《Frontiers in Marine Science》：Blackwater diving illuminates biodiversity and ecology of siphonophores in the Gulf Stream
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本研究通过黑水潜水（BWD）结合形态学与分子系统发育分析，系统揭示了佛罗里达沿岸墨西哥湾流上层水体中管水母（Siphonophores）的生物多样性，发现22个物种（包括1新种Lilyopsis problematica sp. nov.），并利用原位摄影记录了其生活史特征（如Rhizophysa幼虫形态）及多种生态互作（捕食、被寄生等），为理解这类脆弱胶质浮游动物的分类、分布与生态功能提供了新基线。
引言
管水母（Siphonophores）是一类胶质、群体生活的水螅虫（Hydrozoa），广泛分布于全球海洋。它们栖息于不同水层，是开阔水域的重要捕食者。由于群体结构脆弱，在采集和固定过程中易受损，且群体由多种功能特化的个体（zooids）组成，这给准确鉴定带来困难，导致其分布、营养生态和生活史等方面存在显著知识空白。本研究旨在利用黑水潜水（Blackwater Diving, BWD）技术，结合水下摄影和标本采集，对佛罗里达沿岸墨西哥湾流区域的管水母进行物种鉴定、分子多样性（16S rRNA条形码）分析和生态学研究。
材料与方法
研究区域位于佛罗里达东海岸（棕榈滩）受佛罗里达海流（墨西哥湾流的初始段）强烈影响的水域。数据采集于2017年5月至2025年8月期间进行的232次夜间漂流潜水。潜水从日落开始，在表层20米以内水域进行。使用专业水下摄影系统拍摄管水母，并采集部分标本用于分子（95%乙醇保存）和形态学（4%福尔马林保存）分析。形态鉴定参考了主要分类学文献，分子分析靶向线粒体16S rRNA基因约600 bp区域，进行PCR扩增、测序、BLAST比对、系统发育树构建（最大似然法）和遗传距离（K2P模型）计算。
结果
形态学鉴定
共鉴定出118个管水母标本，隶属于3个亚目（Cystonectae, Physonectae, Calycophorae）的22个物种。其中8个分类单元为研究区域新记录，并正式描述一新种Lilyopsis problematica sp. nov.。研究详细描述了各物种的形态特征，并提供了原位照片作为佐证，例如展示了Rhizophysa属的幼虫形态（），以及新种Lilyopsis problematica的独特形态（）。
分子分析
39条16S rRNA序列的BLAST比对和系统发育分析支持了形态学鉴定结果。同时，遗传距离分析揭示了部分物种（如Rhizophysa filiformis, Nanomia bijuga, Diphyes bojani）内部存在较高的遗传分化，暗示可能存在隐存种。新种Lilyopsis problematica与Stephanophyes superba的属间遗传距离（27.04%）与其他管水母属间距离相当，支持其归入Lilyopsis属。
生态学观察
原位摄影记录了管水母丰富的生态互作。近55%的观察标本与其他类群存在相互作用，包括43例捕食事件和41例被捕食、寄生或其他关系。管水母捕食的猎物类型多样，包括端足类（hyperiid amphipods）、桡足类（copepods）、蚤状幼虫（zoea）、毛颚动物（chaetognaths）、翼足类（thecosome pteropods）、多毛类 epitokes 和鱼类。值得注意的是，首次记录了僧帽水母（Physalia physalis）的幼虫（siphonula）捕食鱼类（通过观察其原个体内存在鱼鳞）（）。同时，也观察到端足类、叶状幼虫（phyllosoma）等与管水母共栖或寄生的现象（），以及裸鳃类Cephalopyge trematoides、水母Pseudaegina rhodina和Orchistoma pileus捕食管水母的实例。
讨论
本研究在墨西哥湾流海域鉴定出22种管水母，约占全球已知种类的11%，其中包括1新种。与历史研究（主要依赖网采）相比，本研究发现的管水母组成中钟泳亚目（Calycophorae）比例较低，而胞泳亚目（Physonectae）和囊泳亚目（Cystonectae）比例较高，凸显了黑水潜水在采集脆弱群体方面的优势。分子数据支持形态鉴定，并提示部分广布种（如N. bijuga, D. bojani, R. filiformis）可能存在隐存多样性。研究还记录了Agalma, Amphicaryon, Diphyes, Forskalia, Rhizophysa, Sulculeolaria等属内物种的同域分布现象。原位观测为了解管水母生活史（如Rhizophysa幼虫形态）和生态功能提供了宝贵资料，特别是首次发现僧帽水母幼虫捕食鱼类，以及扩展了捕食鱼类的管水母种类名单（N. bijuga和F. tholoides）。丰富的生态互作记录（捕食、共栖、寄生等）进一步证实了管水母在海洋食物网中的重要作用。气候变化导致的海水变暖和湾流偏移可能促使该海域丰富的管水母群落向邻近区域扩散，从而可能改变当地生态系统。
结论
本研究成功应用黑水潜水结合形态与分子方法，揭示了墨西哥湾流佛罗里达沿岸水域管水母的多样性（22种，含1新种），发现了同域分布和潜在隐存种迹象，并通过原位摄影获得了关于其生活史（如Rhizophysa幼虫）和生态互作（包括幼虫期Physalia physalis捕鱼）的新发现。研究结果为此类脆弱浮游动物的分类、生态及其在变化环境中的潜在影响提供了重要基线数据，并验证了黑水潜水作为管水母研究有效方法的可行性。
