深海纽虫多样性研究：日本海沟与千岛-堪察加海沟新物种发现及系统发育分析

本研究针对深海纽虫(Nemertea)物种多样性认知空白，通过R/V Hakuho-maru科考船在日本海沟(JT)和千岛-堪察加海沟(KKT)采集80份样本，结合分子(16S/18S/28S rRNA、COI、H3基因)与形态学分析，鉴定30个潜在物种(含2个新种：Nemertovema kojimai sp. nov.和Profundonemertes hakuhoae gen. et sp. nov.)，首次报道4个日本水域新记录种，填补了JT区域研究空白，为深海生物多样性评估提供关键数据。

　　

深海纽虫研究的破冰之旅
在占据地球表面60%的深海区域，纽虫(Nemertea)作为底栖生态系统的关键组成部分，其多样性研究长期受限于采样难度。尽管全球已描述约1350种纽虫，但截至2020年仅33种被确认栖息在3000米以深海域，且早期研究常因标本破损而标记为"Nemertea sp."，导致深渊带(hadal zone)生物多样性被严重低估。日本海沟(JT)作为全球最深的海沟之一，此前仅记录1种纽虫(Dinonemertes shinkaii)，而邻近的千岛-堪察加海沟(KKT)俄罗斯段虽经多次考察，其日本管辖区域仍属研究空白。

为破解这一困局，东京大学大气海洋研究所(AORI)的Hiroshi Kajihara团队依托R/V Hakuho-maru科考船，于2022-2023年通过桁杆拖网(BT)、阿加西兹拖网(AGT)等设备，从JT和KKT的58个站点(2007-7654米)获取80份标本。研究整合多基因测序(16S/18S/28S rRNA、COI、组蛋白H3)与形态学分析，首次系统揭示了该区域纽虫多样性图谱。

关键技术方法
研究采用三种深海采样设备(BT/AGT/EBS)获取标本，通过显微解剖观察外部形态特征，结合5个分子标记(16S/18S/28S rRNA、COI、H3)构建系统发育树。对特殊类群进行组织切片分析，所有DNA序列提交至DDBJ/EMBL/GenBank，标本保存于北海道大学博物馆。

研究结果
1. 物种组成
80份标本代表30个潜在物种，包括9种古纽虫(Palaeonemertea)、7种有针纽虫(Pilidiophora)和14种针纽虫(Hoplonemertea)。其中24个可能为新种，包括6米级深渊带发现的Nemertovema kojimai sp. nov.(JT/6211米)和Profundonemertes hakuhoae gen. et sp. nov.(JT-KKT/6807-7654米)。

2. 新分类单元
• Nemertovema kojimai sp. nov.：与N. norenburgi近缘，拓展了该属在JT的分布
• Profundonemertes hakuhoae gen. et sp. nov.：建立新属，系统发育显示其与Abyssonemertes kajiharai构成姐妹群

3. 地理分布新记录
首次在日本水域发现Baseodiscus profundus(KKT)、Dinonemertes cf. arctica(双海沟)、N. norenburgi(KKT)和Phallonemertes murrayi(双海沟)，更新了这些物种的深度分布范围。

结论与意义
该研究首次绘制了JT-KKT海域深海纽虫多样性图谱，揭示该区域可能存在独特的纽虫物种库——约80%的物种可能为新分类单元，且多数集中分布在深渊带。特别值得注意的是，新建立的Profundonemertes属与已知深渊物种的演化关系，为研究纽虫对极端环境的适应机制提供了新线索。研究同时证实，现有深海纽虫物种描述数量(34种)可能仅占实际多样性的10%，凸显了深海探索的紧迫性。这些发现不仅丰富了全球海洋生物多样性数据库，也为未来深渊生态系统保护政策的制定提供了科学依据。论文发表于《Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers》，其采用的分子-形态整合分类方法，为后续破碎标本的物种鉴定建立了范本。