阿留申海沟及周边小型底栖动物群落特征研究:以猛水蚤目(桡足类)为重点

【字体: 时间:2025年06月18日 来源:Progress in Oceanography 3.8

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  本研究针对阿留申海沟及周边区域的小型底栖动物群落组成展开调查,重点分析猛水蚤目(Harpacticoida)的分布特征。研究发现线虫(Nematoda)和桡足类(Copepoda)为主要类群,水体深度和叶绿素a(Chl-a)是影响分布的关键环境因子。该研究填补了深海海沟小型底栖动物研究的空白,为理解极端环境生物适应性提供了重要数据。

  

深海海沟作为地球上最深的生态系统,位于6000-11000米的超深渊带(hadal zone),是由板块俯冲形成的独特生境。尽管海沟仅占全球底栖栖息地的1-2%,却占据了海洋垂直深度梯度的45%。然而,由于采样难度大、环境极端,我们对这些区域的小型底栖动物(meiofauna)了解甚少。小型底栖动物(能通过1000-500 μm筛网但被32-20 μm筛网保留的生物)在深海生态系统中扮演着重要角色,它们不仅是营养循环的关键参与者,还能作为环境变化的敏感指示生物。

在德国联邦教育与研究部(PTJ)资助的AleutBio项目支持下,来自德国森肯伯格研究所和自然历史博物馆以及法兰克福歌德大学的研究团队对阿留申海沟及周边区域的小型底栖动物群落进行了系统研究。这项发表在《Progress in Oceanography》上的工作特别关注了猛水蚤目(Harpacticoida)的分布特征,揭示了环境因素对群落结构的影响规律。

研究人员采用多管取样器(MUC)在2022年7-9月期间采集了13个站位的65个样品,覆盖阿留申海沟、白令海及海沟南北边缘区域。样品经4%缓冲福尔马林固定后,通过40 μm筛网过滤,采用Kaolin/Levasil溶液离心法富集小型底栖动物。主要类群计数和鉴定使用立体显微镜完成,猛水蚤目成体则通过Leica DM 2500LED显微镜进行科级鉴定。数据分析采用R语言(4.2.2版本)进行多元统计,包括非度量多维标度(nMDS)、PERMANOVA和SIMPER分析等。

研究结果显示,线虫(Nematoda)是最优势的类群(86.6-88.5%),其次是桡足类(3.8-4.8%)。最高密度出现在白令海(510.80 Ind/10 cm2
),最低密度出现在海沟(40.70 Ind/10 cm2
)。通过nMDS分析发现,白令海和北缘样品的小型底栖动物群落相似性较高,而海沟样品则呈现较大变异性。PERMANOVA分析表明白令海与海沟、北缘与海沟之间存在显著差异。

在猛水蚤目研究中,共鉴定出16个科,其中Ectinosomatidae最为丰富。nMDS分析显示白令海和北缘的猛水蚤群落相似,而海沟样品呈现独特组成。SIMPER分析表明Pseudotachidiidae和Ectinosomatidae是造成区域差异的主要贡献者。多样性分析显示白令海样品具有最高的香农-韦弗指数(H'),而海沟样品多样性最低。

环境因子分析表明,水深解释了小型底栖动物群落变异的46%,其次是黏土含量(7.5%)。对于猛水蚤科级组成,水深和Chl-a是主要影响因素,分别解释13.3%和8.7%的变异。距离冗余分析(db-RDA)显示这些环境因子对群落结构具有显著影响。

在讨论部分,研究者指出白令海和北缘较高的生物密度可能与阿拉斯加海流(Alaskan Stream)带来的营养输入有关。与库页岛-千岛海沟(KKT)等区域相比,阿留申海沟未显示出典型的"海沟属"分布模式。研究强调水深是影响小型底栖动物分布的最重要因素,而叶绿素a含量对猛水蚤群落具有特殊意义。

这项研究的重要意义在于首次系统报道了阿留申海沟及周边区域的小型底栖动物群落特征,填补了北太平洋深海研究的空白。研究结果支持了"每个海沟都具有独特生物群落特征"的观点,为理解极端环境下生物的适应机制提供了重要基线数据。未来研究建议结合分子生物学方法,以更深入理解海沟生物的分布格局和进化适应机制。

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