西南大西洋灯笼鱼(Myctophidae)分布与多样性格局:水团特性及海洋锋面的生态驱动

【字体: 时间:2025年05月14日 来源:Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 2.3

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  本研究针对西南大西洋(SWAO)海域灯笼鱼(Myctophidae)生态学研究空白,通过分析1978-2023年2,186个拖网数据,揭示34种灯笼鱼的分布格局与三大类群结构,证实水团特性与海洋锋面是驱动其多样性和丰度空间分异的关键因素,为深海生态系统保护及碳循环研究提供科学依据。

  

在浩瀚的海洋中,灯笼鱼(Myctophidae)如同暗夜中的星光,虽个体微小却构成了海洋生物量的重要组成部分。这类会发光的中上层鱼类不仅是深海食物网的核心环节,更通过昼夜垂直迁移参与全球碳循环,被称为"生物碳泵"的隐形推手。然而在西南大西洋(SWAO)这片连接南美与南极的关键海域,科学家们对灯笼鱼的认知仍停留在零散的物种记录阶段。这片海域独特的海洋学特征——巴西暖流与马尔维纳斯寒流的激烈交锋,形成了复杂的海洋锋面系统,但学界尚不清楚这些物理屏障如何塑造灯笼鱼的生态格局。

为解开这一谜题,阿根廷国家渔业研究所(INIDEP)与科学技术研究委员会(CONICET)的科研团队开展了长达45年(1978-2023)的系统研究。通过整合26次科考航次的2,186个拖网数据,研究人员首次绘制出SWAO海域34种灯笼鱼的生物地理图谱,相关成果发表于《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》。研究采用跨学科方法,结合历史拖网样本的形态学鉴定(依据发光器排列等物种特异性特征)、水团特性的物理海洋学分析(温度/盐度剖面)、以及基于物种组成的多变量统计分析(如聚类分析和非度量多维尺度分析NMDS),重点考察了34°S-55°S范围内从大陆架到43°W深海区的生态过渡带。

【研究区域】
SWAO被揭示为水团交汇的天然实验室。巴西暖流带来的高盐暖水(温度>20°C,盐度>36)与马尔维纳斯寒流的低温淡水(温度<6°C,盐度<34)在38-39°S激烈碰撞,形成显著的亚热带锋面(STF)和亚南极锋面(SAF)。研究证实这些物理屏障深度可达200-400米,直接限定灯笼鱼的分布边界。

【物种多样性】
在仅11.16%的拖网站位(244个)中发现的灯笼鱼,展现出鲜明的"高多样性-低丰度"与"低多样性-高丰度"两极模式。优势种Gymnoscopelus nicholsi(出现率31.15%)与次优势种Ceratoscopelus warmingii、Electrona subaspera形成鲜明对比——前者集中分布于陆坡区(100-200米等深线),单站丰度可达千尾,后者则分散于北部大洋区,但物种数可达15种/站。特别值得注意的是,历史记录的76种灯笼鱼中近半数被重新发现,证实该区域是南半球灯笼鱼多样性热点。

【群落结构】
通过Bray-Curtis相似性分析定义的三大类群具有明确生态指示意义:

  1. 亚热带类群:以Diaphus dumerilii为标志种,严格分布于STF以北的暖水团;
  2. 亚南极类群:以Electrona antarctica为代表,占据SAF以南的冷水域;
  3. 过渡类群:包含Gymnoscopelus nicholsi等广温种,沿锋面核心区形成混合带。
    Mantel检验证实水团参数(温度r=0.72,盐度r=0.68)对群落分异的解释度最高。

【讨论与结论】
这项研究首次系统论证了SWAO灯笼鱼分布的"三域模型":大陆架区因浅水缺氧几乎无分布;陆坡区形成高丰度单种聚集;大洋区则呈现多样性梯度衰减。这种格局与南印度洋的连续渐变模式形成鲜明对比,暗示SWAO锋面系统的强屏障效应。在生态意义上,研究揭示了灯笼鱼作为"水团示踪生物"的新功能——其群落组成可精准反映不同深度水团的入侵范围,这对重建古海洋环流具有潜在价值。

该成果为应对全球变化提供了关键基线数据:随着暖水团南侵,亚热带类群可能向极地扩张,进而改变现有碳输出通量。作者建议将海洋锋面纳入动态海洋保护区(DMPA)规划,并开发基于灯笼鱼群落的环境监测指标。未来研究需结合eDNA技术完善物种清单,并量化昼夜垂直迁移对区域碳循环的贡献率。

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