《Journal of Plankton Research》：Of sequences and images - diversity and quantity of Arctic epipelagic zooplankton by an integrative approach
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为突破传统显微镜法在北极浮游动物监测中的低通量瓶颈，研究团队首次将COI、18S rRNA V4/V9多标记meta-barcoding与ZooScan图像分析并行应用于巴伦支海—南森盆区0–100 m水层，同步解析58种浮游动物的群落结构与环境驱动机制，证实温度与极地表层水（PSW）占比是调控空间格局的核心因子，提出“成像+条形码”双轨方案可成为北极快速变化背景下生态预警的新一代标配。
北极正以两倍于全球平均的速度升温，海冰锐减与“大西洋化”正重塑上层海洋的物理与生物格局。浮游动物作为能量泵与气候哨兵，其种类与数量的细微波动可能牵动整个极区食物网，但传统显微镜鉴定耗时且易漏检幼体、胶体及稀有物种，导致年际变化信号被噪声淹没。为在“新北极”窗口期建立高分辨率、可重复的监测范式，Silke Laakmann领衔的德—瑞跨国团队搭乘“极星号”破冰船，于2017年6–7月沿巴伦支海陆坡—南森盆区—Yermak高原布设11站，采集0–100 m层浮游动物，首次并排运行多标记meta-barcoding（COI+18S rRNA V4/V9）与ZooScan图像分析，追问三大科学问题：①两种技术谁更能还原真多样性与真数量？②空间梯度上群落如何随环境变量重组？③能否提出一套资源友好、互为校验的北极业务化监测方案？论文最终发表于《Journal of Plankton Research》。
关键技术方法
RMT1网具现场分样→冷冻/甲醛双路保存；ZooScan扫描+EcoTaxa深度学习分类；COI、18S V4、V9三重PCR及Illumina测序；CTD温盐与叶绿素剖面；Ward聚类+nMDS/PCA环境向量拟合。
研究结果
物种鉴定与分辨率
COI检出58种、89.9%序列达种级，18S仅至目级；成像鉴定14种，但给出个体数、生物体积（biovolume）与干质量（mg DM m）的绝对量化。
群落结构与纬度梯度
Calanidae占据主导，其中COI显示Calanus hyperboreus随纬度增加而占优，成像则提示C. finmarchicus在巴伦支海贡献42%个体数；总丰度、生物体积与生物量均自南向北递减，与极地表层水（PSW）比例升高同步。
环境驱动因子
温度与PSW占比在PCA第一轴解释65.9%方差，nMDS表明二者及盐度显著影响群落结构；海冰厚度未显示统计学效应。
方法互校与偏差
Shannon多样性指数在COI与成像间无显著相关，但Jaccard相似性显著（P<0.01）；大个体种类在COI读长中过度表达，小个体Pseudocalanus spp.被低估；成像对胶体、碎片分类能力有限，meta-barcoding补全了Cnidaria 8个物种。
结论与讨论
研究证实“COI条形码+ZooScan成像”可在同一Split样品内实现种类、个体数、生物体积与生物量的四重输出，避免单方法盲区；温度与PSW比例是调控北极浮游动物生物地理格局的“双旋钮”。作者建议未来北极年际监测优先采用COI单标记以节省资源，同时保留成像分支用于生物量绝对校准，从而为生态系统模型提供可验证的碳通量参数，也为即将开启的北极中央公海渔业谈判提供基线数据。
