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鲸胴体产生怪异的新骨头蠕虫

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科学家们在蒙特里峡谷研究鲸胴体最近宣布发现两种新的物种的独特的蠕虫,饲料对死鲸的骨头。在七月三十日的“科学”杂志上,研究人员描述了这些蠕虫,其身体和饲养策略与任何其他已知的动物不同。这些虫子没有眼睛,腿,口或胃,但是它们有着五颜六色的羽毛和绿色的“根”,它们利用根来渗入死鲸的骨头,在共生细菌的帮助下消化内部的油脂。

来自蒙特雷湾水族馆研究所:
鲸鱼胴体产生骨骼吞食蠕虫

在蒙特里峡谷研究鲸胴体的科学家最近宣布发现了两种以死鲸为骨头的独特蠕虫。在七月三十日的“科学”杂志上,研究人员描述了这些蠕虫,其身体和饲养策略与任何其他已知的动物不同。这些虫子没有眼睛,腿,口或胃,但是它们有着五颜六色的羽毛和绿色的“根”,它们利用根来渗入死鲸的骨头,在共生细菌的帮助下消化内部的油脂。来自南澳大利亚博物馆的海洋生物学家Greg Rouse与蒙特雷湾水族馆研究所(MBARI)的科学家Shana Goffredi和Robert Vrijenhoek合作,对新虫进行分类,将它们放入一个名为“Osedax”的新属“骨头吞食者”。

Osedax rubiplumus和Osedax frankpressi最明显的特征是它们的羽毛状羽毛,它们延伸到水中,充当鳃。羽毛连接到一个肌肉干,可以撤回到一个透明的管,当蠕虫被打扰。在躯干的另一端,隐藏在鲸骨内,身体变宽,形成一个大的卵囊。绿色的根,从卵囊分叉,充满了细菌,分解鲸鱼骨头的油。科学家们最初感到困惑的是,他们收集的所有蠕虫都是女性。然而,在显微镜下观察2至7厘米长的雌虫时,发现大多数雌虫身上有数十只微小的雄虫。这些雄性蠕虫看起来好像从来没有发育过他们的幼虫阶段 - 他们的尸体还含有一些蛋黄 - 但是它们也含有大量的精子。

研究人员还观察到,各种大小的雌虫都充满了鸡蛋,这导致了共同作者Vrijenhoek的评论:“这些蠕虫似乎是蒲公英的生态等价物 - 一种生长迅速的杂草种类,产卵量很大,并且分散到很远的地方。“这个策略是有道理的,因为这些蠕虫只能靠死鲸鱼活着。在鲸鱼骨架被消耗之后,该地点的所有蠕虫都会死亡。在这种情况发生之前,他们必须释放足够的卵或幼虫,以便一些微小的比例通过洋流运输,直到他们能够找到并殖民另一个鲸胴体。

Rouse指出:“由于雌性动物的解剖结构极不寻常,起初我们不知道Osedax是什么类型的动物。”但研究人员在检查了蠕虫DNA的关键部分之后发现,鲸鱼坠落蠕虫与深海热液喷口和冷水中发现的大型蠕虫密切相关。这两种蠕虫在共生细菌的帮助下获得营养。

DNA数据的进一步分析产生了一些令人惊讶的结果。例如,在研究线虫线粒体DNA(假定随时间变化相对恒定)的变异量之后,他们得出这样的结论:两种新的蠕虫物种最近的共同祖先大约在4200万年前居住,大约在同一时间鲸鱼自己首先演变。这些蠕虫的遗传多样性也表明,它们是包括成千上万个人在内的一个积极繁殖种群的一部分,这个人口大概是在深海广阔的海洋中隐藏起来的。这进一步意味着,如Vrijenhoek所说,“那里肯定有很多死鲸。”

研究在蒙特利湾一年半的死鲸后,Vrijenhoek和Goffredi已经得出结论,两个新的蠕虫只是冰山一角(或可能是鲸的尾巴)。鲸鱼尸体(或称为鲸鱼)是大量食物进入深海食物受限的环境。一次鲸鱼坠落可以提供与数千年的海洋积雪一样多的有机物质,即从地表水中漂浮下来的有机碎片,以维持深处的生命。夏威夷大学的鲸鱼专家克雷格·史密斯(Craig Smith)已经确认了整个生态系统中有数百种不同的动物,这些动物是在单一的鲸鱼周围发展起来的。这些社区中的一些可能会在油饱和的鲸鱼骨头上持续数十年。 MBARI科学家将在2004年10月的“深海研究”杂志上发表一篇论文,描述蒙特利峡谷鲸鱼的不同寻常的动物群落。

与深海热液喷口周围的动物群落一样,鲸鱼群落围绕高度本地化的短暂的食物来源发展。在热液喷口处,从通风口喷出的硫化物被细菌消耗,进而为动物提供营养。在鲸鱼瀑布中观察到类似的食物网和硫化物依赖性生物体,其中硫化物可能由鲸组织的细菌腐烂产生。然而,Osedax spp。中的共生细菌蠕虫代表了一个完全不同的进化策略 - 他们直接分解鲸脂脂肪(油脂),为蠕虫提供食物。这是第一次在共生关系中观察到一种降脂细菌。合着者Goffredi一直在研究这种关系,目前正在编写一个关于这个话题的单独文章。

虽然在加利福尼亚海岸和其他地方的几个地点已经研究了鲸鱼的瀑布,但在蒙特利峡谷的鲸鱼是迄今研究最深入的。它的深度(2,891米)可以解释为什么这个地方的一些动物以前从未见过。除了新命名的物种之外,研究人员还从鲸胴体中收集了四至六个额外的不知名的类似蠕虫的动物。这些以前不为人知的动物虽然不如Osedax那么出类拔萃,却突出了以前难以想象的生物多样性和深海生物的独特适应性。



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