西北太平洋白令海皮普海底火山及其邻近海域的肉食性海绵(寻常海绵纲:柳叶海绵科)

《Regional Studies in Marine Science》:Carnivorous sponges (Demospongiae: Cladorhizidae) from the Piip Submarine Volcano and Adjacent Areas (Bering Sea, NW Pacific)

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月10日 来源:Regional Studies in Marine Science 2.7

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   摘要利用遥控潜器对贝尔欣海峡皮普海底火山及其邻近水域的底栖群落进行的调查发现,Cladorhizidae科( demosponge:Poecilosclerida)肉食性海绵具有高丰度和高物种丰富度。共发现4个物种,来自2个属,均为科学界新种:Axoniderma valen

  

摘要

利用遥控潜器对贝尔欣海峡皮普海底火山及其邻近水域的底栖群落进行的调查发现,Cladorhizidae科( demosponge:Poecilosclerida)肉食性海绵具有高丰度和高物种丰富度。共发现4个物种,来自2个属,均为科学界新种:Axoniderma valentinae sp. nov.、Lycopodina tamilae sp. nov.、L. ptushkini sp. nov. 和 L. krasokhini sp. nov.。利用光学显微镜和扫描电子显微镜对物种进行了研究和绘图。对部分标本的核糖体核基因小亚基和大亚基片段进行了测序。数据已存入GenBank。所研究Cladorhizidae的分布具有明显的垂直分层特征,火山顶部记录到的海绵数量最多,包括微生物垫发育区域。丰度最高的物种 L. tamilae sp. nov. 栖息于海底火山顶部,深度为471–479 m,位于热液喷口影响区内。Lycopodina ptushkini sp. nov. 记录于1258 m深度;L. krasokhini sp. nov. 记录于3526 m深度;Axoniderma valentinae sp. nov. 记录于3652–3753 m深度范围内。

引言

Cladorhizidae科(Dendy, 1922)目前包含15个属和234个物种(de Voogd等,2026)。其中,所有成员均完全或近乎完全丧失输水系统,并适应肉食性生活,其特征为利用突出的钩状骨针或粘附面捕获小型浮游生物,主要是甲壳类动物(Vacelet等,1995;Kübler和Barthel,1999;Lee等,2012;Vacelet和Duport,2004;Hestetun等,2016a)。Cladorhizidae的代表物种主要分布于深渊和超深渊深度,主要生长在硬质基质上。因此,过去二十年来新物种描述的急剧增加并不令人惊讶,这得益于能够到达极深海域的遥控潜器(ROV)的投入使用(Ekins等,2020a;Ekins等,2020b;Ekins和Wilson,2024)。ROV技术能够完整收集或仅造成最小损伤地收集海绵标本,这对于小型、脆弱标本尤为重要。此外,ROV潜水还提供高分辨率摄影记录以供后续分析。Ekins等(2020a)记录了Cladorhizidae科中的9个属、5个亚属和177个物种,指出其发表前的二十年间,肉食性海绵的认知增加了两倍。自2020年以来,Cladorhizidae科已接受的物种名录又增加了37个分类单元(de Voogd等,2026)。在234个已接受的Cladorhizidae物种中,144个是在2000年后描述的(de Voogd等,2026)。其中相当一部分描述是基于利用ROV(Lehnert等,2005;Lundsten等,2014;Lundsten等,2017;Hestetun等,2017;Hestetun等,2019;Ekins和Hooper,2023;Ekins和Wilson,2024)或载人潜水器(HOV)(Vacelet 2006)采集的材料做出的。
与某些其他Demospongiae成员类似,Cladorhizidae的代表物种经常出现在热液喷口和甲烷渗漏点附近,有时形成密集聚落(Maldonado等,2017;Kelly和Rowden,2019;Pisera等,2022)。栖息于此类环境的一个优势是能够利用化学合成生产物作为额外的食物来源。海绵可能营养性地利用产甲烷细菌,但经证实的共生关系的报道仍较为罕见(Pisera等,2022)。Vacelet等(1995, 1996)记录了巴巴多斯海槽甲烷渗漏点肉食性海绵与产甲烷细菌之间的共生关系。该海绵被描述为 Cladorhiza methanophila Vacelet & Boury-Esnault, 2002。随后,该物种也记录于中洋脊(15°20′N, 43°W)甲烷渗漏区(Hestetun等,2015)。微生物组分析(Hestetun等,2016a)证实了 C. methanophila 与产甲烷共生细菌之间的共生关系。该海绵从共生体中获得部分营养,同时维持其肉食性摄食策略。毫无疑问,对于 C. methanophila 这类海绵而言,热液活动区代表典型栖息地。
在"米斯季斯拉夫·凯尔迪什院士"号R/V第22航次以及"拉夫连捷耶夫院士"号R/V第75和82航次期间,从皮普海底火山的山顶和斜坡上采集了大量属于钙质海绵纲、寻常海绵纲和六放海绵纲的海绵标本。已描述了7个六放海绵和4个火山管海绵科物种(Tabachnick, 2002; Tabachnick, 2025; Menshenina和Tabachnick, 2022; Tabachnick和Menshenina, 2024; Tabachnick和Menshenina, 2025; Tabachnick等, 2023; Shilov等, 2023)。
仅在"拉夫连捷耶夫院士"号R/V第82航次期间采集的材料中,鉴定出57个Demospongiae物种,属于22个属和15个科(初步结果)。其中50个可能是科学界新种。在新发现的分类单元中,鉴定出5个Cladorhizidae物种。
尽管北太平洋已记录了相当多的Cladorhizidae物种(Koltun, 1955, 1958, 1959, 1962, 1970; Downey等, 2020; de Voogd等, 2026),但关于贝尔欣海峡该科的信息仍然稀缺。Koltun(1959)从贝尔欣海峡记录了 Nullarbora rectangularis (Ridley和Dendy, 1887),采集于"维季亚兹"号R/V第5航次,539站,58°39′N, 177°43′E, 3,747 m, 1950年8月29日。Lycopodina gracilis (Koltun, 1955) 发现于楚科特半岛西端附近,"维季亚兹"号R/V第5航次,526站,55°33.1′N, 165°09.5′E, 126 m, 1950年8月18日。较新的Cladorhizidae记录主要集中在阿留申群岛附近水域。Lehnert等(2005)从西部阿留申群岛(包括贝尔欣海峡一侧)描述了 Axoniderma corona (Lehnert, Watking & Stone, 2005)。随后的描述包括 Abyssocladia flagrum (Lehnert, Stone & Heimler, 2006)、Euchelipluma elongata Lehnert, Stone & Heimler, 2006 和 Chondrocladia (Meliiderma) occulta (Lehnert等, 2006),尽管后两个物种发现于太平洋一侧。Stone等(2011)从阿留申群岛记录了 Asbestopluma (Asbestopluma) ramosa Koltun, 1958、Cladorhiza bathycrinoides Koltun, 1955 和 Chondrocladia (Ch.) concrescens (Schmidt, 1880)。根据海洋生物多样性信息系统(Ocean Biodiversity Information System 2026),Chondrocladia (Ch.) grandis (Verrill, 1879) 也记录于阿留申群岛区域。此前尚无关于皮普海底火山及邻近水域Cladorhizidae的信息。本研究部分填补了这一空白,并扩展了对贝尔欣海峡和北太平洋深海生态系统生物多样性的了解,以及Cladorhizidae海绵的生物特征、分布格局和空间分布。

章节片段

研究区域与采样

材料于2016年和2018年分别在"拉夫连捷耶夫院士"号R/V第75和82航次期间采集,地点为贝尔欣海峡皮普海底火山区域。海绵标本利用ROV"Comanche-18"从皮普海底火山南山顶和南斜坡以及皮普火山北侧的Commander Graben区域采集(图1)。
皮普海底火山位于贝尔欣海峡火山学家群中央部分(55.445°N,

系统学描述

门 PORIFERA Grant, 1836
纲 DEMOSPONGIAE Sollas, 1885
亚纲 HETEROSCLEROMORPHA Cárdenas, Pérez & Boury-Esnault, 2012
目 POECILOSCLERIDA Topsent, 1928
科 CLADORHIZIDAE Dendy, 1922
属 Axoniderma Ridley & Dendy, 1886
诊断特征(引自Ekins等,2020a)。具有锚状异侧骨针和'crinorhizoid'伞形形态的Cladorhizidae。
类型种:
Axoniderma mirabile (Ridley & Dendy, 1886)
Axoniderma valentinae 新种 Shilov & Kukhlevskiy.
(图2A–G、3A–G、4A–L、5A–H;表2)

讨论

迄今为止,已在贝尔欣海峡和阿留申群岛水域记录了10个Cladorhizidae物种(见引言)。5个新Cladorhizidae物种补充了该名录。Axoniderma valentinae sp. nov. 栖息于Commander Graben南斜坡。该物种是Cladorhizidae科中最大的代表之一,也是 Axoniderma 中最大的。最大标本的高度为36.5 cm,其次是 A. corona (Lehnert, Watking &

未引用参考文献

(Palumbi (1996))

资助

本研究由俄罗斯联邦科学与高等教育部资助,用于俄罗斯联邦科学院远东海洋研究所NSCMB FEB RAS(项目编号124021900009-6和124021900010-2)。

CRediT作者贡献声明

A.D. Kukhlevskiy:撰写—原始稿、调查研究。V.A. Shilov:撰写—原始稿、可视化、验证、方法学、调查研究、概念化。

利益冲突声明

作者声明不存在任何已知的竞争性经济利益或个人关系,这些利益或关系可能影响本文所报告的工作。

致谢

我们感谢"拉夫连捷耶夫院士"号R/V的船长和船员在航次期间提供的支持,感谢V.A. Denisov、A.L. Kuznetzov以及ROV"Comanche 18"团队的专业工作。我们感谢D.V. Fomin和K. Sheffer在远东电子显微镜中心(俄罗斯联邦科学院远东海洋研究所)提供的显微研究技术协助。我们感谢圣彼得堡俄罗斯科学院动物研究所海洋研究实验室的工作人员。
V.A. Shilov|A.D. Kukhlevskiy
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