北极之夜与水母之光:从未被了解的隐秘生存盛宴

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 。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。"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 ... PC版: 手机版:

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海洋学家预测到2050年水母将主宰北极水域 国际水产养殖协会(AWI)的最新研究显示,北冰洋的水母正在从气候变化中受益,并进一步向北扩展。气候变化对许多海洋生物造成巨大压力。然而,全球各大洋的水母可能会在水温升高中找到优势,尤其是在北冰洋。阿尔弗雷德-魏格纳研究所的研究人员通过计算机模拟,将八个常见的北极水母物种置于温度上升、海冰减少和其他环境条件变化的情景中,证明了这一点。研究结论是:到本世纪下半叶,除了一个物种之外,其他所有物种的栖息地都可能向极地大幅扩展。狮鬃水母"的栖息地甚至可能扩大三倍这可能会对海洋食物网和北极鱼类种群造成严重后果。这项研究刚刚发表在《林学与海洋学》杂志上。未来,水母和其他胶状浮游动物可能成为少数几个受益于气候变化的生物群体。正如大量研究证实的那样,透明的刺胞动物、栉水母和浮游鳞鳃纲动物在水温升高的情况下茁壮成长,但同时也受到营养污染和过度捕捞的影响。这些因素结合在一起,可能会导致海洋发生重大变化从一个以鱼类为主的高产食物网转变为一个满是水母的低产海洋。因此,许多研究人员已经发出警告,"海洋果冻化"即将来临,即全球水母数量将增加。"水母在海洋生态系统中的作用阿尔弗雷德-魏格纳研究所、亥姆霍兹极地与海洋研究中心(AWI)专门研究北极水母的初级研究小组 ARJEL(北极水母)的博士后研究员德米特里-潘秋欣(Dmitrii Pantiukhin)解释说:"水母在海洋食物网中扮演着重要角色。现在,气候变化给海洋生物带来了更大的压力,这往往会让胶状浮游动物在与鱼类等竞争者争夺食物时占得先机。这反过来又会影响到整个食物网,最终影响到鱼类本身:许多种类的水母都以鱼类幼虫和鱼卵为食,这可能会减缓或阻止已经受到压力的鱼类种群的恢复,而这些鱼类种群往往也受到人类的大量捕捞。因此,任何对作为我们重要食物来源的鱼类未来将如何发展感兴趣的人,都需要密切关注水母"。尽管透明胶状生物对所有海洋生物都很重要,但在生态研究和基于模型的模拟中,它们却常常被遗忘或忽视。德米特里-潘秋欣(Dmitrii Pantiukhin)和他的团队刚刚发表的研究报告填补了我们知识中的一个重要空白,同时也集中研究了气候变化的一个热点。该研究的第一作者说:"在所有海洋中,北冰洋的变暖速度最快。此外,全球大约 10% 的渔业产量来自北冰洋。因此,北冰洋是我们进行研究的理想地点。"霞水母(Cynaea capillata)。图片来源:阿尔弗雷德-魏格纳研究所/Joan J. Soto-Angel人们对水母的生理机能已经有了很多了解,其中包括它们生长的最佳温度范围。在研究过程中,AWI 团队将三维物种分布模型与马克斯-普朗克研究所地球系统模型(MPI-ESM1.2)的海洋学部分相结合。"海洋中物种分布的模拟通常是二维的,有点像地图,"AWI 的 ARJEL 初级研究小组负责人夏洛特-哈弗曼斯(Charlotte Havermans)博士说。"但水母群落的分布尤其高度依赖于特定的水深。因此,我们制作了三维物种模型。将其与 MPI 的地球系统模型相结合后,我们就能计算出从 1950 年至 2014 年这一参照期到本世纪下半叶,即 2050 年至 2099 年,八种主要水母物种的分布会发生怎样的变化。对于未来的年份,我们采用了'ssp370'气候情景,即温室气体排放量保持在中高水平的发展路径"。水母栖息地的预计变化结果不言自明:到2050年至2099年期间,8个物种中的7个包括梳水母(Beroe sp . / + 110%)和中上层鳞栉水母(Oikopleura vanhoeffeni / + 102%)的栖息地可能会向极地扩展,在某些情况下甚至会大规模扩展,而且还会从海冰的逐渐消失中获益。"狮鬃水母"(Cyanea capillata)尤其会向北扩展,其栖息地面积将扩大近两倍(+ 180%)。只有一个被调查的物种(Sminthea arctica)的栖息地会略有减少(-15%),因为它必须退到更深的地方才能找到最适宜的温度范围。AWI 专家德米特里-潘秋欣(Dmitrii Pantiukhin)说:"这些结果清楚地表明,气候变化会对北冰洋的生态系统产生多么巨大的影响。预计水母栖息地的扩大可能会对整个食物网产生巨大的连带影响。"一个悬而未决的问题是,北极地区的鱼类种群将如何受到水母扩张的影响。有许多迹象表明,像极地鳕鱼这样的北极主要鱼类,其幼虫和鱼卵经常被水母吃掉,它们将感受到更大的压力,"ARJEL 小组组长夏洛特-哈弗曼斯(Charlotte Havermans)说,"因此,我们的研究为这一领域的进一步研究提供了重要依据。"因此,我们的研究为这一领域的进一步研究提供了重要依据。渔业部门的管理计划迫切需要考虑到这一动态发展,以避免商业开发种群的崩溃,同时对其进行可持续管理。" ... PC版: 手机版:

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