【摘 要】
：
平端深海偏顶蛤（Gigantidas platifrons曾用名:Bathymodiolus platifrons）是西北太平洋常见的深海大型化能营养生物,隶属于软体动物门、双壳纲、贻贝科、深海偏顶蛤亚科。在冲绳海槽的多处热液区,日本相模湾的冷泉区,以及我国南海冷泉区等多个还原性生境中均有其广泛分布,是这些热液/冷泉生态系统中优势的大型生物。平端深海偏顶蛤的最显著特点是以体内共生菌化能合成的有机物
【机 构】
：
中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【出 处】
：
中国科学院大学(中国科学院海洋研究所)
【基金项目】
：
中国科学院重大科技基础设施开放研究项目（2018YFC0310802）； 中国科学院战略性先导科技专项（XDA22050303）； 中国科学院开放设施研究项目（NMST-KEXUE2017K01,KEXUE2019GZ02,KEXUE2018G16）；
论文部分内容阅读
平端深海偏顶蛤（Gigantidas platifrons曾用名:Bathymodiolus platifrons）是西北太平洋常见的深海大型化能营养生物,隶属于软体动物门、双壳纲、贻贝科、深海偏顶蛤亚科。在冲绳海槽的多处热液区,日本相模湾的冷泉区,以及我国南海冷泉区等多个还原性生境中均有其广泛分布,是这些热液/冷泉生态系统中优势的大型生物。平端深海偏顶蛤的最显著特点是以体内共生菌化能合成的有机物作为主要营养来源,因此其空间分布和数量变动都受制于热液、冷泉这些深海特殊的环境。由于深海调查采样较为困难,平端深海偏顶蛤的种群变动与补充机制尚缺乏系统认知。本文选取我国台西南福尔摩沙冷泉区作为研究区域,重点研究了该区域内平端深海偏顶蛤的繁殖生物学的相关问题,主要包括平端深海偏顶蛤的繁殖周期、性别比例、年龄组成、幼体的补充频率以及该密集种群的补充来源等;同时研究了平端深海偏顶蛤生活史中密不可分的内共生菌——甲烷氧化菌的获取途径,以及甲烷氧化菌在平端深海偏顶蛤稚贝生长过程中的分布转移模式;并且在非原位环境中对平端深海偏顶蛤进行人工繁殖尝试。以期为深入了解平端深海偏顶蛤的种群补充机制及环境适应策略提供基础理论和数据支撑。本研究获得的主要结果如下:台西南冷泉区的平端深海偏顶蛤绝大部分为雌雄异体,但存在极低频率的雌雄同体现象（<0.76%）。平端深海偏顶蛤的繁殖是不连续的,存在周期变化,根据性腺指数（GI）的变化判断其每年下半年存在繁殖高峰。平端深海偏顶蛤的卵径和近海的贻贝科物种类似（约48.99–70.14μm）,并且其稚贝的次生胚壳（Prodissoconch II,PII）远大于初生胚壳（Prodissoconch I,PI）,因此推测其浮游幼体附着前需经历浮游营养型的发育过程。1年期回收的幼体捕获器中稚贝的壳长频率分布图及成体性腺发生周期数据表明其幼体补充频率为1周年内有1次补充高峰;群体简化基因组测序结果表明,平端深海偏顶蛤遗传结构世代间稳定,福尔摩沙冷泉区的群体具有稳定的种群结构,且主要以自我补充为主。平端深海偏顶蛤稚贝体内含有大量的内共生菌。通过稚贝的16s r DNA测序及稚贝宏基因测序结果表明,稚贝与成贝体内共生菌的类型相同,均为甲烷氧化菌（MOB）,但是稚贝与成贝体内的共生菌空间分布模式及含菌细胞的状态存在差异。在平端深海偏顶蛤浮游幼体刚附着时或较小的稚贝体内,共生菌分布于稚贝全身器官组织的上皮细胞中,常见的有外套膜、鳃、足、肾脏等上皮细胞中。而在壳长约大于6mm的稚贝和成贝体内,共生菌的分布模式非常单一,均在鳃上皮的含菌细胞中分布。平端深海偏顶蛤性腺组织中不含有共生菌,因此在其繁殖发育过程中不会通过雌雄配子将共生菌传递给后代,每个世代均需通过从环境中重新获取甲烷氧化菌作为内共生菌,因此其共生菌的传递方式为水平传递。在对平端深海偏顶蛤的非原位长期蓄养过程中发现,鳃上皮含菌细胞中共生菌数量逐步减少,溶酶体含量降低。根据现有结果推测,由于宿主营养匮乏和胁迫响应条件下,溶酶体可能主动对含菌细胞中的甲烷氧化菌进行分解消化,过程中伴随着溶酶体含量先逐渐增多,甲烷氧化菌逐渐减少,当分解消化甲烷氧化菌之后,溶酶体随之在细胞内消失,使细胞呈现空泡化。这种能量缺乏条件下含菌细胞中溶酶体与共生菌的动态变化,是平端深海偏顶蛤在共生互作中的通过溶酶体主导消化和调控共生菌的直观体现。在循环水蓄养系统中对平端深海偏顶蛤的非原位蓄养时间长达388天,期间利用贝类繁殖的常规手段对其进行人工催产,遗憾的是无有活性的幼体产生,可能是由于环境差异巨大,贝体并没有处于最佳的生理状态导致。
其他文献
抑食金球藻（Aureococcus anophagefferens）是一种非运动、球形、大小约2-3μm的微微型浮游植物,隶属于海金藻纲。1985年以来,抑食金球藻在美国东海岸经常性的引发有害藻华“褐潮”;1997年前后,在南非附近海域也爆发了几次抑食金球藻褐潮;2009年以来,在中国渤海沿岸海域频繁的发生抑食金球藻褐潮。褐潮的爆发对沿海生态系统有巨大的破坏作用,同时使水产养殖业遭受了重大损失,特
放射虫是单细胞海洋原生动物,主要营浮游生活,分布广泛,多样性程度极高,是海洋微体古生物学的重要研究对象。本研究基于采集自黄海和东海浅水陆架区、西北太平洋边缘海深水区以及赤道西太平洋的三批表层沉积物样品,对三区域放射虫进行调查分析,辅以从网络环境数据库提取的多年环境数据的年平均分析资料,以探究表层沉积物中放射虫组合与特定水体环境的关系。主要工作成果如下:1.对西北太平洋边缘海黄海和东海陆架区的59个
由台风所产生的涌浪因其携带能量高、影响范围广、观测难度大等特点,在大气科学、海洋科学和海洋工程等方面备受关注。同时,台风的非对称结构及其变化常伴随着台风强度的变化,并影响台风浪的生成和发展。这使得利用真实观测对台风所产生的涌浪进行追踪和分析显得极为重要。本文通过星载合成孔径雷达（SAR）波模式（WaVe mode,WV）产品的涌浪观测数据,追踪台风所产生的涌浪,对台风涌浪场的空间结构、形成机制、台
冷泉是继热液之后另一种特殊的深海环境。南海冷泉生态系统以甲烷流体、自生碳酸盐岩、化能自养微生物群落以及大量的单质硫为特点。本研究利用2017年和2018年“科学号”冷泉-热液航次获得的冷泉沉积物样品,通过宏基因组学对南海冷泉微生物多样性和功能分布进行了分析。进而对冷泉沉积物样品中参与硫元素循环的微生物进行了筛选,获得了一系列硫氧化微生物和潜在的新属新种。在此基础上,对赤杆菌氧化硫代硫酸钠产单质硫的
潮间带底栖有孔虫具有很高的生物量,是微小型底栖生物的重要组成部分,在底栖微食物网的物质循环和能量流动中发挥着重要作用。同时由于其种类多、分布广、个体小、生命周期短、对环境变化敏感、大部分具有能在沉积物中长期保存的壳体等特点,使其成为古海洋环境和古气候重建中非常重要的研究载体。潮间带同时受到陆地、海洋和大气因素的影响,环境复杂多变,且不同区域的底栖有孔虫组合存在很大区别。因此探究潮间带底栖有孔虫群落
剧毒卡尔藻（Karlodinium veneficum）是一种全球分布并产生毒素的有害藻华原因种,其有害藻华已经通过产生卡罗毒素在世界各地造成了很多鱼类的死亡。剧毒卡尔藻的环境适应能力和突出的繁殖能力与其多样化的生存策略是紧密相关的。本论文利用多种方法研究了剧毒卡尔藻的三种具有重要意义的生存策略,即毒性（对动物而言）、化感作用（对共存浮游植物而言）、和混合营养（主要是吞噬营养）,以研究它们的作用机
病毒是一种较为原始的只能在生物的活细胞内进行自我复制的非细胞生物,可以感染地球上所有类型的细胞生物。在海洋生境中病毒普遍存在且丰度极高,绝大多数以原核生物为宿主。病毒是海洋微食物网中重要的一环,对地球碳、氮循环有着显著影响。通过裂解宿主,病毒可将原核生物量转化为可溶性有机质重新被原核生物利用,使其无法进入更高的营养级。这一由病毒诱导的有机质流的改变被称为“病毒回路”。此外,病毒对原核生物群落结构、
浮游动物是海洋浮游食物网、物质循环和能量流动的关键组成部分,其生物量水平和类群结构在很大程度上影响着碳循环的输出效率。南海北部海域是中尺度涡的高发区域,中尺度涡对海洋生态系统具有显著影响。本研究围绕南海北部陆坡海域进行了春季、夏季和秋季3个季节航次的采样,通过浮游动物图像扫描ZooScan系统分析了浮游动物的生物量水平、粒径和类群结构,结合物理水文、化学和生物参数讨论了影响南海北部陆坡浮游动物的因
天然产物因其新颖的化学结构和多样的生物活性在新药研发中被赋予独特的地位。深海（>1000 m）通常具有高压、无光等环境特点,局部具有冷泉、热液等极端环境,深海微生物具有与深海环境相适应的独特遗传背景和代谢途径,蕴含丰富的次级代谢产物资源,具有独特的生物功能。本论文从不同海域和水深的深海沉积物及动物样品中分离获得137株真菌,经小试培养筛选及培养条件优化,结合化学和生物学指标以及文献调研,最终选取4
海洋大型底栖动物（Marine Macrozoobenthos）是海洋生态系统的重要组成部分,长江口邻近海域受到复杂的自然环境和剧烈的人类活动的共同影响,属于生态敏感区域,研究该海域大型底栖动物群落的变化对保护海洋生物多样性和维护海洋生态系统稳定均有重要意义。另外,长江口邻近海域时常发生季节性的氧亏损事件,但目前少有针对该海域轻度氧亏损对大型底栖动物群落影响的系统性研究。本论文以大型底栖动物群落为