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news.sciencenet.cn 2026/5/20 13:35
萬米深淵�(fā)�(xiàn)“石茸”:被忽視的深海碳“熱點(diǎn)”
在國家重�(diǎn)研發(fā)�(jì)�、國家自然科�(xué)基金等項(xiàng)目資助下,中國科�(xué)院深??茖W(xué)與工程研究所(以下簡稱深海所)主�(dǎo)�(shí)施的“全球深淵探索�(jì)�”,在�(huán)大洋洲周邊的七�(gè)深淵區(qū)�,發(fā)�(xiàn)了以原生生物占優(yōu)勢的硬基底動物區(qū)��5�14�,相�(guān)成果�(fā)表于《科�(xué)》�
海洋最深的硬基底動物區(qū)系優(yōu)勢種(A-C.克馬德克海溝原位照片,示膠結(jié)性有孔蟲新科——羽狀石茸科Plumettidae fam. nov.;D.馬里亞納海溝挑戰(zhàn)者深淵原位照�,形似羽狀石茸的未知有孔蟲�;E,F(xiàn).克馬德克海溝樣品�(shí)�(yàn)室照�,E.深淵�(wǎng)足蟲新種
Gromia hadalensis
sp. nov.,F(xiàn).奮斗者號苔蘚動物新種
Pierrella fendouzhei
sp. nov.。比例尺,A,B,F(xiàn)�3 cm; C,D�10 cm;E�3 mm)。研究團(tuán)�(duì)供圖
深淵專指水深�6000-11000米的海溝區(qū)�。在深淵海溝溝壁、斷裂帶及俯沖海�,存在廣泛發(fā)育的硬質(zhì)基底�(huán)�。由于深淵巖石采集難度極高,科學(xué)界對棲息于這些硬質(zhì)基底表面的動物區(qū)系缺乏系�(tǒng)�(rèn)�。本區(qū)系隸�6�(gè)門,記�32�(gè)物種,大多為科學(xué)上的新物�,包括單房室有孔�1新科和苔蘚動物門1新科;棲息密度高�(dá)每平方分�4300�(gè)生物�,體型為毫米�。研究表�,該區(qū)系中最占優(yōu)�、呈絲狀�(jié)�(gòu)�“神秘”生命形式為營固著生活的膠�(jié)有孔蟲類,研究人員稱其為“石茸”,這對于大多數(shù)海洋生物研究人員而言,是一�(gè)極為陌生的新類群。石茸樣品�(gè)體小、結(jié)�(gòu)簡單、形�(tài)特征�,體�(nèi)含大量沉積物顆粒,目�(biāo)DNA總量極低、序列組裝難度高,其生物�(xué)歸屬曾困擾學(xué)�(shù)界多��
在所開展的硬�(zhì)基底研究潛次�,研究團(tuán)�(duì)未發(fā)�(xiàn)管蟲、雙殼類等化能合成生�(tài)系統(tǒng)指示類群;通過宏基因組和宏DNA條形碼測序,也未在幾�(gè)�(yōu)勢種(含石茸)體�(nèi)檢測到已知的化能自養(yǎng)共生微生�。相反,在區(qū)系的多種動物中檢測到來自陸地松樹的花�,不少花粉顆粒處于被消化的不同階�,表明該區(qū)系的營養(yǎng)類型為異�(yǎng),不支持此前提出的化能自�(yǎng)生物假說�
基于98�(gè)“奮斗�”號載人深潛器潛次的海底原位影像與樣品,研究人員發(fā)�(xiàn),這一由原生動物占�(yōu)勢的區(qū)系廣泛分布于�(huán)大洋洲周邊的七�(gè)深淵區(qū)�,尤其見于克馬德克海溝和馬里亞納海溝水深9000-10898米處。結(jié)合近三年深淵�(tuán)�(duì)的其他航�,該區(qū)系同樣廣泛分布于阿留�、庫�-勘察加、普伊斯�、阿塔卡�、穆紹等其他五條海溝,表明其可能普遍存在于全球深淵環(huán)�。估算顯�,這類固著性有孔蟲提供的活體生物量碳,約占全球深淵總真核生物量碳的2%-11%,是全球深淵海溝中長期被忽視卻十分活躍的�“熱點(diǎn)”,為深海碳循�(huán)研究提供了新�(rèn)�,有助于未來重新評估深淵生態(tài)系統(tǒng)的碳周轉(zhuǎn)潛能與生物泵效率�
該研究刷新了多�(gè)海洋動物類群的極限生存深度,包括已知最深的苔蘚動物�9981米)、缽水母水螅體(9982米)及水螅水母水螅體�9195米)。其中最深的苔蘚動物隸屬于該門類的一�(gè)古老演化支,最早發(fā)�(xiàn)于白堊紀(jì)淺海地層,深淵可能是其避難所�
海溝V形地形促使有�(jī)�(zhì)沿溝壁向軸部輸送,濁流頻繁沖刷巖石表面。為此,在生�(tài)策略�,這類膠結(jié)有孔蟲多棲息于受水流影響較小的巖石垂直側(cè)表面,蟲體從附著�(diǎn)向下懸垂——這種“倒掛”姿態(tài)可能為避免被濁流掩埋,同�(shí)高效捕獲上升流中的有�(jī)顆粒。這些深淵硬基底動物區(qū)系的生物多樣�、生物地理學(xué)、功能生�(tài)�(xué)及其在全球碳循環(huán)中的作用,仍有待�(jìn)一步研��
論文第一作者為深海所副研究員宋希�,通訊作者為深海所研究員彭曉彤,合作單位包括新西蘭地球科學(xué)研究所、英國國家海洋中心、英國自然歷史博物館、德國巴伐利亞自然歷史博物館、維也納大學(xué)、印度尼西亞國家研究與創(chuàng)新署、清華大�(xué)、廈門大學(xué)、中國科�(xué)院軟件研究所��
“全球深淵探索�(jì)�”是由深海所�(fā)起、為期十年的�(lián)合國海洋十年科學(xué)�(jì)�,致力于探索全球海洋最深區(qū)�,其前身�“全球深淵深潛探索�(jì)�”。該�(jì)劃依�“奮斗�”號全海深載人潛水器等深潛技�(shù)裝備,開展深淵地�(zhì)、生命與�(huán)境系�(tǒng)科學(xué)研究�
相關(guān)論文信息�https://doi.org/10.1126/science.aea7086