由于氣候變化，北極正在迅速變化。它不僅受到地表溫度升高的影響，還受到越來越多的大西洋溫水的影響——改變了生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能，因?yàn)樗矊?dǎo)致來自溫暖地區(qū)的物種，如水母，來到這里在北極。阿爾弗雷德韋格納研究所的研究人員利用 DNA 元條形碼技術(shù)首次證明，這些水母在極夜期間是斯瓦爾巴特群島上片腳類動(dòng)物的食物，因此在北極食物網(wǎng)中發(fā)揮的作用比之前想象的要大。他們?cè)诳茖W(xué)期刊《海洋科學(xué)前沿》最近發(fā)表的一篇文章中介紹了他們的發(fā)現(xiàn)。

近年來，來自大西洋的溫暖咸水越來越多地進(jìn)入歐洲北極地區(qū)。挪威斯瓦爾巴群島也受到了這種“大西洋化”的影響：西海岸的Kongsfjorden已經(jīng)轉(zhuǎn)向大西洋政權(quán);極夜期間(11?? 月至 2 月)水溫每十年增加約 2 攝氏度。這些變化還導(dǎo)致生物變化，因?yàn)閬碜詼嘏虻奈锓N也隨著溫暖的大西洋水流入北極。亥姆霍茲極地與海洋研究中心 (AWI) 阿爾弗雷德韋格納研究所 ARJEL 初級(jí)研究小組組長(zhǎng)夏洛特·哈弗曼斯 (Charlotte Havermans) 表示：“某些水母物種尤其傾向于向極地?cái)U(kuò)散并進(jìn)入北極。” “2022 年極夜，當(dāng)我們?cè)诳邓箥{灣時(shí)，我們非常驚訝地看到峽灣里充滿了水母生命，由許多不同的物種和生命階段組成，它們似乎是冬季的主要浮游動(dòng)物。”

過去，水母被認(rèn)為是海洋食物網(wǎng)中的營(yíng)養(yǎng)死胡同，但最近的研究表明它們是海洋無脊椎動(dòng)物和魚類的重要獵物。 “因此，我們想知道康斯峽灣的水母是否也可以作為其他生物的食物，特別是在極夜的黑暗季節(jié)，當(dāng)其他食物來源有限時(shí)，”哈弗曼斯說。為了回答這個(gè)問題，該團(tuán)隊(duì)的一名博士生 Annkathrin Dischereit 分析了各種片足類動(dòng)物的胃內(nèi)容物。在一個(gè)月的時(shí)間里，他們定期在極夜期間使用誘餌陷阱和手網(wǎng)從四種不同的端腳類動(dòng)物( Gammarus oceanicus、G. setosus、Orchomenella minuta和Anonyx sarsi )采集樣本。

水母是極夜期間片腳類食物的重要組成部分

AWI 研究人員使用 DNA 元條形碼來確定小型甲殼類動(dòng)物的食物譜。這種尖端方法可以檢測(cè)胃中的短基因片段，然后將其與遺傳參考數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較，以確定片段所屬的獵物物種。 “我們?cè)谄_類動(dòng)物的胃里發(fā)現(xiàn)了大量的水母，從峽灣中最大的水母到微小的水螅蟲，”夏洛特·哈弗曼斯解釋道。使用 DNA 元條形碼，AWI 團(tuán)隊(duì)能夠?qū)Ρ皇秤玫乃负推渌矬w的軟質(zhì)部分進(jìn)行識(shí)別和分類，即使它們已經(jīng)被嚴(yán)重消化。 “我們首次證明片腳類食腐動(dòng)物以水母殘骸為食。這一點(diǎn)此前僅在實(shí)驗(yàn)環(huán)境中得到證實(shí)。”所有研究的物種都以植物和動(dòng)物為食。除了水母之外，甲殼類動(dòng)物和大型藻類也是某些物種飲食的重要組成部分，而極地鱈魚或蝸牛魚等魚類對(duì)其他物種也發(fā)揮著重要作用。端腳類動(dòng)物是否以卵、幼蟲、腐肉或魚的糞便為食仍有待澄清。還有待確定的是，水母是否是冬季的生存食物，或者是這些生物在所有季節(jié)的常規(guī)獵物的一部分。 “我們一直認(rèn)為水母的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值很低，但這僅對(duì)不到幾個(gè)物種進(jìn)行了研究，而且還取決于所利用的組織。”

這項(xiàng)研究為極夜期間的北極食物網(wǎng)提供了全新的見解，也是水母在這些食物網(wǎng)中作用的第一個(gè)自然、非實(shí)驗(yàn)證據(jù)。夏洛特·哈弗曼斯 (Charlotte Havermans) 總結(jié)了研究結(jié)果：“冬季孔斯峽灣出現(xiàn)的繁盛、多樣化的水母群落顯然被用作食物來源。” “到目前為止，我們對(duì)水母在該地區(qū)作為獵物的作用一無所知。例如，也不知道Gammaridea物種根本以水母為食，不僅在北極，而且在其他地方也不。”現(xiàn)在的問題是，這是否只適用于極夜，因?yàn)榇藭r(shí)食物供應(yīng)有限。 AWI 的 ARJEL 初級(jí)研究小組希望繼續(xù)研究這個(gè)問題。因?yàn)椋?ldquo;水母可能是氣候變化的贏家之一，氣候變化將在全球變暖期間繼續(xù)蔓延。我們還預(yù)測(cè)，隨著氣溫持續(xù)上升，水母將在北極變得更加常見，”哈弗曼斯說。因此，它們?cè)谑澄锞W(wǎng)中的作用可能變得越來越重要。然而，到目前為止，我們對(duì)此的了解還很有限，特別是在極地地區(qū)。 “通過這項(xiàng)研究，我們揭示了北極食物網(wǎng)中迄今為止未知的關(guān)鍵聯(lián)系。這是至關(guān)重要的，因?yàn)槲覀冃枰私馑溉绾稳谌胧澄锞W(wǎng)并在快速變化的北極傳播。這也適用于鄰近的陸架海，因?yàn)槭澜缟习俜种臐O業(yè)發(fā)生在這些地區(qū)。”