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北极之夜与水母之光:从未被了解的隐秘生存盛宴

2024-2-28 23 2/28

AWI 研究小组的研究表明,水母在片脚类动物的食物中发挥着重要的、以前未知的作用。由于气候变化,北极正在发生迅速变化。它不仅受到地表温度升高的影响,还受到来自大西洋的暖流的影响,暖流越来越多地流入北极,改变了生态系统的结构和功能,也导致来自温暖地区的物种(如水母)来到北极。

北极之夜与水母之光:从未被了解的隐秘生存盛宴

最近在北极地区进行的研究发现,曾经被认为在食物网中微不足道的水母,在斯瓦尔巴群岛孔斯峡湾的极夜中成为片脚类动物的主要食物来源,这表明生态系统因"大西洋化"而发生了重大变化。图片为栉水母或梳水母。

现在,阿尔弗雷德-魏格纳研究所的研究人员利用DNA代谢编码技术首次证明,这些水母在极夜期间是斯瓦尔巴群岛片脚类动物的食物,因此在北极食物网中发挥的作用比以前设想的要大。他们最近在科学杂志《 海洋科学前沿》 (Frontiers in Marine Science)上发表了一篇文章,介绍了他们的发现 。

北极之夜与水母之光:从未被了解的隐秘生存盛宴

阿尔弗雷德-魏格纳研究所的研究人员在极夜的一个月里采集了四种不同片脚类动物的样本。图片来源:阿尔弗雷德-魏格纳研究所/夏洛特-哈弗曼斯

北极大陆化及其对海洋生物的影响

近年来,来自大西洋的暖咸水越来越多地进入欧洲北极地区。挪威斯瓦尔巴群岛也受到这种"大西洋化"的影响:西海岸的康斯峡湾(Kongsfjorden)已转为大西洋水系;极夜(11 月至次年 2 月)的水温每十年上升约 2摄氏度。这些变化也导致了生物迁移,因为来自温暖水域的物种也随着温暖的大西洋水流入北极。

阿尔弗雷德-魏格纳研究所、亥姆霍兹极地与海洋研究中心(AWI)ARJEL 初级研究小组负责人夏洛特-哈弗曼斯(Charlotte Havermans)说:"一些水母物种尤其倾向于向极地扩散,进入北极地区。2022年,当我们在极夜的康斯峡湾(Kongsfjorden)时,我们非常惊讶地看到峡湾里充满了水母生命,由许多不同的物种和生命阶段组成,它们似乎是冬季最主要的浮游动物。"

北极之夜与水母之光:从未被了解的隐秘生存盛宴

粉色头盔水母,一种水螅虫

过去,水母被认为是海洋食物网中的营养死角,但最近的研究表明,水母是海洋无脊椎动物和鱼类的重要猎物。

哈弗曼斯说:"因此,我们想知道康斯峡湾的水母是否也是其他生物的食物,尤其是在极夜的黑暗季节,因为此时其他食物来源有限。"

为了回答这个问题,研究小组的一名博士生 Annkathrin Dischereit 分析了各种片脚类动物的胃内容物。在一个月的时间里,他们利用带饵诱捕器和手抄网,定期在极夜采集四种不同片脚类动物(大洋蜚蠊、濑户蜚蠊、小鳞栉水母和沙氏无针乌贼)的样本。

AWI 的研究人员利用 DNA 元胞编码来确定小型甲壳类动物的食物谱系。这种尖端方法可以检测胃中的短基因片段,然后与基因参考数据库进行比较,以确定片段所属的猎物物种。夏洛特-哈弗曼斯解释说:"我们在片脚类动物的胃中发现了大量水母,从峡湾中最大的水母到微小的水螅。"

利用 DNA 代谢编码技术,AWI 团队能够识别水母和其他生物的软体部分并将其分类,即使它们已经几乎被消化。"我们首次证明,片脚类食腐动物以水母的残骸为食。以前只有在实验环境中才能证明这一点"。

研究的所有物种都以植物和动物物质为食。除水母外,甲壳类和大型藻类也是一些物种的重要食物成分,而极地鳕鱼等鱼类则是其他物种的重要食物。片脚类动物是以鱼卵、幼虫、腐肉还是鱼类排泄物为食,这一点还有待澄清。此外,水母是冬季的生存食物,还是这些生物一年四季的固定猎物,也有待确定。研究人员一直认为水母的营养价值很低,但这只针对少数几个物种进行过调查。

对北极海洋生态系统的新认识

这项研究为极夜期间的北极食物网提供了全新的见解,也是水母在这些食物网中发挥作用的第一个自然的、非实验性的证据。

夏洛特-哈弗曼斯(Charlotte Havermans)总结道:"康斯峡湾冬季繁荣多样的水母群落显然被用作食物来源。到目前为止,我们对水母在这一地区作为猎物的作用一无所知。例如,我们也不知道 Gammaridea 这个物种会以水母为食,在北极不会,在其他地方也不会。"

现在的问题是,这是否只适用于食物供应有限的极夜。阿维研究所的 ARJEL 初级研究小组希望继续研究这个问题。因为"水母可能是气候变化的赢家之一,它将在全球变暖期间继续扩散。研究人员还预测,随着气温不断升高,水母在北极地区将变得更加常见。因此,它们在食物网中的作用可能会变得越来越重要。然而,到目前为止,我们对此的了解还很有限,尤其是在极地地区。

"通过这项研究,我们揭示了北极食物网中至今不为人知的关键环节。这一点至关重要,因为我们需要了解水母是如何融入食物网并在瞬息万变的北极地区传播的。这也适用于邻近的大陆架海域,因为全球百分之十的渔业活动都在这些海域进行"。

编译来源:ScitechDaily

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