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：

海洋学家借助冰河时期沉积物预测气候未来

海洋学家借助冰河时期沉积物预测气候未来 当冰期过渡到气候变暖时，海洋会通过释放深海中储存的碳来调节大气中的二氧化碳。这项研究表明，从上一个冰期到今天，全球海洋氧气含量与大气二氧化碳之间存在着惊人的相关性随着气候变暖，深海的碳释放量可能会增加。"这项研究揭示了南大洋在控制全球海洋氧气库和碳储存方面的重要作用，"首席研究员、杜兰大学科学与工程学院地球与环境科学助理教授 Yi Wang 说。她专攻海洋生物地球化学和古海洋学。"这将对了解海洋，尤其是南大洋，未来将如何动态地影响大气中的二氧化碳产生影响。"Wang与伍兹霍尔海洋学研究所（Woods Hole Oceanographic Institution）的同事一起进行了这项研究，该研究所是世界领先的致力于海洋研究、探索和教育的独立非营利组织。在2023年加入杜兰大学之前，她曾在该研究所工作。研究小组分析了从阿拉伯海采集的海底沉积物，以重建数千年前全球海洋的平均含氧量。他们精确测量了沉积物中金属铊的同位素，这表明沉积物形成时全球海洋中溶解了多少氧气。Wang说："对冰川-间冰期转换过程中这些金属同位素的研究以前从未有过，这些测量结果让我们基本上能够重现过去。"铊同位素比率显示，与目前较温暖的间冰期相比，上一个冰期全球海洋总体上失去了氧气。他们的研究显示，在北半球突然变暖期间，全球海洋出现了长达千年的脱氧现象，而在从上一个冰期过渡到今天的突然降温期间，海洋获得了更多的氧气。研究人员将观测到的海洋氧气变化归因于南大洋的演变过程。"这项研究首次展示了地球从上一个冰川期过渡到过去一万年气候变暖时期全球海洋含氧量的平均演变情况，"世界卫生组织科学研究所副科学家、该研究的共同作者苏妮-尼尔森（Sune Nielsen）说。"这些新数据确实意义重大，因为它们表明南大洋在调节大气二氧化碳方面发挥着至关重要的作用。鉴于高纬度地区是受人为气候变化影响最严重的地区，这些地区首先对大气中的二氧化碳也产生了巨大影响，这令人不安。" ... PC版： 手机版：

气候变化造成鱼类体重减轻

气候变化造成鱼类体重减轻 日本凤尾鱼、沙丁鱼和鲭鱼是所研究地区的重要鱼类。图片来源：物理学家组织网根据联合国粮农组织的数据，2019年，来自北太平洋西部的鱼类几乎占全球捕获和销售鱼类总数的1/4。研究人员此次调查了该地区13个鱼类物种的17个种群，结果显示，在20世纪80年代和21世纪10年代，该地区许多鱼类的体重有所减轻。团队分析了19782018年间4个鱼类物种的6个种群的长期数据、1995/19972018年间13个鱼类物种的17个鱼类种群中期数据，以及19822014年间的海水温度数据，以了解海洋表面和下层的变化是否对鱼类产生影响。研究团队将前段时期鱼类体重下降归因于日本沙丁鱼数量的增加，因为这导致鱼群内部和物种之间争夺食物的竞争加剧；而在21世纪10年代，尽管日本沙丁鱼和鲭鱼的数量略有增加，但随着海洋温度升高，较大的浮游生物被较小的浮游生物和营养较少的凝胶状物种（如水母）取代，营养供应减少，导致鱼类体重减轻。 ... PC版： 手机版：

研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期

研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期 红鳍柱颌针鱼（Strongylura notata）"躲藏"在加勒比海库拉索岛附近的海面下。资料来源：Juliette Jacquemont（该研究的共同作者）。领衔作者、荷兰皇家海洋研究所（NIOZ）的卡塔琳娜-阿尔特（Katharina Alter）解释了为什么对已发表的有关气候变化影响的研究结果进行总结和分析至关重要："为了更好地了解气候变化对全球的总体影响，海洋生物学家会计算气候变化对所有鱼类或所有无脊椎动物物种的影响。然而，在不同的单项研究中确定的影响可能会相互抵消：例如，如果蜗牛等无脊椎动物从某种环境变化中获益，而海胆等其他无脊椎动物则从中受损，那么尽管这两种动物群体都受到了影响，但无脊椎动物受到的总体影响却被认定为零"。事实上，由于气候变化，蜗牛吃得更多，而海胆吃得更少。这两种影响都很重要，甚至会产生连带效应：海胆的食物草皮藻会生长得更多，而腹足类的食物海带的生长则会减少。这两种无脊椎动物摄食量的不同导致生态系统从海带为主的生态系统转变为草皮藻为主的生态系统，从而改变了生活在这个生态系统中的所有其他动物的生存环境。"阿尔特博士与来自瓦赫宁根大学以及美国、法国、阿根廷、意大利和智利的其他12个研究机构的同事一起，开发出了新的研究方法，不再将看似矛盾的结果对立起来，而是利用这两种结果来确定气候变化对动物健康的影响。在使用这种方法之前，人们已经知道海洋变暖和海水酸性增强会在三个方面对鱼类和无脊椎动物产生负面影响：它们的生存机会减少，新陈代谢加快，无脊椎动物的骨骼变弱。利用这种新方法，国际海洋研究小组发现，气候变化对鱼类和无脊椎动物的其他重要生物反应产生了负面影响：生理、繁殖、行为和身体发育。阿尔特"因为这可能会导致影响海洋生态系统结构的生态转变，我们的研究结果表明，气候变化的影响可能会比之前想象的更大"。几十年来，空气中二氧化碳含量的增加导致海水温度升高、酸性增强，预计未来这一趋势还将继续。然而，其速度和程度尚不可知。阿尔特和她的同事们计算了三种预计的二氧化碳增加情景的后果，因此也计算了海洋变暖和海洋酸化的后果：极端增加、以目前速度适度增加以及由于可能采取的措施减缓增加。阿尔特介绍说："我们的新方法表明，如果海洋变暖和酸化继续按照目前的轨迹发展，鱼类和无脊椎动物物种中高达100%的生物过程都将受到影响，而之前的研究方法分别只发现了所有过程中约20%和25%的变化。"此外，研究还表明，减缓大气中二氧化碳含量的措施将有助于减少生物过程的变化：在低二氧化碳情况下，无脊椎动物中50%的反应和鱼类中30%的反应将受到影响。阿尔特认为，新方法的最大好处是，人们可以更详细地了解气候变化对物种的影响。"新的计算方法权衡了与当前状态的显著偏差，无论其方向如何是有利还是有害都将其视为海水变暖和酸化的影响。有了我们的新方法，您就可以纳入最广泛的测量反应，并发现传统方法中被掩盖的影响。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

新研究揭示北极海冰活动如何影响东亚冬季气温

新研究揭示北极海冰活动如何影响东亚冬季气温 最近的研究强调了北极海冰减少对“北极暖、欧亚冷”气候模式的重大影响，研究表明大气条件会产生不同的影响。未来预测表明，到本世纪中叶，北极冬季冰层形成将会增加，这为持续的气候变化提供了见解。2023 年 3 月 20 日，格陵兰迪斯科湾的海冰。图片来源：Lars Henrik Smedsrud北极海冰一直在迅速减少，过去 40 年来，夏季海冰面积每十年减少约 12.2%。早期研究表明，北极海冰减少在推动“北极暖，欧亚冷”气候模式方面发挥了关键作用。然而，现有观测资料的局限性引发了人们对内部大气变化是否可能掩盖海冰减少的真正影响的质疑。卑尔根大学地球物理研究所高级研究员、《大气科学进展》杂志上发表的研究报告的通讯作者何胜平博士利用大规模实验来解开北极海冰损失和内部大气变化对这种气候模式的影响。该研究与多家国际机构合作，发现海冰减少确实可以引发“北极暖、东亚冷”模式。然而，海冰减少对东亚的降温效应很容易被大气变化所掩盖，导致更显著的冷或暖异常。该团队还研究了未来北极海冰的变化，重点关注新形成的冬季冰层。随着北极变暖，冬季开阔海洋面积的增加使得更多新形成的冰层得以形成。这些新形成的冰层为北极-空气-海洋相互作用和北半球更广泛的大气联系提供了重要信息。他们的发现表明，在各种排放情景下，北极冬季新形成的冰预计会持续增加到本世纪中叶，此后在较为温和的情景下会趋于稳定，但在较高的排放下则会减少。这些新研究不仅量化了北极海冰对冬季气温的直接影响，还揭示了冬季北极新形成的冰的增加趋势。这些发现为“新北极”时代的气候变化提供了重要见解。编译自/scitechdaily ... PC版： 手机版：

海洋生物学家在海底热液喷口与锰结核区发现意想不到的生物多样性

海洋生物学家在海底热液喷口与锰结核区发现意想不到的生物多样性 科学家们通过对海洋物种的详细收集和 DNA 分析，发现了深海环境，特别是热液喷口和锰结核周围意想不到的生物多样性。这些发现表明，结核内存在孤立和独特的物种以及潜在的生殖栖息地，凸显了这些区域的生态重要性。海洋生态学家萨宾-戈尔纳（Sabine Gollner）强调，鉴于这些独特物种面临灭绝的高风险，在考虑深海采矿时必须谨慎。图为海底锰结核区。资料来源：ROV KIEL6000 GEOMARNIOZ的海洋生态学家萨宾-高尔纳（Sabine Gollner）说："这项研究再次表明，在允许对这些栖息地中的矿物进行商业性深海开采之前，我们应该非常谨慎。"隔离动物在她的博士研究中，迪亚兹-雷西奥-洛伦佐研究了她在汤加岛附近澳大利亚和太平洋板块交界处的劳盆地热液喷口收集到的桡足类。她利用大型水下机器人，采集了大量这种在这些栖息地中占主导地位的虾类小动物。这些样本是从一个盆地内的不同地点采集的。通过DNA分析，她发现不同的种群生活在彼此隔离的环境中，种群之间几乎没有互动。在更远的盆地，她采集到了看起来相同的标本，但根据其 DNA 的组成，它们甚至应该被视为不同的物种。Coral Diaz-Recio Lorenzo（中）与法国潜水器 Nautile 一起潜水，从热液喷口采集样本。船只：Porquois Pas?图片来源：Christophe Brandily在结核上生活她研究的第二部分涉及从克拉里昂-克利珀顿区采集的锰结核样本，这是太平洋四五千米深处的一个大区域。她发现，在这些结核中，通常可以发现 10 到 15 个线虫、桡足类动物和其他动物个体，有时甚至超过 200 个。其中许多动物似乎是结核特有的，因为在这些结核周围采集的沉积物样本中没有发现它们。一些动物甚至可能将结核作为繁殖的栖息地，因为 Diaz-Recio Lorenzo 在结核内发现了虫卵。NIOZ 海洋生态学家萨宾-高尔纳（Sabine Gollner）是迪亚兹-雷西奥-洛伦佐博士研究的共同发起人，她对热液喷口周围和锰结核中发现的生命的独特性和多样性感到非常惊讶。"所研究的地点都是目前正在勘探矿物的区域。但这项研究表明，对于未来可能进行的深海采矿，我们应该格外小心，因为这些独特的物种有很高的灭绝风险"。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：