海馬冷泉區大型底棲生物群落組成及其營養關系研究取得進展

  近日,中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態重點實驗室(LMB)譚燁輝研究團隊在海馬冷泉區大型底棲生物的群落組成及營養關系研究上取得進展,相關研究成果發表于Deep Sea Research Part I(《深海研究》)上。 

  冷泉是指從海底沉積物中滲漏出的富含甲烷、硫化氫或其他碳氫化合物的流體,流體噴口附近可發育出化能自養的大型底棲生物群落。目前在南海共發現了四十多個存在冷泉滲漏活動的區域。海馬冷泉發現于2015年,位于海南島東南部1300-1400m深處的海床。本研究利用深潛器獲取了海馬冷泉區大量底棲生物樣品,并利用碳氮穩定同位素(δ13C δ15N)分析了冷泉生物間的營養關系。結果表明,海馬冷泉區大型底棲生物的食物主要來源于化能自養,但貽貝床中的大部分大型底棲生物的δ13C值與海馬貽貝相差甚遠,表明這些生物并非直接以貽貝為食物來源。甲烷氣體滲漏強度弱的區域大型底棲生物的營養生態位分化程度要高于冷泉滲漏強度大的區域(圖1)。海馬冷泉大型底棲生態系統中捕食與被捕食的營養關系不顯著,其中新巖蟹(Neolithodes brodiei)和具足蟲(Bathynomus jamesi這兩個疑似頂級捕食者,其食物可能主要來源自上層的光合生態系統。 

1 海馬貽貝床中大型底棲生物的穩定同位素特征. R1冷泉滲漏強度大;R2冷泉滲漏強度弱 

  海馬冷泉區底棲生物群落主要存在四種類型:分別為貽貝床、蛤床、細管蟲叢和大管蟲叢群落(圖2)。本研究共采集鑒定了30余種大型底棲生物(圖3-6),大部分種類采集于活躍冷泉噴口附近的貽貝床,而伴溢蛤床中分布的底棲生物種類極少。細管蟲叢是在海馬冷泉中一個獨特的生物群落,發現于冷泉強滲漏區附近,主要由一種極纖細的管蟲(Sclerolinum sp.)組成,細管蟲幾丁質管的長度常超過1m。這種細管蟲的莖上黏附有大量的貽貝幼體,推測這種細管蟲群落可能是海馬貽貝幼體的重要發育場所(圖7)。 

  本結果為深入了解冷泉區大型底棲生物群落的形成及演替規律提供了重要信息,許多種類為南海冷泉生態系統中首次記錄。研究工作得到南方海洋科學與工程廣東省實驗室(廣州)人才團隊引進重大專項項目(GML2019ZD0401)、國家自然科學基金(32171548, 31971432)和國家重點研發計劃 (2017YFA0603204)等項目的聯合資助。 

  相關論文信息:Zhixin Ke, Ruofei Li, Yu Chen, Danting Chen, Zhiyun Chen, Xiping Lian, Yehui Tan*. 2022. A preliminary study of macrofaunal communities and their carbon and nitrogen stable isotopes in the Haima cold seeps, South China Sea. Deep Sea Research Part I, 184, 103774. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0967063722000875?via%3Dihub 

  2 海馬冷泉區四種典型的生物群落. a 貽貝床mussels bed,b 細管蟲叢cluster of slim tubeworm among dead clams,c 蛤床clams bed,d 大管蟲叢large tubeworm at authigenic carbonate mound 

3 海馬冷泉區的大型底棲生物. a 海馬大偏頂蛤Gigantidas haimaensis; b 組蛇尾Histampica sp.; c 具足蟲Bathynomus jamesi; d 端足類Paralicella sp.; e 新巖蟹Neolithodes brodiei; f 火神圓擬日月貝 Catillopecten vulcani; g 中國海伴溢蛤Calyptogena marissinica; h 馬雷蛤Malletia sp.; i 窄齒鱗側石鱉Leptochiton tenuidontus. 比例尺= 1 cm.

  4 海馬冷泉區的環節動物. a 佩氏鰓鱗蟲Branchipolynoe pettiboneae; b 硬須蟲Sclerolinum sp.; c 神女蟲Sirsoe sp.; d 沙蠶Nereis sp.; e 管蟲Paraescarpia echinospica; f 吻沙蠶Glycera sp.; g 小頭蟲Capitella sp.; h 星蟲Sipuncula sp. 比例尺= 1 cm. 

5 海馬冷泉區的腹足類. a 乳白深海笠貝Bathyacmaea lactea; b 擬娥螺Phymorhynchus buccinoides; c 峨螺Aulacofusus sp.; d 渦螺Tractolira sp.; e 擬娥螺未定種Phymorhynchus sp.; f 骨螺Scabrotrophon scitulus; g 飾肋普氏螺Provanna fenestrata; h 光滑普氏螺Provanna glabra. 刻度尺 = 1 cm.

6 海馬冷泉區的大型底棲生物. a 勞盆擬刺鎧蝦Munidopsis lauensis; b 長角阿爾文蝦Alvinocaris longirostris; c 阿爾文蝦Alvinocaris sp.; d 指參Chiridota sp.; e ???/span>Actinernus sp. 刻度尺 = 1 cm.

7 細管蟲(Sclerolinum sp.)管壁上分布的貽貝幼體


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