北大西洋亚热带与热带海域全浮游马尾藻(Sargassum spp.)的动物群落关联研究综述

为解决北大西洋亚热带与热带海域全浮游马尾藻(Sargassum spp.)生态功能不明确的问题，研究人员系统综述了其作为高海生物筏的生态作用，揭示了其通过提供栖息地、营养级联和跨生态系统连接（如深海与海岸带）支持生物多样性的机制。研究阐明了马尾藻筏动态群落的组成、互作及食物网结构，为理解海洋碳循环和生态服务提供了新视角，对应对大规模藻华（如GASB）的生态影响具有重要指导意义。

　　

在广袤的海洋中，有一种特殊的棕色大型藻类——全浮游马尾藻(Sargassum spp.)，它们终身随洋流漂浮，形成独特的"生物筏"。这些天然漂浮平台不仅是众多海洋生物的移动家园，更构成了高海区域罕见的生物多样性热点。自哥伦布1492年首次记录以来，马尾藻筏的生态奥秘一直吸引着科学家们的目光。然而，2011年以来，北大西洋热带海域出现的异常大规模马尾藻增殖现象——"大西洋马尾藻带(Great Atlantic Sargassum Belt, GASB)"，将这一古老的自然奇观推向了生态研究的前沿。

传统认知中，马尾藻主要分布于马尾藻海(Sargasso Sea)和墨西哥湾。但GASB的出现彻底改变了这一格局，其覆盖范围从西非延伸至墨西哥湾，横跨8000公里，生物量峰值达3750万湿吨。这种地理扩张引发了关键科学问题：新兴GASB区域的马尾藻是否维持了传统生态功能？其动物群落组成有何特征？如何通过跨生态系统连接影响深海和海岸带？这些问题对理解海洋生态系统的韧性和藻华管理至关重要。

为回答这些问题，L. Verónica Monroy-Velázquez领衔的国际团队在《Harmful Algae》发表了系统性综述。研究整合了历史文献与最新实地数据，采用非度量多维标度(nMDS)分析群落结构，结合稳定同位素(δ¹³C/δ¹⁵N)和脂肪酸标记技术解析食物网，并通过案例研究量化了近岸梯度变化。样本覆盖马尾藻海、GASB和墨西哥加勒比海域，包括不同形态型(S. fluitans III、S. natans I/VIII)的筏体及其关联的145种无脊椎动物和80种鱼类。

1. 引言

研究追溯了从哥伦布时代到现代的科学认知演变，揭示了马尾藻筏"生物沙漠中的绿洲"悖论——如何在贫营养水域支持高多样性。关键突破是发现鱼类排泄物循环营养的互惠关系，以及中尺度涡旋对营养保留的增强作用。

2. 马尾藻-动物群落关联

2.1 附生动物

以水螅虫、苔藓虫和螺旋管虫为主，物种特异性分布显著。如Aglaophenia latecarinata专性附着于S. natans VIII，这种选择性可能与藻体次生代谢物有关。

2.2 小型活动动物

包含专性(如拟态章鱼Histrio histrio)、兼性(如螃蟹Portunus sayi)和偶然性三类。群落动态性极高，单筏物种数可达71种，密度波动达2-1000ind/kg。

2.3 区域差异

GASB区域以S. fluitans III为主，其复杂结构支持更高营养级(平均3.3)，而S. natans VIII群落营养级仅2.6。墨西哥湾和马尾藻海的大型鱼类多样性显著高于加勒比海。

3. 生态互作机制

3.1 多维功能

提供基质、避难所、繁殖场和扩散载体四重功能。幼年海龟(Chelonia mydas)通过化学信号(DMSP)定位筏体，其"迷失岁月"阶段高度依赖此栖息地。

3.2 复杂食物网

稳定同位素显示：浮游植物(POM)贡献78%碳源，但马尾藻直接支持关键物种如Kyphosus sectatrix(专食藻类)和幼鱼群落。脂肪酸谱证实营养级联跨越4个层级。

4. 跨生态系统影响

4.1 深海连接

下沉马尾藻在40小时内可达5000米深处，等足类Bathyopsurus nybelini等深海底栖生物已进化出专门消化机制，形成"海雪"之外的有机质补充途径。

4.2 海岸带影响

近岸马尾藻输入改变当地食物网：δ¹⁵N信号显示其稀释了污水氮信号；而大量堆积导致海胆(Diadema antillarum)食物来源改变，引发营养级联效应。

这项研究首次系统阐释了GASB生态系统的结构和功能，其重要意义体现在三方面：

1. 1.

   生态认知：揭示了马尾藻作为"生态工程师"的多重角色，特别是通过物理-生物耦合过程(如涡旋捕获)维持高生产力的机制；

2. 2.

   管理应用：为GASB区域制定保护政策(如关键栖息地划定)提供科学依据，建议对持续漂流的远海筏体实施特别保护；

3. 3.

   危机预警：指出大规模藻华可能通过物种扩散(如16个新记录种入侵墨西哥加勒比)和有毒金属(如砷)生物累积威胁海岸生态系统。

该研究架起了从传统马尾藻海生态学到新兴GASB研究的桥梁，未来需重点关注气候变化下群落结构的适应性变化，以及微生物组-动物互作等微观机制。正如Humboldt两百年前所预见，这些漂浮的"黄金森林"仍是解开海洋奥秘的重要钥匙。