythereis vitjasi和Abyssocythereis sulcatoperforata(Brady, 1880),其地层分布范围从早更新世到现代,并且出现在大西洋和太平洋海域(Schornikov, 1975, Whatley and Coles, 1987, Brand?o et al., 2025)。Abyssocythere属包含13个物种(Brand?o et al., 2025),其地层分布从晚坎帕尼亚期(Yasuhara et al., 2015)到现代,并且广泛分布于大西洋、印度洋、太平洋和南大洋。Henryhowella属目前包含26个物种(Brand?o et al., 2025),其地层分布从中马斯特里赫特期(Bertels, 1975b)到现代,并且出现在全球所有海洋中。在本研究中,我们为这三个属各描述了一个新物种,并对Abyssocythereis属的已发表记录进行了回顾,提供了两个先前描述物种的新同义词,并对Abyssocythereis sulcatoperforata(Brady, 1880)的模式标本进行了重新描述。

本研究的发现表明,北太平洋地区的Trachyleberididae科多样性远比之前认为的要丰富。通过此次探险项目,科学家们不仅获得了新的物种信息,还对这一科在深海环境中的适应机制有了更深入的理解。Abyssocythere和Henryhowella这两个属的软体部分此前从未被详细描述,因此本次研究填补了这一空白。此外,Abyssocythereis属的两个物种在重新分析其模式标本后,也提供了新的同义词,进一步明确了其分类地位。

研究区域位于阿拉斯加海沟和白令海,该海沟是由太平洋板块和北美板块的汇聚作用形成的,使其成为世界上地震和火山活动最活跃的地区之一(Jewett et al., 2008)。阿拉斯加海沟(55°-50°N; 167°E-158°W)的深度可达7,822米,长度约为3,200公里,并通过千岛海峡(深度4,420米)与白令海的指挥盆地相连(Brandt et al., 2024)。这些区域的生态系统复杂多样,包括海床沉积物、木屑沉降区、冷泉和热液喷口等。深海环境的极端条件,如高压、低温和黑暗,对生物的生存提出了严峻挑战,而Ostracoda却能在这些环境中繁衍生息,展现出强大的适应能力。

在此次探险中,研究人员使用了两种类型的底栖拖网设备,从10个站点采集了样本,这些站点的深度范围从3,500米到7,200米。通过对这些样本的形态学分析,研究人员利用立体显微镜观察了软体部分,使用扫描电子显微镜分析了甲壳的结构。这些方法的应用使得科学家们能够更全面地了解Ostracoda的形态特征,包括独特的装饰模式、铰链结构和甲壳重叠方式。同时,这些分析也为进一步研究Ostracoda的分类和演化提供了重要的基础数据。

研究结果表明,从10个站点共采集了143个Ostracoda样本,其中包括Abyssocythere属的34个样本、Abyssocythereis属的16个样本以及Henryhowella属的93个样本。这些样本涵盖了从单细胞到大型生物的多种类型,为研究Ostracoda的多样性提供了丰富的材料。通过详细分类和描述,研究人员进一步明确了这些物种的形态特征和生态习性。其中,Abyssocythere piovesanae sp. nov.的发现为Abyssocythere属的多样性提供了新的证据,而Abyssocythereis matzkekaraszae sp. nov.和Henryhowella coronispinata sp. nov.的描述则为该科在北太平洋地区的研究填补了空白。

此外,研究人员对Abyssocythereis sulcatoperforata(Brady, 1880)的模式标本进行了重新分析,并提出了新的同义词。这一过程不仅有助于澄清该物种的分类地位,也为理解其演化历史提供了新的视角。通过这些研究,科学家们能够更准确地识别和描述Ostracoda物种,从而提高分类系统的精确度。同时,这些发现也为进一步研究Ostracoda的生态适应性和生物地理学提供了重要的数据支持。

本研究的发现具有重要的科学意义,不仅丰富了我们对Trachyleberididae科在北太平洋地区的多样性认知,也进一步揭示了深海Ostracoda的生存策略和适应机制。这些物种在极端环境下生存,展现了其强大的生命力和演化潜力。通过对这些物种的形态学和生态学研究,科学家们能够更好地理解深海生态系统的复杂性和多样性,以及Ostracoda在其中的角色。此外,这些研究也为未来的深海探索提供了重要的参考,强调了继续研究这些尚未被充分了解的生态系统的重要性。

在此次探险中,研究人员还发现了其他有趣的生态现象,例如某些Ostracoda物种在特定环境中的分布模式,以及它们与其他生物之间的相互作用。这些发现有助于揭示深海生态系统的结构和功能,以及Ostracoda在其中的生态意义。通过对这些现象的分析,科学家们能够更好地理解Ostracoda的生态适应性和生存策略,以及它们在深海环境中的生态角色。

研究还强调了多学科合作的重要性。Ostracoda的研究不仅涉及形态学分析,还包括生态学、生物地理学、演化生物学以及遗传学等多个领域。这些学科的交叉融合使得科学家们能够从多个角度理解Ostracoda的多样性及其在深海环境中的适应机制。此外,研究还展示了现代技术在生物研究中的应用,例如扫描电子显微镜和立体显微镜的使用,使得科学家们能够更精确地观察和分析Ostracoda的形态特征。

通过此次研究,科学家们不仅获得了新的物种信息,还对Ostracoda的分类和演化有了更深入的理解。这些发现为未来的深海研究提供了重要的基础,同时也为保护和管理深海生态系统提供了科学依据。随着全球对深海资源的关注不断增加,Ostracoda的研究也显得尤为重要。这些微小的生物在深海生态系统中扮演着关键角色,其多样性不仅反映了环境的复杂性,也揭示了生物进化的潜力。

本研究还突出了长期监测和研究的重要性。深海环境的动态变化可能会影响Ostracoda的分布和多样性,因此持续的研究对于理解这些变化至关重要。此外,研究还强调了国际合作在生物研究中的作用。此次探险项目得到了德国教育和科学部(BMBF)的资助,并与联合国教科文组织(UNESCO)合作,体现了全球科学界对深海研究的重视和支持。

总之,本次研究通过详细的形态学分析和分类工作,揭示了Trachyleberididae科在北太平洋地区的多样性,同时也为理解Ostracoda的生态适应性和演化机制提供了重要的科学依据。这些发现不仅拓展了我们对深海生态系统的认知,也为未来的深海研究和保护工作提供了重要的参考。随着科技的进步和研究方法的不断优化,我们有望在未来的探索中发现更多未知的物种,进一步揭示深海生态系统的奥秘。
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