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深海单室有孔虫新种Bathyallogromia brandtae的发现揭示阿留申海沟极端深渊环境的生物地理限制性
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月18日 来源:Progress in Oceanography 3.8
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本研究针对深渊环境单室有孔虫(monothalamous foraminifera)的分布规律问题,通过阿留申海沟7000米以深沉积物采样,结合形态学与18S rRNA基因系统发育分析,发现并命名了优势新种Bathyallogromia brandtae sp.nov.。该研究首次证实单室有孔虫可在hadal带形成优势种群,并揭示了高纬度深渊物种具有比预期更狭窄的生物地理分布特征。
在海洋最神秘的hadal带(深度>6000米),生命如何适应极端压力与贫瘠环境始终是深海生态学的核心问题。1976年Jumars和Hessler在阿留申海沟7298米处发现大量未鉴定的软壁有孔虫,这些单室结构(monothalamous)的微生物竟比线虫更丰富,占据底栖群落的75%。但受限于当时技术,这些"神秘球体"的身份与意义成为悬而未决的世纪谜题。
2022年,德国"太阳号"科考船SO293航次在相同海域展开追索。由Jan Pawlowski、Andrew J. Gooday和Maria Holzmann组成的国际团队,采用现代分子生物学手段结合经典形态学分析,终于揭开了这些微生物的进化身份。研究发现这些直径260微米的球形有机壁壳体属于Bathyallogromia属新种,命名为Bathyallogromia brandtae sp.nov.。这一发现不仅证实了46年前的观测,更颠覆了人们对深渊微生物分布的认知——这些看似简单的单室生物竟能形成绝对优势种群,且在南北半球高纬度海域呈现明显的分布限制性。
研究团队通过多管取样器采集hadal带沉积物,利用300微米筛网分离活体标本。对18S rRNA基因片段进行PCR扩增和系统发育分析,构建了包含Weddell海和北冰洋近缘种的进化树。形态学测量采用微分干涉显微镜,统计壳体长宽比(1.00-1.40)和细胞质特征。
研究区域
采样覆盖阿留申海沟12个站点,其中6个位于>7000米的hadal带。对照组来自3500-3600米深的白令海3个站点,形成深度梯度比较。
系统描述
新种模式标本保存于伦敦自然历史博物馆(NHMUK 2024 10547-10553)。其诊断特征包括:球形-卵圆形壳体、均质有机壁、无附属结构,与Weddell海近缘种相比具有更稳定的长宽比(均值1.12)。分子数据证实其构成Bathyallogromia进化支的独立分支。
讨论
该研究首次证实monothalamous foraminifera能在hadal环境形成绝对优势,修正了"深渊群落必为多室种主导"的传统观点。18S rRNA序列差异显示,南北半球高纬度种群存在显著遗传分化,暗示深海微生物可能存在隐种(cryptic species)现象。这种分布模式可能与南极绕极流形成的生物地理隔离有关。
这项发表于《Progress in Oceanography》的研究,为理解极端环境下微生物适应性进化提供了关键案例。其揭示的"高纬度深渊物种分布限制性"规律,对预测深海生物对气候变化的响应具有重要意义。来自德国森肯堡博物馆的Holzmann强调:"这些微小壳体如同深海罗塞塔石碑,破译它们的密码将重新定义我们对生命边界的认识。"
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