进化的智慧：远古鲨鱼如何在地球最热的海洋中生存下来

进化的智慧：远古鲨鱼如何在地球最热的海洋中生存下来 研究表明，在过去的一次全球变暖事件中，鲨鱼从海底生物进化成了开阔海洋的掠食者，通过身体变化（如拉长鳍）来适应环境，从而成为更有效率的游泳者。我们今天所熟知的鲨鱼是公海上的顶级掠食者，它们是在数百万年前全球变暖的剧变中，从矮小的海底居民进化而来的。大约 9300 万年前，大量火山熔岩喷涌而出，导致二氧化碳含量飙升，形成了温室气候，将海洋温度推到了最高温。加利福尼亚大学河滨分校（UCR）的研究人员发现，一些鲨鱼用拉长的胸鳍来应对高温。今天（6 月 3 日）发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上的一篇论文记录了这一发现。这项发现是通过对 500 多种鲨鱼活体和化石进行体长和鳍的测量而得出的。UCR生物学博士生、论文第一作者菲利普-斯特恩斯（Phillip Sternes）说："胸鳍是一种重要的结构，相当于我们人的手臂。我们在查阅大量数据集后发现，随着鲨鱼的栖息地从海底扩展到开阔的海洋，这些鳍的形状也发生了变化。"生活在海洋不同区域的鲨鱼及其各自的胸鳍。图片来源：Phillip Sternes/UCR较长的胸鳍有助于提高鲨鱼运动的效率。"它们的鳍堪比商用飞机的机翼，又长又窄，可以最大限度地减少运动所需的能量，"斯特恩斯说。研究人员还发现，与底栖鲨鱼相比，开阔水域生活的鲨鱼的速度更快，鲨鱼肌肉对温度非常敏感，UCR进化、生态和生物有机体生物学系教授、论文共同作者蒂姆-海勒姆（Tim Higham）介绍说："这些数据帮助我们在较高温度、尾部运动和游泳速度之间建立了关联。"大多数现存的鲨鱼物种仍然是底栖动物，占据着科学家们所说的海底区域。在大众文化中，这些底栖鲨鱼并不像它们凶猛的开阔水域亲戚那样高大。许多底栖鲨鱼是细长、扁平、中等体型的掠食者。现代鲨鱼中只有约 13% 是快速游泳的开放水域掠食者。研究人员认为，对于它们的远古亲戚来说，呼吸可能已经变得困难。白垩纪时期，随着热量的增加，海底附近的氧气含量可能会下降。现代海面平均温度约为华氏 68 度。在白垩纪，海面温度要高得多，平均达到 83 华氏度左右。白垩纪的高温并非一蹴而就，鲨鱼的进化也是如此。克莱蒙特麦肯纳学院副教授、论文合著者拉尔斯-施密茨（Lars Schmitz）说："在整个时代，我们的公海表面温度相当高，然后在一两百万年的时间里出现了一个明显的峰值。"全球变暖推动了包括鲨鱼在内的一些动物群体的进化，同时也导致了其他动物的灭绝。由于这些进化变化发生在过去较长的时间范围内，因此很难准确预测鲨鱼或其他海洋生物将如何应对当前的变暖趋势。生物学家看到一些鲨鱼，包括虎鲨和公牛鲨等热带物种，开始游向更北的地方。但目前还不清楚，受到威胁的鲨鱼能否再次适应它们生活的地方，并在迅速升温的环境中生存下来。斯特恩斯说："现在气温上升得如此之快，据我所知，地质记录中没有任何东西可以用来进行真正的比较。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

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：