东太平洋克拉里昂 - 克利珀顿断裂带深海多金属结核区钩虾类(甲壳纲:端足目)多样性与分布

【字体: 时间:2025年05月19日 来源:Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers 2.3

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  为探究 CCFZ 生物基线等问题,研究人员对 OMS、UK-I 勘探区及 APEI-6 的钩虾类开展研究。经形态学鉴定 98 种,85% 未描述,发现区域间物种组成等差异,且筛网和 sediment layer 影响采样,为深海生态保护提供依据。

  
深海,这片占据地球表面约 71% 的神秘领域,其下的深渊平原更是覆盖了 75% 的海底。然而,受制于技术条件,人类对这片广袤空间的认知少之又少,仅有不足 1% 的深渊平原被深入研究。随着深海矿产资源开发热潮的兴起,位于太平洋中部的克拉里昂 - 克利珀顿断裂带(CCFZ)因其富集多金属结核成为关注焦点。各国在推进矿产勘探的同时,亟需构建该区域的生物环境基线,以评估潜在开采活动对生态系统的影响。但目前,CCFZ 在物种分类、地理分布及时间变异性等方面仍存在显著知识空白,尤其是钩虾类(Tanaidacea)这一底栖大型动物的重要组成部分,其多样性与生态功能尚未得到充分揭示。

为填补这些研究空白,研究人员针对 CCFZ 东端的新加坡 OMS 勘探区、英国 UK-I 勘探区及邻近的特殊环境利益区 APEI-6 开展了钩虾类多样性与分布研究。该研究成果发表在《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》,为深海生态保护与矿产资源可持续开发提供了关键科学依据。

研究人员在 2013 至 2020 年间的三次科考航次中,利用箱式采样器(box corer)、底栖拖网(epibenthic sled)和多管采样器(multiple corer),从 89 个站位(深度 4016–4336 米)采集了约 1800 个钩虾样本。通过形态学特征鉴定,共识别出隶属于 12 科的 98 个物种及形态种,其中 85% 为未描述新物种。研究涉及的主要技术方法包括深海沉积物采样、大型底栖生物分选、形态分类学鉴定及数据统计分析,样本覆盖了不同沉积层(0–2 cm、2–5 cm、5–10 cm)并采用 250 μm 和 300 μm 双层筛网过滤。

总体物种组成


研究从 1794 个样本中鉴定出 98 个钩虾物种及形态种,分属 2 个亚目、3 个超科、12 科(含分类未定的 Paratanaoidea 科),其中 83 个为未描述物种,包括此前利用同批样本发表的 Portaratrum birdi 和 Unispinosus eopacificus 两个新种。已描述物种仅 15 个,显示出 CCFZ 钩虾类极高的分类学未知性。

CCFZ 钩虾物种丰富度与多样性


本研究记录的 98 个物种中,84.7% 为科学新发现,这与此前研究推测 CCFZ 中 99.4% 钩虾物种未被描述的结论一致。从全球范围看,预计 94–97% 的钩虾物种仍待描述,凸显该类群在分类学研究中的迫切性。

区域间物种组成与分布差异


OMS 和 UK-I 勘探区分别记录 85 种和 71 种钩虾,物种丰富度显著高于其他勘探区,可能与采样强度较大有关。尽管两地地理邻近,仅 59% 的物种共享,且南北站位在密度、物种丰富度和组成上存在差异。较远的 APEI-6 记录 11 种,均在 OMS 和 UK-I 出现,表明其物种可能源自周边勘探区。

采样因素对结果的影响


研究发现,在常规 300 μm 筛网基础上增加 250 μm 筛网,可使捕获个体数增加 25–32%,但未提升物种数。0–2 cm 沉积层的个体数分别为 2–5 cm 和 5–10 cm 层的 1.4–3.0 倍和 2.1–8.3 倍,但未发现仅存在于表层的物种,提示钩虾在沉积层中具有垂直分布特征。

环境因子与群落的关系


研究未检测到钩虾群落指标与非生物因子(如沉积物性质、水深等)的显著相关性,可能与采样范围或环境变量波动较小有关,需进一步长期监测验证。

本研究首次系统揭示了 CCFZ 东端钩虾类的多样性与分布格局,证实该区域为钩虾类的高度热点区域,且存在显著的区域分化。大量未描述物种的发现不仅丰富了深海生物分类学知识,也凸显了 CCFZ 在全球生物多样性保护中的重要性。研究同时指出,采样技术(如筛网孔径、采样层次)对钩虾类调查结果有显著影响,为未来深海生物多样性调查方法的标准化提供了参考。鉴于钩虾类对环境扰动敏感且扩散能力有限,其群落结构可作为评估深海采矿影响的重要生物指标。本研究为国际海底管理局(ISA)制定 CCFZ 矿产开发环境管理计划提供了关键基线数据,对平衡深海资源开发与生态保护具有重要科学意义和实践指导价值。

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