游泳甲壳类动物在深海中吃不太可能的食物来源

深海甲壳类动物吃什么?一项题为“一种以从海洋表面下沉的马尾藻为食的深海等足动物”的新研究发表在《皇家学会学报B：生物科学》杂志上，揭示了一种名为Bathyopsurusnybelini的非凡等足动物物种，这是一种以从海洋表面下沉的马尾藻为食的深海等足动物。

科学家们利用“阿尔文”号潜水器在3.7英里深的水下发现了这种等足动物，它的腿像桨一样长，和手指一样长，它吃着一种意想不到的食物来源——马尾藻。

下沉的藻类森林为深海带来食物

令人惊讶的是，这些等足动物身上竟然还携带着海洋表面更常见的东西：大块的马尾藻。在海面上，马尾藻通过光合作用生长，形成漂浮的藻类森林。

在这项新研究中，伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)、蒙大拿大学、纽约州立大学吉纳西奥分校、威拉米特大学和罗德岛大学的研究人员证明，即使这种藻类沉入海底，它们的故事也还没有结束。等足类动物会等待，它们经过特殊改造，能够找到并利用这种沉入海底的营养源。这些发现表明，深海动物依赖来自数英里以上水域的沉没食物，这强调了表层海洋与深海之间的紧密联系。

揭开深海联系的面纱

2022年夏天，一支由研究人员和工程师组成的跨学科团队在加勒比海的波多黎各海沟和开曼中部扩张中心启动了载人潜水器“阿尔文”号。“阿尔文”号最近完成了大修，包括增强潜水能力。

在6100米深的水下，阿尔文号升级后的4K成像系统捕捉到了一只倒立游动的等足动物，它背着一片与身体一样长的马尾藻叶。在这次探险中，阿尔文号在5001米至6284米的深度拍摄了32只等足动物，并收集了两个样本在水面进行研究。

这项研究的共同主要作者、伍兹霍尔海洋研究所的深海生态学家JohannaWeston解释说：“看到这种美丽的动物在深海与马尾藻积极互动，真是令人兴奋。这种等足动物非常罕见;在1948年开创性的瑞典深海探险中，只采集了少量标本，证明了生命可以在海洋最深处生存。

“它的最后一张照片拍摄于2011年。利用Alvin及其最近更新的功能来捕捉视频和收集样本，我们可以更深入地了解这种等足类动物的特殊之处。”

等足动物利用巨大的桨状足在深海中倒着游动，携带着从数英里高的水面沉入海底的马尾藻。图片来源：L.Peoples(UMT)、NDSFAlvinGroup、NSF、伍兹霍尔海洋研究所

特殊的适应能力让这种等足动物能够以沉没的藻类为食

研究团队结合形态分析、CT扫描、DNA测序和微生物学研究，表明这种等足动物在生理和行为上都适应利用这种沉没的资源。这种综合的观察和分析过程揭示了海洋食物网中这一重要环节，为深海生态学做出了重大贡献。

纽约州立大学金尼西奥分校深海生理学家、本文共同第一作者麦肯齐·格林格(MackenzieGerringer)表示：“深海生态系统看起来像是恶劣的环境，但生活在这些栖息地的动物非常适合适应这些条件。

“这只等足动物表明，生活在海底高压环境中的动物已经进化出多种适应能力，以阳光照射的生态系统中生长的藻类为食。我们很高兴分享它惊人的适应故事，这提醒我们，地球上的栖息地和生物有着深刻而错综复杂的联系。”

一种特殊的适应性是其特殊的游泳姿势。这种等足动物用大桨上下倒转和向后移动，从而能够将马尾藻的叶子从海底带走。这种独特的运动方式可能是一种进化策略，通过将食物源抬入水柱来避免被捕食。这种等足动物还具有锯齿状和研磨性的口器，非常适合撕裂和吞食坚硬的马尾藻，并且肠道中还有细菌来帮助消化。

藻类，比如马尾藻，对于许多动物来说很难消化，因为其细胞壁由坚固而复杂的多糖分子构成。这种等足动物的肠道微生物群具有分解这些坚韧化合物的基因。与人类肠道中发现的一样，微生物群为这些宿主提供了重要的碳和氮营养。正如第一作者、弗拉特黑德湖生物站的水生微生物生态学家LoganPeoples所说，“任何地方的生命，即使是在最深的海洋中，也与周围的微生物有着千丝万缕的联系。”

一个海洋：表面过程影响深水

热带大西洋和加勒比海中马尾藻的丰度和分布似乎正在发生变化，大规模的藻华给该地区的沿海社区带来了生态和经济影响。随着这些变化，我们仍需要对深海马尾藻的丰度和用途进行大量了解。在如此深的海域中存在马尾藻对碳循环和储存具有重要意义。

进一步的研究需要评估有多少马尾藻到达海底以及到达海底的地点、藻类的下沉在季节和长期时间尺度上如何变化，以及它对更广泛的深海食物网的相对重要性。了解改变的马尾藻沉积的生态影响对于预测深海群落对不断变化的环境条件的反应至关重要。

通往深海的持续窗口

发现以马尾藻为食的等足动物丰富了我们对深海生物多样性的了解。阿尔文号潜水器等先进技术和其他综合工具为观察和采样这些关键生态系统提供了宝贵的机会。

美国国家深潜设施首席科学家、论文合著者·米歇尔(AnnaMichel)解释说：“2022年，阿尔文号获得了6500米深潜认证。本文描述的发现得益于其新的更深潜能力，这对阿尔文号团队来说非常令人兴奋。”

随着人类活动持续影响海洋状况(从污染到气候变化)，了解表面过程和深海生态系统之间的联系对于制定减轻这些影响的战略至关重要。