科学家在看似荒凉的深海生态系统中发现奇特的蠕虫物种

科学家在看似荒凉的深海生态系统中发现奇特的蠕虫物种深海蠕虫新物种的雄性活标本，以帮助发现该物种的阿尔文号领航员、世卫组织工业研究所的布鲁斯-斯特里克罗特的名字命名为Pectinereis strickrotti。它的羽毛状附肢被称为parapodia，携带着蠕虫的鳃。图片来源：Ekin Tilic这种生物的发现使研究人员在这些看似荒凉的生态系统中发现的新物种总数增加到 48 个。这种蠕虫被命名为Pectinereis strickrotti，身体细长，两侧有一排羽毛状、带鳃尖的附肢，称为副鳃，劳斯说它蜿蜒的游动让他想起了蛇。该物种是以伍兹霍尔海洋研究所的布鲁斯-斯特里克罗特命名的，他是著名的深海潜水器阿尔文号的领航员。这项研究得到了美国国家科学基金会的支持。自 2009 年以来，劳斯和他的同事们已经在哥斯达黎加甲烷渗漏区发现了大约 450 个物种，最新的发现使科学界新发现的物种数量达到 48 个。劳斯说，这些令人印象深刻的统计数字凸显了关于这些生态系统及其生物重要性还有多少东西需要了解。甲烷渗漏点是海底岩石或沉积物以气泡形式逸出强力温室气体甲烷的地方。与深海热液喷口不同，甲烷渗漏点的温度通常不会高于周围海水的温度。但与热液喷口一样，甲烷渗漏生态系统的燃料是化学能而不是阳光。这是因为一些微生物已经进化出消耗甲烷的能力。劳斯说，能够将甲烷转化为食物的微生物构成了食物网的基础，在哥斯达黎加的渗漏区，贻贝、螃蟹和软体多毛类蠕虫（比如这个新物种）占据了食物网的主导地位。2009 年，斯特里克罗特和劳斯乘坐"阿尔文"号载人潜水器在水下约 1000 米（3280 英尺）处首次遇到了这个新物种。斯特里克洛特说："我们看到两只蠕虫在离水底大约一英尺远的地方游来游去。我们看不清楚它们，就想爬进去仔细看看，但在潜艇里很难爬进去，还吓到了它们。"终于，在 2018 年，研究小组得以与阿尔文一起重返哥斯达黎加的甲烷渗漏区。斯特里克罗伊特潜入首次发现蠕虫的同一地点（即 12 号土丘），在那里遇到了六只或六只以上他们近十年前首次见到的不明物种，这让他大吃一惊。出于某种原因，这些蠕虫没有 2009 年时那么胆怯了，他们利用阿尔文号上被斯特里克罗伊特称为"滋滋枪"的五腔真空罐装置，小心翼翼地收集了几个标本以及图片和视频足以正式描述这个被证明是新物种的生命。斯特里克洛特说："这东西移动的方式非常优雅，我觉得它就像活生生的魔毯。我很荣幸格雷格（劳斯）能以我的名字为这一物种命名，这意味着很多。"Pectinereis strickrotti 是一种长 10 厘米（4 英寸）的布袋虫科（Nereididae）成员。布氏虫由大约 500 种分节虫组成，主要是海洋蠕虫，看起来有点像蜈蚣和蚯蚓的混合体。它们有拉长的身体，身体两侧有一排长满刚毛的副鳃，还有一组隐蔽的钳形颚，可以挤出进食。许多种类的布偶蚯蚓也有两个不同的生命阶段：跗节和外跗节。在这些物种中，蠕虫一生中的大部分时间都在海底度过，通常是在洞穴中，作为性未成熟的atoke，但在它们生命的最后阶段，它们会转变为性成熟的epitoke（性成熟形态），从海底游到水体中寻找配偶并产卵。研究小组收集到了三条雄性Pectinereis strickrotti 表皮和一条雌性表皮的一部分。成功采集后，研究小组利用这些标本进行了解剖分析，并研究了这种蠕虫的DNA，以确定其在布氏蠕虫家族中的进化关系。这些标本现存于斯克里普斯底栖无脊椎动物收藏馆和哥斯达黎加大学动物博物馆。与大多数布氏虫相比，Pectinereis strickrotti 有几个不同寻常之处。首先，它生活在深海中，而它的大多数进化亲属都生活在较浅的水域中。其次，它的副鳃上覆盖着鳃，而大多数布氏虫通过副鳃吸收氧气，没有真正的鳃的帮助。雄性布袋虫的尾部有大刺，劳斯说这可能与繁殖有关，但还需要进一步研究。最后，由于海底 1000 米（3,280 英尺）处一片漆黑，这种新物种是盲目的。劳斯说，这些蠕虫可能拥有敏锐的嗅觉和触觉，帮助它们在漆黑的世界中航行。Pectinereis strickrotti 的颚很强壮，甚至看起来很可怕，但劳斯说，它们的食性还不清楚，该物种可能以细菌为食，也可能以其他蠕虫等大型动物为食。罗兹说，虽然鉴于其漆黑的栖息地，它的颜色在生活中是一个没有意义的问题，但在阿尔文的灯光下，这种蠕虫看起来是玫瑰色的，这可能是由于其血液的颜色。劳斯说："我们已经花了很多年的时间来命名和描述深海的生物多样性。目前，我们发现的新物种比我们有时间命名和描述的物种还要多。这恰恰说明了深海中还有多少未被发现的生物多样性。我们需要继续探索深海，保护深海。"劳斯和斯克里普斯大学的其他研究人员将于今年晚些时候再次出海，希望能在阿拉斯加和智利沿海的甲烷渗漏区发现更多深海发现。编译自:ScitechDaily ... PC版：手机版：

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巨型动物影响理论：生态系统动力学范式的转变一头大象（Loxodonta africana）在稀树草原的高草丛中向空中抛撒泥土。图片来源：Jeffrey T. Kerby然而，随着人类在世界范围内的扩张，这些动物经历了一波灭绝潮，导致生态系统发生了巨大的变化，但人们至今仍未完全了解这些变化。即使是在这些灭绝中幸存下来的动物，其数量也在急剧下降，许多动物目前濒临灭绝。虽然有许多关于大型动物影响的案例研究和理论，但一直缺乏对其影响进行定量综合并建立普遍性的正式尝试。由奥胡斯大学（Aarhus University）和哥廷根大学（University of Göttingen）研究人员领导的国际研究小组在《自然-生态学与进化》（Nature Ecology & Evolution ）杂志上发表的一项新研究收集了大量个案研究，并对研究结果进行了分析。研究结果表明，大型动物具有各种普遍的影响这些影响很可能是当今大多数生态系统所缺少的。大型动物对生态系统的影响已确定的大型野生食草动物的一般影响包括：土壤和植物养分的变化促进开阔和半开阔植被调节小型动物的数量此外，这些研究的主要发现之一是，巨型动物通过增加植被的结构变异性来促进生态系统的多样性。"鉴于环境异质性是众所周知的生物多样性的普遍驱动因素，它对植被结构变异性的积极影响尤其值得注意。虽然我们的研究主要关注的是巨型动物在小范围内的影响，但我们的研究结果表明，巨型动物甚至在景观层面上也能促进生物多样性，"领导这项研究的奥胡斯大学博士生 Jonas Trepel 说。大型食草动物通过消耗生物量、折断木本植物和践踏较小植物来改变植被结构据推测，这种影响取决于动物的体型。鉴于所分析的数据集跨越了两个体型量级（45-4500 千克），研究人员能够具体检验这一重要特征是如何影响大型动物的。例如，他们发现，由大型食草动物组成的巨型动物群落往往会对当地植物多样性产生积极影响，而由小型物种（例如体重小于 100 千克）组成的群落则往往会降低当地植物多样性。该研究的资深作者之一埃里克-伦德格伦（Erick Lundgren）解释说："大型食草动物可以吃掉枝条和茎等低质量的食物，这可能会对优势植物物种造成成比例的更大影响，从而使竞争力较弱的植物在争夺阳光和空间时更有胜算。"助理教授 Elizabeth le Roux 也是资深作者之一，她补充道："这些发现支持了这样一种预期，即许多小型食草动物无法完全补偿少数大型食草动物的损失"。这项研究属于所谓的元分析。这意味着研究人员分析了有关该主题的所有现有研究的数据，以找出一般模式。元分析的结论特别有力，因为它们利用了大数据池，使得出超越局部范围的结论成为可能。虽然最近的许多生态研究都显示或假设了大型动物在生态系统中的重要性，但据资深作者延斯-克里斯蒂安-斯文宁（Jens-Christian Svenning）说，这项元分析研究综合了全球各地的直接实验和半实验证据，对这些影响的普遍性进行了定量评估，是向前迈出的重要一步。"这项全球荟萃分析表明，大型食草动物对生态系统及其生物多样性具有重要的普遍影响，"延斯-克里斯蒂安-斯文宁教授继续解释道："重要的是，我们的分析表明，这些影响跨越了从土壤条件到植被结构再到动植物物种组成等一系列重要的生态现象，不仅影响了它们的总体状态，而且还影响了它们在不同地貌中的变化。"延斯-克里斯蒂安-斯文宁（Jens-Christian Svenning）是新型生物圈生态动力学中心（ECONOVO）的主任，该中心是丹麦国家研究基金会在奥胡斯大学设立的卓越中心。研究人员是如何得出这些结果的？这 297 项研究（包括 5,990 个单独数据点）的一个重要方面是，研究人员对由于已知原因巨型动物群落存在明显差异（即巨型动物存在或不存在）的相邻区域进行了比较。数据集中的绝大多数研究都是所谓的围栏研究，即在野外场地的某些地方设置围栏，防止大型动物进入。通过比较围栏内外的不同地块，研究人员就能评估巨型动物对生态系统的影响方式。大型食草动物对生态系统功能的普遍重要性已得到确认，这意味着由于野生巨型动物的消失，生态系统的重要功能正在缺失。这可能会影响自然保护和生态系统恢复的方法。"今天的大多数保护区都缺少大型动物，因此也缺少一系列重要的功能。因此，即使是我们认为是原始生态系统的地区，也可能并不像我们想象的那样自然。"乔纳斯-特雷佩尔说："重新引入大型动物可能是让这些地区更有活力、更适应干扰的关键途径：通过增加生态系统的结构变异性，大型动物可以提供避难所，例如在极端天气事件期间，同时也为其他物种开辟了更多的生存空间。这可以防止一个或少数几个物种独占鳌头，让具有相似生态属性的物种共存这反过来又会使生态系统更具复原力。最终，这可能有助于它们应对全球变化的后果。"鉴于大型动物对生态系统及其生物多样性的重要功能，研究人员得出结论认为，至关重要的是，不仅要保护仅存的少数巨型动物物种，还要重建巨型动物种群，作为恢复工作的一部分，以便为地球生物圈取得积极成果，尤其是在日益前所未有的全球环境条件下。编译来源：ScitechDaily ... PC版：手机版：

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