南海临近世界海洋生物多样性中心的“珊瑚大三角”,作为印太交汇区的一个边缘海,是连接印度洋和西太平洋之间海洋生物扩散的关键区域。南海具备独特的海底地貌类型、复杂多变的海流、适宜的海洋生物的环境条件和多样的生境。近岸和岛礁有珊瑚礁、红树林、海草床等生态系统,中央海盆有深海平原、海山、冷泉等多种生境,为软体动物等海洋生物提供了优良的栖息地和繁殖场所。
软体动物又称贝类,是动物界中的第二大门类,种类繁多,分布广泛,绝大数类群生活在海洋中,目前已报道有100,000余种。中国科学院海洋研究所海洋生物分类与系统演化实验室科研团队开展了多次南海海洋调查和采样工作。这些调查涵盖了近岸浅海以及深海平原、海山、冷泉等多种生境类型。在调查过程中,研究团队陆续发现了9种未报道的贝类物种。其中,4个新种发现于南海深海,其余5种发现于浅海。经查阅相关文献书籍,观察比较模式标本,综合运用形态数据、解剖结构、生态习性、分子证据、并结合环流模拟、分布信息等,对9种贝类新种进行了详细描述并命名(图1),确定了它们在系统发育上的位置,并阐释了相关物种扩散与分布情况,产出一系列新发现和新观点。相关研究成果发表在Zoosystematics and Evolution、Marine Biodiversity、ZooKeys等期刊上。
徐氏热液石鳖 Thermochiton xui Wang, Zhang et Sirenko, 2022(图1 A)采自南海海马冷泉,隶属于多板纲Polyplacophora 石鳖目Chitonida 锉石鳖科Ischnochitonidae 热液石鳖属Thermochiton。该种是该属在南海发现的第一个物种,也是热液石鳖属的第三种。以该属物种分布特征为基础,研究人员创新性的结合了海洋环流模式数值模拟方法,探究物种分布与扩布情况(图2A),并提出栖息地作为“跳板”或“桥梁物种”参与该属扩散和进化的新见解。
椭满月蛤Elliptiolucina subovalis Jiao, Wang, Guo et Zhang, 2023(图1 C)和海马小云母蛤 Yoldiella haimaensis Gao, Tang et Zhang, 2024(图1 D)是研究人员在南海海马冷泉渗口附近沉积物中获得的双壳纲Bivalvia 软体动物,分别隶属于满月蛤科Lucinidae 和云母蛤科Yoldiidae。研究人员在描述形态和解剖特征基础上,通过分子系统发育分析确定了两物种所在高阶元的演化关系(图2B)。研究为深海和浅海物种的起源演化关系以及鲜有研究的种类提供了新认知,并强调了使用多种方法对生物分类系统进行修订的必要性。
素萍新月梭螺 Lunovula supingae Zhang, Zhang et Wei, 2024(图1 B)采自南海珍贝海山。研究人员基于形态测量及扫描电镜观察该物种的细微结构,并结合分子系统发育结果,确定该物种分类地位为腹足纲Gastropoda 珊瑚寄生螺科Pediculariidae 新月梭螺属Lunovula。通过对该物种食性分析结合对其所栖息的水螅的扫描电镜观察,证明了该新种为首个以水螅虫为食的梭螺。
图1 A. 徐氏热液石鳖 Thermochiton xui, B. 素萍新月梭螺 Lunovula supingae, C. 椭满月蛤Elliptiolucina subovalis, D. 海马小云母蛤 Yoldiella haimaensis. E. 三角胖樱蛤 Pinguitellina triquetra, F. 突角胖樱蛤 Pinguitellina protuberangla, G. 小胖樱蛤 Pinguitellina minuta, H. 徐氏樱蛤 Abranda xui, I. 细刀蛏 Cultellus exilis.
图2 A. 基于海洋环流模式模拟西太平洋深海石鳖物种扩散情况, B. 云母蛤科物种的演化关系和分子物种界定, C. 基于刀蛏属几何形态学数据的主成分和薄板样条分析, D.刀蛏属几何形态判别分析
与深海相同,南海浅海也表现出极为丰富的物种多样性,研究人员在此共发现5种双壳贝类新种。其中三角胖樱蛤Pinguitellina triquetra Zhang et Zhang, 2024、突角胖樱蛤Pinguitellina protuberangla Zhang et Zhang, 2024、小胖樱蛤 Pinguitellina minuta Zhang et Zhang, 2024、徐氏樱蛤Abranda xui Zhang et Zhang, 2024发现于南海近岸海域及潮间带滩涂,均属于樱蛤科Tellinidae(图1 E-H)。多个新物种发现于国家动物标本资源库分库——中国科学院海洋生物标本馆的历史馆藏标本,充分体现了馆藏历史标本及开展相关深入挖掘研究的重要性。
另一新种细刀蛏Cultellus exilis Yu, Jiao et Zhang, 2024,隶属于竹蛏科Solenidae 刀蛏属Cultellus(图1 I)。基于与世界上现有该属模式标本的形态比较,发现该新种在壳形、壳顶等方面特征独特。在此基础上,研究人员进一步结合贝壳的几何形态学(图2C, D)、分子物种界定及系统发育分析,一致支持了细刀蛏新种的分类地位。
上述新物种的发现,一方面凸显了南海丰富的生物多样性,另一方面也表明,我们对南海生物的探索和了解仍有不足。运用多种分类学研究手段,并结合多学科数据,从多维度认知南海生物多样性,可显著提升对西太平洋及印太交汇区生物多样性及地理分布格局的认知水平,为南海及我国的海洋生物多样性保护与管理提供科学建议。
相关论文链接:
https://doi.org/10.3389/fmars.2022.889022
https://doi.org/10.3897/zookeys.1204.121088
https://doi.org/10.3897/zse.99.101795
https://doi.org/10.1007/s12526-024-01422-y
https://doi.org/10.1007/s00343-023-3039-z
https://doi.org/10.3897/zse.100.113972