午夜盛宴:北极深处的秘密水母晚餐

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从斯瓦尔巴群岛的Kongsfjorden清除两栖动物。图片来源:阿尔弗雷德·韦格纳研究所/夏洛特·哈弗曼斯

首次观察到海洋无脊椎动物在北极冬季吃活水母和死水母。

在长达数月的极夜的黑暗和寒冷中,食物资源是有限的。极地地区的一些海洋生物群体克服了这一挑战,在冬季进入新陈代谢休息状态,依靠短暂生长季节积累的储备生存。但其他物种,如几种海洋浮游动物,已经进化出一种不同的策略:它们在极夜从专门的饮食转变为杂食性饮食,从全年可用的各种可能回报较低的食物中获利。

现在,科学家们已经证明,到目前为止,这种季节性北极杂食动物的一个关键食物来源一直被忽视:死水母和活水母。研究结果发表在《海洋科学前沿》(Frontiers in Marine Science)上。

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粉红色头盔水母,一种水生动物。图片来源:C. Havermans

“在这里,我们首次表明,水母 – 通常被认为营养不良 – 仍然是北极极夜两栖动物的重要食物来源,”德国阿尔弗雷德·韦格纳研究所的博士生Annkathrin Dischereit说,也是该文章的第一作者。

“例如,我们发现一些两栖动物以’果冻瀑布’为食,即自然沉没的水母尸体。其他物种也可能捕食活的水母。

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栉水母或梳状果冻。图片来源:C. Havermans

研究考察和发现

2022 年 1 月和 2 月,阿尔弗雷德·韦格纳研究所亥姆霍兹青年研究员小组 ARJEL 的 Dischereit 和其他人参加了对斯瓦尔巴群岛德法 AWIPEV 研究站的考察。

研究人员乘坐一艘小船从斯瓦尔巴群岛的Kongsfjorden出发,发现这里的水域充满了水母:不仅仅是像狮鬃水母这样的“真正的水母”,还有像顶针形粉红色头盔水母这样的水生动物,殖民地虹吸管,以及无关的梳状水母或栉水母。

研究人员用网和诱饵陷阱对当地的两栖动物(5至20毫米长的甲壳类动物)进行了采样。他们选择将重点放在两栖动物上,因为它们是峡湾系统中当地丰富的重要组成部分。捕获物主要包括四个物种:Orchomenella minuta 和 Anonyx sarsi,超科 Lysianassoidea 中的食腐两栖动物,以及两个远亲的 Gammarus 物种。

摄入猎物的DNA元条形码

研究人员解剖了每个两栖动物的内脏,然后使用DNA元条形码来识别其中的猎物残骸。

来自多个物种的水母DNA主要存在于两种Gammarus物种的肠道中,以及来自藻类和甲壳类动物的痕迹。在 A. sarsi 和 O. minuta 中也发现了水母 DNA,但含量较低,证明所有研究的四个物种都经常食用水母组织。作者得出结论,A. sarsi 和 O. minuta 似乎机会主义地以果冻落为食,而 Gammarus 也可能以活的梳状水母为食。

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斯瓦尔巴群岛的法德AWIPEV研究站,在那里进行了研究。图片来源:E-Horvath (AWI)

鱼类——无论是活的还是死的——同样是 A. sarsi 和 O. minuta 的重要食物,还有多毛类蠕虫、甲壳类动物和软体动物。

Dischereit等人还发现,27%至60%的采样两栖动物的内脏是空的。这证实了食物短缺和饥饿在极夜对海洋无脊椎动物来说是一个挑战,即使对于可以转向杂食性饮食的物种也是如此。

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水母的范式转变

“海洋生物学文献最近发生了范式转变,认识到水母远非’营养死胡同’,实际上被多种生物吃掉。我们的观察证实了科学家如何看待水母在食物网中的作用的这一重大变化,“2022 年探险队的负责人、该研究的最后一位作者夏洛特·哈弗曼斯博士说。

“由于水母组织被迅速消化,它们在以前的研究中可能被忽视为猎物,这与我们的研究不同,它依赖于食物的视觉识别来确定北极无脊椎动物的饮食。

“大西洋化”与新北极

今天,与世界其他地区相比,北极正在以创纪录的速度变暖,并且已经观察到来自大西洋的水母物种向北扩散。这种“大西洋化”可能使水母作为北极食物网中的资源变得更加重要。

“为了更好地了解水母在北极海洋食物网中的作用,以及当它们在’新北极’的种群数量增加时,这种情况会如何变化,我们计划进一步调查其他可能以水母为食的无脊椎动物和鱼类的饮食。例如,问题仍然存在,水母是否是两栖动物饮食的常规部分,或者它们是否只是极夜的生存食物,“Dischereit总结道。

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