作者:廖洋 来源:科学网 www.sciencenet.cn 发布时间:2018/11/3 17:16:22
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深海化能生态系统大型生物起源与演化研究获进展

 

近日,中国科学院海洋研究所研究员沙忠利团队在深海化能生态系统大型生物起源与演化研究方面取得重要进展,首次对热液阿尔文虾的起源与演化路径进行了较为全面和系统的分析,为研究深海热液大型生物起源中心及扩散路径提供了重要理论依据,相关成果在线发表于《深海研究一:海洋学研究论文》。

据介绍,深海热液区是地球上典型的极端环境,与地球早期环境极为相似。一些生活在深海的类群,如甲壳动物、管状蠕虫和双壳贝类,在全世界海洋的热液喷口中都有分布,而且已经成功适应热液口的极端环境。

近年来,随着各热液区生物的迅速积累,研究者发现热液口生物区系通常呈现出独特的生物多样性及某些特有种的富集。Bachraty 等(2009)将全球热液区划分为了六个热液生物地理区,在此基础上建立了一个全球热液生物起源与扩散模型,该模型认为东太平洋海隆区(NEPR,SEPR)是热液生物的起源中心,并通过7条途径进行扩散,但该模型还没有得到分子系统学的支持。阿尔文虾是热液生态系统的标志性物种,在不同的热液口发现的阿尔文虾属种各不相同,为研究深海热液大型生物的起源与演化机制提供了理想材料。

基于线粒体cox1, 12S, 16S及核糖体18S, H3, NaK等6个基因联合分析,沙忠利团队开展了十足目真虾下目的分子系统演化研究,构建了高准确度的系统发育树,确定了深海种类在系统树上的位置。

研究揭示了阿尔文虾的祖先由浅海入侵到深海,然后入侵到热液,具有“浅海-深海-热液”进化模式;阐明阿尔文虾大约在34.60百万年(始新世)开始占据热液生态系统;明确阿尔文虾起源于西太平洋的弧后盆地,先后于3.80百万年和8.84百万年经由西南印度洋中脊进入大西洋,并于2.85百万年通过太平洋-南极海岭进入东太平洋,最终形成目前的分布格局。本研究为揭示深海热液大型生物起源和演化提供了重要的理论依据。

本研究得到了中国科学院前沿科学重点研究计划、中科院海洋先导专项、中国博士后科学基金资助项目以及“科学”号高端用户等项目资助,孙邵娥博士为论文第一作者,沙忠利研究员为通讯作者。

 
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