深渊漂流者：Psychropotes属海参（Psychropotidae, Elasipodida, Holothuroidea）游泳行为的原位观测及其生态意义

《Marine Biodiversity》：Drifting in the abyss: an in-situ observation of swimming in Psychropotes (Psychropotidae, Elasipodida, Holothuroidea)

语 为解决深海海参游泳行为的适应机制与生态功能争议，研究人员通过遥控潜水器（ROV）对克拉里昂-克利珀顿区（CCZ）的Psychropotes cf. semperiana开展原位观测。研究发现该成年个体通过前后蹼状管足同步扇动、背腹弯曲身体，并利用帆状背附肢借助底层洋流漂流，首次证实了长尾Psychropotes物种的主动游泳能力。该成果揭示了游泳行为在深海海参长距离扩散与栖息地选择中的重要意义，为理解深海生物适应性进化提供了关键证据。

　　

在黑暗高压的深海世界，生命以匪夷所思的方式适应着极端环境。海参（Holothuroidea）作为深海巨型底栖生物群落中的重要成员，曾长期被视为行动迟缓的底栖动物。然而，随着深海探测技术的发展，科学家逐渐发现部分海参物种具备游泳能力，这种行为可能是深海生物扩散、追踪短暂食物源及降低能量消耗的关键策略。其中，Psychropotes属物种因其独特的帆状背附肢（俗称“长尾”）备受关注，但成年个体是否主动游泳、如何利用附肢仍存在争议。

为解开这一谜题，研究团队利用遥控潜水器（ROV）对东太平洋克拉里昂-克利珀顿区（Clarion-Clipperton Zone, CCZ）的深海平原展开观测。在4694米深处，他们首次记录到一只成年Psychropotes cf. semperiana（一种长尾海参）的完整游泳行为。该个体通过前、后蹼状管足（webbed podia）的同步扇动驱动身体，结合背腹方向的节律性弯曲（频率约0.2赫兹），使身体在近海底水层中折叠再展开，同时帆状附肢始终保持直立姿态，像风帆一样捕捉底层洋流实现漂流。这一发现不仅证实了长尾Psychropotes成年个体的主动游泳能力，还揭示了其附肢在浮力调节与运动控制中的多功能性。

关键技术方法

本研究依托RRS James Cook科考船JC241航次，使用英国国家海洋中心（NOC）的ROV Isis系统，搭载前置导航相机（Insite Mini Zeus Mk2 Cam）与下视相机（Super Scorpio、AESA），在CCZ海域4072米深度拍摄高清视频。通过分析游泳动作序列（25帧/秒）及悬浮颗粒运动轨迹，量化了海参的游泳频率、身体姿态变化及附肢功能。观测区域位于1979年深海采矿试验留下的车辙痕迹附近，为评估人类活动对深海生物行为的影响提供了独特场景。

研究结果

1. 1.
   游泳机制解析
   Psychropotes cf. semperiana的游泳行为包含主动与被动组件：主动组件通过前、后蹼状管足扇动产生推力（前部管足主导方向），结合背腹弯曲实现身体推进；被动组件依赖帆状附肢捕捉底流，使个体在折叠姿态下可持续漂流4秒。附肢位于身体背侧近中央处，长度约为体长的0.9倍，其直立姿态可能通过离子调节（如降低腔内体液的SO₄^2-浓度）提供额外浮力。
2. 2.
   物种分布与行为适应性
   结合历史数据与本次观测，Psychropotes cf. semperiana在CCZ广泛分布（跨5000公里），但密度极低（约1-2.8只/公顷）。游泳行为可能助力其跨越贫瘠区域，追踪零星分布的食物源。与同属物种（如P. dyscrita）相比，附肢位置差异可能导致游泳模式分化，例如附肢近中央的P. semperiana更易实现身体折叠，而附肢偏后的物种可能依赖波动传递。
3. 3.
   生态意义探讨
   游泳行为不仅是逃避干扰的策略（如ROV逼近时其他海参的逃逸反应），更是深海海参实现长距离扩散、优化栖息地选择的关键适应。本研究支持了“游泳促进基因交流与广域分布”的假说，为解析深海生物连通性及气候变化、采矿活动等压力下的生态响应奠定基础。

结论与展望

本研究通过ROV原位观测，首次揭示了Psychropotes cf. semperiana成年个体结合主动游泳与帆状附肢漂流的综合运动策略，突破了“长尾海参仅幼体阶段游泳”的传统认知。该成果深化了对深海生物行为适应性的理解，强调形态特化（如附肢、管足蹼化）与生理调节（离子浮力控制）的协同进化。未来需结合种群遗传学、深海成像网络与环境DNA技术，进一步揭示游泳行为对物种分布格局及生态系统韧性的影响，尤其在深海采矿活动日益频繁的背景下，此类研究对制定保护策略具有紧迫意义。

（论文发表于《Marine Biodiversity》，详情见DOI: 10.1007/s12526-025-01618-w）