《Polar Biology》:Diversity of mites (Acariformes: Prostigmata, Endeostigmata) in glacier forefields and moraines of European and Arctic glaciers
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冰川是地球生物群落的重要组成部分,兼具生态系统功能并塑造邻近系统。退缩的冰川在其前缘形成无冰区域,这些区域逐渐被先锋生物定殖。尽管此类动态生态系统已在全球范围内受到调查,但 newly deglaciated areas(新出露冰区)中螨类(Acari)的多样
冰川是地球生物群落的重要组成部分,兼具生态系统功能并塑造邻近系统。退缩的冰川在其前缘形成无冰区域,这些区域逐渐被先锋生物定殖。尽管此类动态生态系统已在全球范围内受到调查,但 newly deglaciated areas(新出露冰区)中螨类(Acari)的多样性、分布及作用仍几乎未知,迄今发表的研究极少。本研究首次调查了欧洲与北极冰川前缘及冰碛物中辐螨亚纲(Acariformes)螨类(前气门亚目 Prostigmata 与内气门亚目 Endeostigmata)的多样性。研究人员采集了斯瓦尔巴群岛(Svalbard)、阿尔卑斯山与比利牛斯山的土壤及植被样本。前气门亚目与内气门亚目螨类存在于所有采样点。共计发现 34 种,包括 29 种 Prostigmata 与 5 种 Endeostigmata。Prostigmata 相对于 Endeostigmata 的优势反映了前者更高的全球多样性。所检材料中两个前气门总科 Eupodoidea 与 Tydeoidea 物种最为丰富。两类的代表类群均已知分布于严苛寒冷环境,并具有成为先锋动物群及前缘与冰碛物营养网首批动物组分的潜力。本研究表明 Prostigmata 与 Endeostigmata 在前缘与冰碛物中具有惊人的多样性。由于其食性多样,它们在冰川后前缘演替的食物网中可能发挥重要作用,因此在生态研究中不应被忽视。
研究背景与问题提出
冰川在全球持续退缩,于极地与高山区域形成新生无冰区,这些区域随时间演替为类似苔原或高山草甸的生态系统,其在碳收支、成土作用与新栖息地形成等方面的生态功能亟待研究。小型无脊椎动物常作为首批定殖者出现于冰川退缩后,在食物网中扮演关键角色,然而相较于植物物种,冰川前缘无脊椎动物的组成、丰度与地理分布仍知之甚少。现有研究多聚焦于弹尾类与宏观节肢动物如蜘蛛、盲蛛、多足类与步甲等,对其他微无脊椎动物如线虫、缓步动物与螨类(Acari)的认知仅局限于少数研究。螨类作为第二大节肢动物多样性类群及最多样的蛛形纲类群,其在冰川相关环境中的研究尤为不足。冰川相关环境中的蜱螨亚纲(Acari)包含中气门亚目(Mesostigmata)、前气门亚目(Prostigmata)、内气门亚目(Endeostigmata)与甲螨亚目(Oribatida,含直嗜螨总股 Astigmatina)四类,但目前仅有 Mesostigmata 与 Oribatida 被较详细研究,Prostigmata 与 Endeostigmata 在冰川前缘文献中几乎完全缺失,即便被纳入也常未被鉴定而笼统处理。考虑到螨类在土壤中具多营养级作用、连接地上与地下子系统且可能为土壤与苔藓首批定殖者,有必要编目其多样性以理解其功能及气候变化下的威胁,因此本研究开展欧洲与北极冰川前缘及冰碛物中 Prostigmata 与 Endeostigmata 的形态学多样性调查。
技术方法概述
研究人员在斯瓦尔巴群岛(Svalbard)的 Longyearbreen 与 Foxfonna 冰川、阿尔卑斯山的 Dosdè 冰川、比利牛斯山的 Ossoue 冰川、Taillon 冰川及一处无名冰片(Ice Patch)的前缘与冰碛物采集沉积、土壤与植被样本,每处冰川谷另采集三份植被良好区样本作参照。样本于七日内通过 Berlese?Tullgren 漏斗在干燥梯度下提取小型动物,保存于 75% 乙醇,Prostigmata 与 Endeostigmata 标本制片于 Hoyer’s medium 并于 55 °C 加热。形态学鉴定使用相衬显微镜(Olympus BX50),Prostigmata 与 Endeostigmata 分别依据 Walter et al. (2009) 与 Walter (2009) 至科水平,属种水平借助多部专科检索表及原始描述,生活史阶段参照 Lindsay (1972)、André (1981)、Baker (1990),分类系统遵循 Lindquist et al. (2009),仅用形态特征的“种”指形态种(morphospecies)。
研究结果
Prostigmata
共发现 29 种 Prostigmata,隶属 8 总科,其中 Eupodoidea 与 Tydeoidea 占优势,分别为 17 种与 8 种,占所有前气门种的 59% 与 28%。部分可能为科学新种,如斯瓦尔巴的两种未描述 Neoprotereunetes 与阿尔卑斯一未描述 Eupodidae 属。仅 5 种出现于多区域:Cocceupodes sp.、Filieupodes filiformis Jesionowska, 2010、Tydeus sp. 见于比利牛斯与阿尔卑斯;Triophtydeus sp. 见于斯瓦尔巴与比利牛斯;Microtydeus sp. 见于三区。其余总科如 Bdelloidea 与 Raphignathoidea 各 2 种,Tetranychoidea 仅见未鉴定叶螨(Tetranychidae: Bryobiinae)于斯瓦尔巴与比利牛斯并排除比较,Heterostigmatina 的 Scutacaridae、Pygmephoridae、Tarsonemidae 因未定种不参与跨区比较。
Endeostigmata
内气门亚目仅 5 种,Nanorchestidae 以欧洲广布种 Nanorchestes cf. antarcticus Strandtmann, 1967 sensu Uusitalo (2010) 为主,出现于所有前缘与冰碛物;Ossoue 前缘另见一未定种 Nanorchestes 可能为新种,及数个体未定 Caenonychus sp.。Alicorhagiidae 见于所有前缘,仅缺 Foxfonna 中碛,阿尔卑斯与比利牛斯为 Alicorhagia usitata Theron, Meyer et Ryke, 1970,斯瓦尔巴为环北极种 A. clavipila (Thor, 1931),有趣的是后者一个体亦见于 Ossoue 前缘。
Other groups
中气门亚目(Mesostigmata)与甲螨亚目(Oribatida,含 Astigmatina)未定种,但记录有无。Mesostigmata 在 Longyearbreen 前缘与 Foxfonna 中碛完全缺失,仅零星见于 Dosdè 侧碛与 Ice Patch 侧碛。Oribatida 几乎遍及各区域样本,Longyearbreen 含 Brachychthoniidae 与大种 Nothrina 与 Brachypylina,Foxfonna 中碛仅数个体 Brachychthoniidae,阿尔卑斯与比利牛斯见于 Dosdè 侧碛、Ice Patch 及 Ossoue 前缘。Astigmatina 未见於 Longyearbreen 与 Foxfonna,多见于比利牛斯 Ossoue、Taillon 与 Ice Patch,阿尔卑斯仅一休眠传播体(hypopus)个体,视为偶然。
讨论与结论翻译
本研究揭示了冰川前缘与冰碛物中前气门与内气门螨类此前未知的多样性。Prostigmata 远多于 Endeostigmata,反映其全球尺度更高多样性。两总科 Eupodoidea 与 Tydeoidea 在物种丰富度上明显主导其余类群,其代表已知栖居极地与高山严苛寒冷环境。本研究中仅 7 种见于多区域,占全部物种 21%,其中仅 Microtydeus sp. 与 Nanorchestes cf. antarcticus s. Uusitalo (2010) 采自斯瓦尔巴、阿尔卑斯与比利牛斯。几乎所有前缘与冰碛物所得物种亦采自谷底参照区或既往报道于相应区域,部分为欧洲、全北界或世界广布种,故无一可视为冰前生境特有。少量很可能为新种的标本或为区域特有而非冰前特有,因其亦见于谷地冰雪带环境。有趣的是仅知于北极的 Alicorhagia clavipila 出现于南欧比利牛斯 Ossoue 冰川前缘,或可视为冰期后残遗种。结果表明不同纬度冰川前缘与冰碛物可能共有部分前气门与内气门螨种,但各地物种组成差异显著,可能源于地理、气候与地质差异。记录物种涵盖多种营养类群:捕食性(Bdellidae、Rhagidiidae、Stigmaeidae)、食真菌性(Cocceupodidae、Eupodidae)、杂食性(Tydeidae、Alicorhagiidae)、植食性(部分 Penthalodidae、Penthaleidae 与 Tetranychidae)及取食流体的食藻者(Nanorchestes),少数类群食性不明。多数种类为土壤与凋落物螨,典型于土壤子系统,虽在植物下微生境更丰富多样,亦见于紧邻冰前的沉积物样本;部分种类栖于植物上部(Tydeus、Penthaleus、Bryobiinae),后两者为专性植食者,其在前缘出现必与植物或其碎片有关或属偶然。Longyearbreen 前缘螨种群年龄结构独特,部分种(Cocceupodes cf. breweri、Penthalodes sp.)以未成熟阶段为主或仅见幼体,体型小于成虫或借风力传播;另一方面多样本见大量幼体可能为定殖者后代,表明其能在冰前环境繁殖。螨类定殖冰前可能有四途径:主动移向冰川、风力被动运输、宿主携带运输、上方生境坠落物质携带。大体长腿快动种类(如 Rhagidiidae)多用主动,小短腿低动性种类(如 Nanorchestes spp.)多用风力,幼体更易风散,亦可能兼用多途;宿主携带多用于共生体与寄生虫(如 Pygmephoroidea 附蝇,Parasitengonina 幼虫寄昆虫等),沉积物附大型脊椎动物足亦可能;坠落物质最随机且受限於冰川上方有植被山脊区域。本研究冰舌附近 Prostigmata 与 Endeostigmata 观察与少数既往分析一致:南极海洋性南极区 Prostigmata 为首批定殖者且长期主导于 Oribatida 到达前;挪威与高加索分别报道 Prostigmata 与 Endeostigmata 为冰川后退新生地首批定殖者;但与挪威西南两冰川出口前缘 Oribatida 占优的结果矛盾,惜既往作者未提供种级鉴定。类似本结果,Zawierucha et al. (2026) 在挪威冰前苔藓中亦识别 Prostigmata 最高多样性位于 Eupodoidea 与 Tydeoidea,但因多无具体学名难以实质比较。本研究表 3 所列螨类虽识为独立种级实体,近三分之一未关联种名,因其属内关系未解致种鉴定困难,需基于模式材料的形态修订。本研究首次尝试编目冰前与冰碛物前气门与内气门螨类多样性,即基于形态鉴定的物种名录。未来分析应采用 DNA 方法检验形态种概念与隐存多样性,并需更规范标准化采样以分析冰川相关环境螨类群落结构。
需要我帮你把这篇解读里的专业术语(如 Eupodoidea、Astigmatina 等)整理成一份带简短解释的词汇表吗?