探秘东南太平洋深海甲壳动物:解析其空间生态,解锁海洋生态密码

【字体: 时间:2025年04月26日 来源:Scientific Reports 3.8

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  在东南太平洋的 Salas y Gómez、Nazca 和 Juan Fernández 海岭,深海生物生态知识匮乏。研究人员分析了 Paromola rathbuni 和 Projasus bahamondei 的空间生态学。发现不同非生物变量影响其分布,且气候变化下其分布模式可能改变,这为海洋生态研究和保护提供重要依据。

  在神秘深邃的东南太平洋,Salas y Gómez、Nazca 和 Juan Fernández 海岭静静隐匿于茫茫深海之中。这片区域是全球公认的生物多样性热点地区,诸多迁徙物种在此穿梭,犹如海洋中的 “高速公路”,同时也是众多海洋生物的 “育儿所”。然而,由于其地处偏远,深海研究成本高昂,这里成为了太平洋中最不为人知的区域之一。对于生活在这些海岭岛屿和海山上的深海生物,人类的了解少之又少,就像在黑暗中摸索,仅能看到一丝微弱的光亮。
在这片神秘海域的中深层,生活着两种独特的底栖大型动物 —— 智利锯齿龙虾(Projasus bahamondei)和胡安费尔南德斯蟹(Paromola rathbuni) 。它们不仅是当地渔业的副渔获物,在海洋生态系统中也扮演着重要角色。但长期以来,关于它们的生物地理和生态信息极度匮乏,比如它们的种内和种间关系、栖息地利用情况等,都如同谜团一般。而且,它们在海岭上分布的不连续性也令人费解,究竟是哪些环境变量在背后 “操控” 这一切呢?这些未知严重阻碍了人们对海洋生态系统的深入理解和有效保护。

为了揭开这些谜团,来自智利北方天主教大学(Universidad Católica del Norte)、乌拉圭共和国大学(Universidad de la República)等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们整合了已发表的数据以及在该地区五次科学考察中获得的实地信息,深入分析了这两种深海甲壳动物的空间生态学。研究成果发表在《Scientific Reports》上,为我们打开了一扇了解深海生态的新窗口。

研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。他们从多次科学考察中获取地理、海洋学和生物学数据,包括温度、盐度、溶解氧等海洋环境参数,以及生物样本信息。之后,利用随机森林模型(RF)和广义线性模型(GLM)进行数据分析。RF 模型用于评估物理化学和地理地质变量对物种分布的影响,并对重要变量进行排序;GLM 则用来量化各变量对物种存在概率的影响 。

建模物种与环境的关系


研究人员发现,影响两种物种分布的变量组合存在差异。对于 P. bahamondei,溶解氧、经度和温度是预测其分布的关键变量,地理 / 地质和物理化学变量共同解释了其 95% 的分布情况。而 P. rathbuni 的分布则主要由经度和深度决定,这些变量解释了其存在情况的 93%。GLM 进一步表明,低溶解氧和温度对两种物种的存在都有显著影响。P. bahamondei 受低溶解氧和温度影响显著,其存在数据方差的 62% 可由相关 GLM 解释;P. rathbuni 同样受低溶解氧和低温影响,对应 GLM 解释了其存在数据 37% 的方差。

移动深海十足类动物的栖息地利用和生态学


通过实地观察,研究人员发现这两种目标甲壳类动物与两种栖息地类型相关。硬底质栖息地,地形起伏大,有粗砂和大型岩石,还有小海绵、蕾丝珊瑚和海笔等生物;软底质栖息地则地势平缓,由粗砂和生物碎屑组成,生活着海葵、海笔和多种鱼类 。P. bahamondei 主要栖息在硬底质、地形起伏大的区域,深度在 150 - 608 米,常形成聚集群体。P. rathbuni 则在硬底质(岩石)和软底质(沙地)都有发现,深度在 50 - 400 米,多为小群体分散存在。而且,P. bahamondei 仅在 84.2°W 以东被发现,多处于氧最小区(OMZ)内;P. rathbuni 分布在 85°W 以东,部分记录在低氧条件下。此外,研究人员还观察到两种动物身上存在附着生物,这些附着生物的分布也呈现出一定的规律。

在讨论部分,研究人员指出,目标物种在缺氧和低温的区域更为常见,这与 OMZ 的存在密切相关。OMZ 对 P. bahamondei 分布的影响更为显著,其分布受 OMZ 的限制,在 OMZ 影响减弱的区域,其分布也随之受限。而 P. rathbuni 与 OMZ 的关联相对较弱,可能还有其他因素影响其分布。从生物地理学角度看,两种十足类动物在 85°W 以西分布的不连续性,与生物地理过渡区的存在相吻合。这个过渡区将东西两侧不同起源的底栖生物分隔开来,两侧的食物资源和猎物大小都存在差异,这对两种甲壳动物的分布和生存策略产生了影响。另外,根据目前的研究和气候预测,随着气候变化,温度和氧气条件可能改变,OMZ 的强度和范围也会变化,这可能导致两种物种的地理和深度分布模式发生改变 。

总的来说,这项研究揭示了东南太平洋深海两种甲壳动物的空间生态学特征,明确了影响它们分布的关键因素。研究结果对于理解深海生态系统结构和功能、生物地理分布规律具有重要意义,也为未来海洋生态系统在气候变化下的响应研究提供了基础数据。同时,研究中发现的物种分布与环境变量的关系,有助于制定更合理的海洋保护策略,为保护这些珍贵的海洋生物资源提供科学依据 。

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