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为探究地中海亚得里亚海中部生物建造体相关底栖群落特征,研究发现 MAB、MCB 和 MOB 的底栖群落有差异,明确其生态意义。
在神秘的海洋世界里,海洋生物建造体如同隐藏在深海中的宝藏,对海洋生态系统有着举足轻重的作用。在热带海域,珊瑚礁是最具代表性的海洋生物建造体;而在温带的地中海,珊瑚藻构建的珊瑚礁(coralligenous)则是广为人知的生物成因结构。这些结构在昏暗的光线条件下生长,为众多海洋生物提供了栖息、繁殖和觅食的场所,就像海底的 “大都市”,吸引着各种各样的生物前来 “定居”。
然而,随着对海洋中层区(mesophotic zone)探索的不断深入,科学家们在意大利东南部沿海发现了令人惊讶的新情况:这里存在着由无脊椎动物,主要是石珊瑚(scleractinians)和双壳类动物建造的生物构造。这些构造与传统认知中的珊瑚礁不同,它们不能被简单归类为 coralligenous,这一发现让人们意识到海洋中层区生态系统的物种多样性远超想象,也凸显出标准化术语描述海洋底栖栖息地的重要性。
为了深入了解这些生物建造体及其相关底栖群落的特征,来自意大利多所研究机构(包括 University of Bari Aldo Moro、Stazione Zoologica Anton Dohrn、National Research Council - Institute for the Study of Anthropic Impact and Sustainability in the Marine Environment 等)的研究人员展开了一项重要研究。该研究成果发表在《Biodiversity and Conservation》上,为我们揭示了海洋中层区生物建造体的诸多奥秘。
研究人员采用了多种关键技术方法来开展研究。在样本采集方面,技术潜水员在意大利普利亚海岸的 6 个不同站点,从水平表面采集了钙质藻类和动物生物建造体样本,这些样本分别来自较浅(-25 - 35 米)和较深(-45 - 65 米)的区域。在样本处理与分析阶段,样本被带回实验室进行宏观分类,然后进一步细分为六个目标分类群(大型藻类、海绵动物、刺胞动物、软体动物、多毛类动物和苔藓虫),并储存在 70% 的乙醇溶液中。研究人员运用特定的分类学方法,尽可能将采集到的标本鉴定到最低分类水平。在数据分析环节,研究人员创建了一个存在 - 缺失数据矩阵,综合已发表数据和新数据进行全面分析。通过计算 α - 多样性、β - 多样性,运用非度量多维缩放(nMDS)和聚类分析等方法,评估不同生物建造体相关底栖群落的差异与相似性。
研究结果令人瞩目:
底栖群落多样性和结构 :研究共记录了 511 个底栖分类单元,其中 467 个(91%)鉴定到物种水平。海绵动物的物种丰富度最高,其次是多毛类环节动物、苔藓虫和软体动物。尽管不同生物建造体的物种丰富度没有显著差异,但非度量多维缩放(nMDS)和聚类分析结果表明,藻类生物建造体(MAB)与无脊椎动物主导的生物建造体(MCB 和 MOB)的底栖群落存在明显差异。MAB 在大型藻类、海绵动物、环节动物和软体动物中拥有最多的特有分类单元,而 MOB 在苔藓虫和刺胞动物中特有分类单元最多。β - 多样性分析显示,物种周转主要沿南北地理梯度变化,较远站点之间的 β - 多样性值较高,较近站点之间的值较低,但也存在一些特殊情况。
底栖组合的组成 :研究共记录了 29 种非结构性大型藻类,绿色和棕色藻类仅在藻类生物建造体中发现,红色藻类则主要与无脊椎动物生物建造体相关。海绵动物在不同生物建造体中均有较高物种丰富度,但部分海绵种类具有生物建造体特异性。刺胞动物在牡蛎生物建造体中物种丰富度最高,且部分种类为无脊椎动物生物建造体特有。软体动物在藻类生物建造体中物种数量较多,双壳类和腹足类在不同生物建造体中的分布存在差异,且各生物建造体均有特有软体动物种类。多毛类环节动物在不同生物建造体中的分布和组成也有所不同,MOB 中以龙介科(Serpulidae)的特有物种为主。苔藓虫在不同生物建造体和站点中的分布差异明显,在无脊椎动物生物建造体中,附着型苔藓虫的物种丰富度几乎是直立型的两倍,而在藻类生物建造体中则相反。此外,研究还发现了一些具有重要保护意义的物种,如地中海特有且受保护的刺胞动物 Cladocora caespitosa 和红珊瑚 Corallium rubrum,以及双壳类 Lithophaga lithophaga 和海绵 Spongia officinalis 等。
研究结论与讨论部分进一步强调了研究的重要意义:研究表明,尽管不同生物建造体具有一些共同特征,但它们在主要建造者和相关底栖群落方面存在显著差异,这些差异受到地理位置、水文模式和光照强度变化的影响。藻类和无脊椎动物主导的生物建造体都形成了高度异质的栖息地,支持着独特的动物群落。无脊椎动物生物建造体由初级栖息地形成者和次级建造者共同构建,促进了高度多样化的相关群落的形成。海洋中层区生物建造体是重要的生物多样性热点,许多物种具有保护意义。普利亚海岸由于其高 α - 和 β - 多样性以及明显的斑块性,在保护这些生态系统中具有重要价值。然而,目前对海洋中层区生物建造体的群落动态和生态过程的了解仍然有限,未来需要更深入的研究来揭示它们与地中海珊瑚礁群落的功能关系和连通性,这将有助于提升对海洋中层区生态系统的整体理解,以及它们对底栖群落恢复力的潜在贡献。
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