极地热液喷口两种Cocculinidae腹足类（软体动物门）的生殖生物学研究：从北极到南大洋的适应性生命史特征解析

这篇研究首次揭示了南极Kemp Caldera和北极Aurora热液喷口的两种Cocculinidae腹足类（Cocculina enigmadonta和C. aurora）的生殖生物学特征。通过组织学分析发现二者均呈现异步繁殖（asynchronous reproduction）、准连续配子发生（quasi-continuous gametogenesis）和间断补充（discontinuous recruitment）模式，但成熟卵母细胞直径（oocyte diameter）和瞬时繁殖力（instantaneous fecundity）存在显著差异（C. enigmadonta：16.1±9.3个，C. aurora：4.1±2.4个）。研究为理解热液喷口不稳定环境中软体动物的适应性策略提供了首个案例。

　　

极地热液喷口腹足类的生殖奥秘

材料与方法
研究团队通过ROV在2010年和2021年分别采集了南极Kemp Caldera（1375-1487m）和北极Aurora喷口场（3884m）的样本。153个C. enigmadonta个体用96%乙醇保存，148个C. aurora个体经4%甲醛固定后转70%乙醇保存。采用体长/壳长测量构建种群结构模型，7μm/5μm厚度切片进行组织学分析，ImageJ软件测量卵母细胞等效圆直径（ECD）。

种群结构特征
体长分析显示：C. enigmadonta（4.76-9.95mm）和C. aurora（0.85-5.51mm）均呈现负偏态分布。Kolmogorov-Smirnov检验证实二者长度频率分布显著偏离正态（p<0.05），Hans Tore与Ganymede喷口的C. aurora种群无显著差异（p=0.381）。这种"合并多峰"分布模式暗示二者均存在间断补充现象，与多数热液喷口无脊椎动物相似。

配子发生过程
组织学切片揭示二者均包含卵原细胞（oogonia）、卵黄形成前（previtellogenic）、卵黄形成（vitellogenic）和成熟（mature）卵母细胞所有发育阶段。C. enigmadonta成熟卵母细胞直径（131.4-185.3μm）显著大于C. aurora（102.2-183.8μm）（MANOVA p<0.001）。有趣的是，C. aurora精巢中可见不同发育阶段的精细胞，而C. enigmadonta未发现精子发生证据。

卵母细胞尺寸分布
C. enigmadonta呈现典型双峰分布：40-55μm（卵黄形成前期）和120-130μm（卵黄形成期）两个峰值，表明迭代繁殖（iteroparity）特征。相比之下，C. aurora在20-40μm处呈现单峰分布（占总数60%），仅在120-130μm有微弱次峰。Kruskal-Wallis检验证实两种群内部存在显著个体差异（p<0.001），但空间差异不显著。

繁殖生物学参数
成熟起始尺寸显示：C. enigmadonta（5.23mm）达最大体长的52.7%，C. aurora（1.62-2.70mm）仅29.4%。瞬时繁殖力分析发现，C. enigmadonta（3-39个，均值16.1±9.3）显著高于C. aurora（1-12个，均值4.1±2.4）（p<0.001）。二者体长与繁殖参数均无显著相关性，表明体型增长不直接影响繁殖输出。

生态适应与保护意义
研究首次证实热液喷口Cocculinidae具有早期成熟、小型体型等机会物种特征，但低繁殖力（<40个卵母细胞）与传统机会种理论相悖。值得注意的是，二者卵母细胞最大直径（<200μm）与幼虫贝壳结构（protoconch）呈现矛盾：形态学支持卵黄营养型（lecithotrophic），而尺寸数据暗示浮游营养型（planktotrophic）。在全球62%热液喷口软体动物受威胁的背景下，该研究为极地喷口生态系统保护提供了关键生物学依据。