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为解决红海海绵物种多样性认知不足及鉴定难题，约旦大学等研究人员开展约旦亚喀巴湾海绵 DNA 条形码研究。结果发现多个属海绵，明确部分亲缘关系。该研究助力了解海绵多样性，推荐科研读者阅读12。
在神秘的海洋世界里，珊瑚礁就像是一座热闹非凡的 “海底城市”，为各种各样的海洋生物提供了温馨的家园。其中，海绵（Porifera，是最原始的多细胞动物）作为珊瑚礁底栖动物中生物量最大的组成部分，扮演着十分重要的角色。它们形态各异，有的像杯子，有的似树枝，还有的如同厚实的垫子，把珊瑚礁装点得更加丰富多彩。
然而，这片 “海底城市” 正面临着诸多严峻的挑战。气候变幻莫测，海洋逐渐酸化，非法捕捞屡禁不止，陆地不合理的开发活动产生的污染物也不断涌入海洋，这些都让珊瑚礁生态系统变得愈发脆弱。红海北部的珊瑚礁，也因为当地旅游业的蓬勃发展、船只往来频繁、污染以及港口建设等人类活动，承受着巨大的压力。
尽管海绵在珊瑚礁生态系统中占据着重要地位，但人们对红海海绵物种的多样性却知之甚少。目前我们所了解到的红海海绵信息，大多源于 Wooster、Erpenbeck 等研究人员的探索。据统计，红海大约有 261 种海绵，分属于 114 个属，可即便如此，红海海绵对于科学界来说，依然充满了未知。尤其是约旦亚喀巴湾，这里被视为未被充分探索的神秘海域，虽然它拥有世界上最丰富的珊瑚群落之一，可关于这片海域里海绵的种类、数量以及它们在生态系统中的具体作用等问题，都亟待科学家们去寻找答案。
另外，想要搞清楚海绵的 “身份”，也不是一件容易的事。过去，科学家主要通过观察海绵的外部形态和骨针（海绵特有的内部支撑结构）来辨别它们的种类。但海绵的骨针形态变化多端，有的简单得让人难以捉摸，有的复杂得如同神秘的迷宫，甚至有些海绵的骨针几乎难以察觉。所以，仅仅依靠传统的形态学方法，很难准确地确定海绵的种类，这也在一定程度上限制了我们对海绵多样性的认识。
为了揭开红海海绵的神秘面纱，来自约旦大学海洋生物学系等多个单位的研究人员齐心协力，在《Heliyon》期刊上发表了一篇名为Identification and phylogenetic analysis of marine sponges in the Jordanian Gulf of Aqaba using DNA barcoding的论文。他们就像一群勇敢的探险家，深入神秘的海洋世界，运用先进的科学技术，对约旦亚喀巴湾的海绵进行了一次全面的 “探秘之旅”，最终收获了许多令人惊喜的成果。他们不仅发现了一些从未被记录过的海绵种类，还通过研究揭示了这些海绵之间的亲缘关系，为我们理解红海海绵的多样性提供了宝贵的线索。这一研究成果意义重大，它就像是一把钥匙，为我们打开了深入了解红海海绵生态系统的大门，也为后续保护和管理这片珍贵的海洋资源提供了重要的科学依据。
在这次奇妙的 “探秘之旅” 中，研究人员巧妙地运用了多种先进的技术方法，就像手握各种神奇的 “魔法工具” 一样。首先是样本采集技术，研究人员身背专业的潜水装备，如同勇敢的潜水侠，潜入约旦亚喀巴湾的浅海区域。他们小心翼翼地在 5 个不同的近岸珊瑚礁区域，从 6.6 - 22 米深的海底，采集了 9 个形态各异的海绵样本。这些样本就像是来自海底的神秘宝藏，每一个都承载着独特的信息。接着是形态鉴定技术，研究人员在实验室里，借助显微镜这个 “神奇的放大镜”，仔细观察海绵的外部形态和骨针结构，试图从这些细微的特征中找到辨别海绵种类的线索。最后是分子生物学技术，研究人员从海绵样本中提取出珍贵的 DNA，然后利用 PCR 技术（聚合酶链式反应，一种用于放大扩增特定的 DNA 片段的分子生物学技术）对 18S rRNA 和 28S rRNA 基因进行扩增，再通过测序技术测定基因序列，与数据库中的数据进行比对，从而确定海绵的种类，并构建系统发育树，来探究这些海绵之间的亲缘关系。
研究人员带着满满的期待，开始对采集到的海绵样本进行全面的分析，他们的发现一个接着一个，就像打开了一个又一个装满惊喜的 “宝藏盒子”。
海绵的 “外貌特征大揭秘”
研究人员首先仔细观察了海绵的外貌和骨针形态。从外观上看，SP1 如同一个敦实的 “小胖子”，是块状生长的；SP2 则像是一棵挺立的小树，直立且分支众多；SP3 既有杯子形状，又有细细的圆柱形分支；SP4 像是多个块状海绵拼凑在一起；SP5 有着杯子和桶状的外形；SP6 是厚实、直立且分支的模样；SP7 有着粗壮、直立又圆润的分支；SP8 则像一层厚厚的 “毯子”，紧紧地包裹在物体表面；SP9 呈现出扇形的独特形状。
在观察骨针形态时，研究人员发现，不同海绵的骨针形状和大小千差万别。根据骨针的特征，他们判断 SP1、SP4 和 SP9 属于同一属 ——Axinella，因为它们都只有一种名为 “style” 的骨针。SP2 的骨针包含 oxea、strongyle 和 sanidaster，与 Negombata magnifica 的描述相符。SP3 的骨针种类繁多，有 spheroxyasters、acanthoxea、styles 和 tripod；SP5 的骨针是 oxea 和 strongyle，属于 Siphonochalina 属；SP6 的 oxea 骨针表明它属于 Diacarnus 属。不过，SP3 和 SP8 的骨针特征比较特殊，仅通过形态学特征很难确定它们所属的属。
分子技术助力海绵 “身份鉴定”
光靠外形和骨针还不能完全确定海绵的身份，于是研究人员借助了强大的分子技术。他们成功获取了 9 个样本的 18S 和 28S rRNA 基因序列，并通过 NCBI BLASTN 工具在基因数据库中进行比对。结果发现，这些海绵样本分属于 Axinella、Negombata、Siphonochalina、Diacarnus 以及 Haplosclerida 目下一个未被识别的属。其中，Axinella 属最为常见，在 5 个采样点中有 4 个都发现了它的踪迹。只有 SP2 样本能够准确鉴定到物种水平，其他样本由于基因序列相似，只能确定到属。比如 SP8，根据 28S rRNA 序列，它与 Haliclona oculata 和 Callyspongia sp. 1 相似度最高，但匹配度只有 86% 左右，不太可能属于这两个属；而根据 18S rRNA 序列，它与 Cladocroce sp. 0CDN9562 - C 和 Calyx sp. NIWAKD1132 相似度约为 98.29%，综合考虑，研究人员将其归为 Haplosclerida 目下的一个未确定属。此外，像 SP3、SP5 等样本的 28S rRNA 基因序列与数据库中的匹配度也较低，这可能是因为数据库中相关信息还不够完善。
探寻海绵间的 “亲缘关系图谱”
为了弄清楚这些海绵之间的 “亲戚关系”，研究人员构建了基于 18S rRNA 和 28S rRNA 基因的系统发育树。这就好比为海绵们绘制了一张独特的 “家族族谱”，从这张 “族谱” 上可以清晰地看出，这些海绵至少来自 5 个不同的属，分别是 Axinella、Negombata、Siphonochalina、Diacarnus 和 Haplosclerida 目下那个未确定的属。这一结果与前面通过形态学和分子鉴定的结果相互印证，进一步确认了这些海绵的分类地位。
综合这次研究的结果和讨论部分来看，这一研究成果就像是为红海海绵研究领域点亮了一盏明灯。它不仅首次对约旦亚喀巴湾的海绵进行了全面的形态学和分子生物学鉴定，还让我们对这片海域的海绵多样性有了更清晰的认识。研究人员发现，仅依靠传统的形态学方法来鉴定海绵种类存在很大的局限性，而 DNA 条形码技术虽然强大，但也受到数据库信息不完善的制约。因此，将形态学特征和分子鉴定相结合，同时运用系统发育分析的方法，才能更准确地确定海绵的种类，深入了解它们之间的亲缘关系，进而为研究海绵的进化和生态功能提供有力的支持。
此外，这次研究还发现了一些在红海地区特有的海绵属，比如 Axinella、Negombata 等，这对于研究红海生物的分布和演化具有重要的意义。不过，目前我们对红海海绵的了解还只是冰山一角，未来还需要更多的研究来深入探索。比如进一步完善基因数据库，增加更多的分子标记进行分析，对海绵的骨针形态进行更细致的研究等。只有这样，我们才能更全面、更深入地了解红海海绵的多样性，更好地保护这片珍贵的海洋生态系统。相信在科学家们的不断努力下，红海海绵的神秘面纱将会被逐渐揭开，我们也将看到一个更加丰富多彩的海洋世界。
