中国科学家揭秘：海马冷泉里的神秘生物
中国科学家揭秘：海马冷泉里的神秘生物
近日，中国科学院南海海洋研究所的研究团队在《海洋科学前沿》和《微生物学前沿》期刊上发表了关于南海海马冷泉底栖生物多样性的研究成果。海马冷泉位于南海的西沙海域，总体呈东西向条带状展布，水深为1350-1430米，面积达618平方公里。2015年因广州海洋地质调查局利用我国自主研发的4500米级“海马”号无人深潜器发现而得名。
独特的深海生态系统
海马冷泉是一个独特的深海生态系统，由富含甲烷的流体渗漏至海底而形成。这里不仅发现了包括深海贻贝、伴溢蛤等多种大型底栖生物，还揭示了佩氏鳃磷虫与海马大偏顶蛤之间的寄生关系机制。这些发现不仅丰富了我们对深海生态系统的认识，也为研究生命起源与适应性进化提供了新的视角。
丰富的生物多样性
研究团队通过遥控无人潜水器取样，发现了包括深海贻贝、伴溢蛤等多种大型底栖生物，并揭示了佩氏鳃磷虫与海马大偏顶蛤之间的寄生关系机制。这些发现不仅丰富了我们对深海生态系统的认识，也为研究生命起源与适应性进化提供了新的视角。
研究团队通过遥控无人潜水器（ROV）对海马冷泉生物群落进行了多次调查，采集了大量生物标本，开展了形态观察、分子条形码鉴定、系统发育分析以及稳定同位素表征。共鉴定出了65个物种，是之前报道的物种数目的两倍。其中覆盖了7个门和14个纲，包括31种软体动物、15种甲壳动物和9种环节动物等。
海马冷泉的大型底栖生物类群可划分为5个主要类别，它们的优势物种分别是：
- 深海贻贝 Gigantidas haimaensis
- 另一种深海贻贝 “Bathymodiolus” aduloides
- 巨大管虫 Paraescarpia echinospica
- 细丝管虫 Sclerolinum annulatum
- 伴溢蛤（囊螂科）Archivesica marissinica
最新研究发现
在鉴定出的65个物种中，超过一半的物种（35个）在其他冷泉或热液中从未被报道过，属于海马冷泉的特有种，且大部分（28个）是尚未被描述的新种。例如，采用分子条形码（COI）对Vesicomyidae科系统发育分析的结果表明，海马冷泉的特有种 “Vesicomyidae indet. Haima” 属于一个新属。此外，海马冷泉和F冷泉（南海另一处冷泉）仅有12个共有物种，并且具有不同的相对丰度。
研究团队比较了佩氏鳃磷虫寄生组（PA组）和未寄生对照组（NPA组）海马大偏顶蛤鳃基因表达和共生微生物群落结构变化。结果表明，佩氏鳃磷虫寄生导致了宿主海马大偏顶蛤鳃中共生微生物多样性显著降低，但化能共生菌相对丰度显著升高，并引起宿主蛋白和脂类的合成代谢基因显著上调，而免疫、生长相关基因显著下调；相关性分析表明，宿主蛋白和脂质合成代谢基因的表达与化能自养共生菌的相对丰度呈现显著正相关。即佩氏鳃磷虫的寄生通过提高宿主对营养需求，从而导致宿主化能共生菌相对丰度及营养合成代谢基因的显著提升，从而更有利于从宿主获得营养物质。
科研意义
海马冷泉的研究具有重要的科学意义：
生命起源研究：冷泉生态系统是研究地球早期生命起源的重要窗口，因为早期地球环境与现今的深海冷泉环境有相似之处。
生物多样性保护：海马冷泉独特的生物群落和高比例的特有种，使其成为深海生物多样性保护的重要区域。
天然气水合物勘探：冷泉系统与海底天然气水合物密切相关，研究有助于理解天然气水合物的形成和分布规律。
气候变化研究：甲烷是重要的温室气体，研究冷泉甲烷释放对全球气候变化有重要参考价值。
中国科学家在海马冷泉的研究成果，不仅丰富了我们对深海生态系统的认识，也为全球深海生物多样性的保护和可持续利用提供了重要科学依据。