揭秘深海多金属结核区的神秘物种:Anguillosyllis cf. hessleri物种复合体
编辑推荐:
在深海多金属结核区生物多样性研究中,为明确Anguillosyllis属生物多样性,研究人员对形态似Anguillosyllis hessleri的样本研究。结果发现其包含 4 个遗传谱系,或为潜在物种。该研究为深海生物多样性研究提供新视角。
在广袤无垠的深海世界里,蕴藏着无数未知的奥秘。近年来,随着深海矿产资源商业勘探的迅速发展,位于太平洋中部的克拉里昂 - 克利珀顿区(Clarion-Clipperton Zone,CCZ)备受关注。这里富含高品位的多金属结核,吸引着众多国家和企业参与勘探。然而,在这片神秘的深海区域,生物多样性的研究却相对滞后。为了填补这一空白,来自多个研究机构的科研人员开启了一场探秘之旅。他们聚焦于 CCZ 的深海生物,试图揭开这些神秘生物的面纱。
CCZ 的深海生物多样性研究对于保护海洋生态系统和合理开发矿产资源至关重要。但此前,人们对该区域的生物多样性了解甚少,尤其是对底栖生物的分类和物种界定存在诸多疑问。例如,
Anguillosyllis属的生物在分类学上一直存在争议,其形态特征和分类地位模糊不清,这给生物多样性的准确评估带来了困难。而且,深海环境的特殊性使得样本采集和研究难度极大,进一步阻碍了对该区域生物的深入了解 。
在这样的背景下,研究人员决定深入探究 CCZ 的生物多样性,重点研究
Anguillosyllis属生物。此次研究成果发表在《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》上。研究人员来自多个国外研究机构,他们通过多方面的研究,取得了重要的成果,为深海生物多样性研究提供了新的依据和方向。
研究人员在本次研究中运用了多种关键技术方法。在样本采集方面,他们借助一系列底栖采样设备,包括箱式采泥器、多管采泥器和表栖拖网(EBS),在 CCZ 的不同区域进行采样,涵盖了英国海底资源有限公司(UK Seabed Resources Ltd)的勘探合同区 “UK-1”、新加坡海洋矿产公司的勘探合同区 “OMS”、特殊环境利益区 “APEI-6” 以及瑙鲁海洋资源公司(Nauru Ocean Resources Inc)的勘探区域等。在实验室分析阶段,综合运用了形态学和分子生物学方法。形态学上,利用立体显微镜、复合显微镜以及扫描电子显微镜(SEM)对样本进行观察和拍照;分子生物学上,提取样本 DNA,通过聚合酶链式反应(PCR)扩增细胞色素
c氧化酶(COI)和 16S rRNA 基因片段,并进行测序和分析 。
下面来详细看看研究结果:
- 遗传数据:研究人员对 38 个样本进行分析,COI 扩增和测序在 37 个样本中成功,16S 序列在 15 个样本中成功。通过 CD-HIT 聚类分析和系统发育分析,发现样本的序列聚成 4 个 COI 分子分类单元(MOTUs),对应 4 个遗传谱系,分别命名为A. cf. hessleri “NHM_1740”、A. cf. hessleri “NHM_1797C”、A. cf. hessleri “NHM_2095” 和A. cf. hessleri “NHM_552”。其中,A. cf. hessleri “NHM_552” 与之前研究中的 5 个未鉴定环节动物匹配,A. cf. hessleri “NHM_1740” 与另外 3 个未鉴定环节动物匹配。不同谱系间的遗传距离显示,A. cf. hessleri “NHM_1740” 与其他谱系差异最大。COI 单倍型网络分析表明,各谱系地理结构不明显。
- 系统分类学:明确研究对象属于 Syllidae 科、Anguillosyllis属,其模式种为Anguillosyllis capensis 。
- Anguillosyllis cf. hessleri复合体:对该复合体的样本进行详细描述,完整样本体长可达 4mm,宽 0.5mm,具 11 个刚节。身体在第 4 刚节处最宽,活体半透明无色素,固定后呈不透明乳白色。其口前叶有 3 根触角和 2 个触须,眼睛缺失。咽延伸至第 3 刚节,胃在第 3 - 5 刚节。 parapodia( parapodium 的复数形式,意为 “疣足” )短且呈卵形,单枝型,具背突和两个短球状叶。背须仅在第 1 刚节存在,腹须在所有刚节都有。每个疣足至少有 4 根尖针状的 aciculae(acicula 的复数形式,意为 “针状体” ),还有密集的复合异齿刚毛。 pygidium(意为 “尾节” )宽圆,有一对侧生细长棒状附肢和一对丝状终端触须 。
- 口前叶的形态变异:通过 SEM 观察发现,不同遗传谱系的Anguillosyllis cf. hessleri口前叶形态存在差异。“NHM_552” 的口前叶由圆形至梯形的下叶和叠加的八角形中叶组成;“NHM_1797C” 的下叶宽椭圆形,中叶宽八角形且后缘有深凹口;“NHM_2095” 的下叶椭圆形,中叶圆形;“NHM_1740” 的下叶宽三角形,中叶八角形且前缘有明显峰 。
研究结论和讨论部分指出,研究人员通过分子和形态学研究发现,形态上与A. hessleri相似的样本实际上包含至少 4 个遗传谱系,这些谱系可能代表不同的物种。然而,由于缺乏A. hessleri模式标本的分子和 SEM 数据,无法确定这些谱系中是否有真正的A. hessleri,因此目前只能将 CCZ 样本归为Anguillosyllis cf. hessleri。虽然口前叶形态差异为区分这些谱系提供了潜在依据,但样本数量有限。未来需要对A. hessleri的模式产地进行采样,开展进一步的遗传和 SEM 分析,以明确A. hessleri的真实身份和分布,并正式确定新物种。同时,扩大采样范围有助于更准确地评估种间和种内变异率,从而更可靠地确定Anguillosyllis属的物种界限。这项研究不仅为深海生物多样性研究提供了重要的数据支持,也为后续的研究指明了方向,对于保护深海生态系统和可持续利用深海资源具有重要意义。