基于非侵入式光学拖网技术的缅因湾幼年海七鳃鳗(Petromyzon marinus)原位观测研究

《Marine and Coastal Fisheries》：In situ observations of juvenile Sea Lampreys in the Gulf of Maine from a noninvasive trawl survey

本研究通过创新性光学拖网技术，首次系统记录了缅因湾西部幼年海七鳃鳗(Petromyzon marinus)的原位寄生行为。研究人员利用SMAST视频拖网系统在2019-2024年间开展半年度分层随机调查，成功观测到46例幼体样本（45例附着于宿主），发现大西洋鲭(Scomber scombrus)为主要宿主（占比87%），揭示了该物种冬季聚集于32-133m水深、5.1-8.3°C环境的生态特征。该技术为海洋寄生生物行为学与宿主互作研究提供了全新方法论。

　　

在北大西洋生态系统中，海七鳃鳗(Petromyzon marinus)作为关键寄生物种，其海洋生活史始终笼罩着神秘面纱。传统研究方法如底拖网、中层拖网等存在明显局限——采集过程中宿主与寄生虫易分离，导致行为观察失真。更棘手的是，现有文献记录的海洋观测案例稀少（Halliday 1991年仅80例），宿主名录虽达54种(S. Silva et al. 2014)，但寄生动态、季节迁移规律等核心科学问题仍悬而未决。这种认知空白直接制约了我们对海洋食物网能量流动的理解，也影响了跨流域生态管理策略的制定。

针对这一困境，马萨诸塞大学达特茅斯分校海洋科学技术学院(SMAST)的研究团队另辟蹊径，将原本用于评估底层鱼类资源的光学拖网技术创造性应用于寄生生态研究。该团队2016年开发的视频拖网系统，通过在拖网末端安装GoPro Hero4/Hero9和MultiSea摄像机，配合SeaLite Sphere LED照明系统，实现了开放网囊中鱼类的原位成像。这种非侵入式设计不仅大幅降低采样死亡率，更能捕捉传统方法无法获取的生态互作细节，如北沙鳗(Ammodytes dubius)群体行为(T. L. Silva et al. 2023)和寄生生物附着状态等珍贵数据。

研究采用分层随机抽样策略，在缅因湾西部设立冬季(1月)和春季(5月)两个航次，通过48个90分钟的视频拖网站点系统采集数据。视频分析采用CVision AI公司开发的TatorApp人工标注平台，同步记录温度、深度等环境参数。这种创新方法意外捕获了46例幼年海七鳃鳗的珍贵影像，其中98%的个体保持自然寄生状态，彻底规避了传统采样导致的宿主分离偏差。

主要技术方法

研究依托SMAST视频拖网系统，其核心是在聚乙烯材质的刚性网囊中集成双摄像头（GoPro Hero4/Hero9和MultiSea）与LED照明阵列，通过光学电缆实现实时影像传输。环境数据由网囊内置的RBR Duet传感器每30秒采集一次。样本来自2019-2024年缅因湾西部海域的分层随机调查，视频资料经人工标注后提取海七鳃鳗出现时间、宿主种类等关键参数，结合GPS定位实现三维生态位重建。

观测分布特征

研究揭示幼年海七鳃鳗呈现显著季节聚集性——97.8%的观测发生在冬季航次。地理分布横跨外鳕角(41.82°N)至安角(42.72°N)海域，形成南北跨度约100公里的带状分布区。值得注意的是，2025年1月12日单航次即在42.28°N附近海域连续记录到20例寄生案例，暗示可能存在局部聚集现象。

宿主选择模式

大西洋鲭以40例的绝对优势（87%）成为主要宿主，这与历史记录中该物种占宿主比例不足30%的记载(Halliday 1991)形成鲜明对比。其余宿主包括大西洋鲱(Clupea harengus)3例、黑线鳕(Melanogrammus aeglefinus)和绿青鳕(Pollachius virens)各1例。光学影像清晰显示，幼体偏好附着于宿主侧线后方区域，体长多小于20cm。

环境参数关联

观测点的水深跨度达101米（32-133m），但73.9%的案例集中在40-80m大陆架区域。温度记录显示5.1-8.3°C的窄幅波动，平均6.8°C的冷水环境可能影响宿主鱼群越冬聚集行为。最深的3例观测（133m）均发生在2024年1月23日，对应8.3°C的异常高温，提示温盐跃层可能影响垂直分布。

讨论与展望

该研究首次通过原位成像证实冬季是研究海七鳃鳗海洋生态的关键窗口期。宿主选择的高度特异性（87%为大西洋鲭）挑战了传统认知，可能反映缅因湾食物网的特殊性。光学拖网技术克服了采样扰动难题，为量化寄生率、宿主适合度等关键参数开辟了新途径。未来结合AI图像识别算法，可进一步解析寄生行为对宿主游泳能力的影响（如速度衰减、轨迹偏移等），这对评估渔业资源损耗机制具有重要意义。研究结果发表于《Marine and Coastal Fisheries》2025年第17卷，为海洋寄生生态学研究树立了新技术标杆。