显微镜揭示胶质滤食者肠道微生物猎物的多样性及其生态意义

《Marine Biology》：Diverse microbial prey in the guts of gelatinous grazers revealed by microscopy

　　

在浩瀚的海洋中，一群特殊的"黏液网猎手"——包括樽海鞘(Doliolids)、火体虫(Pyrosomes)和翼足类(Pteropods)等胶质浮游生物，正悄然扮演着海洋食物网的关键角色。这些看似脆弱的生物通过精细的黏液过滤网，每天可以过滤相当于自身体积数千倍的海水，将微小的浮游生物转化为自身能量。然而，由于技术限制和样本易损性，科学界对这些神秘滤食者的摄食生态认知仍存在巨大空白。它们究竟偏好哪些猎物？不同物种的摄食策略有何差异？这些问题的答案直接影响我们对海洋碳循环和生态系统功能的认知。

为解开这些谜题，俄勒冈海洋生物研究所联合波特兰州立大学的研究团队开展了一项开创性研究。研究人员创新性地采用环境扫描电镜(ESEM)技术，对北加利福尼亚海流区采集的5种胶质滤食者(Dolioletta gegenbauri、Limacina helicina等)肠道内容物进行高分辨率成像分析。通过建立标准化的样本处理流程，团队克服了胶质生物易损的技术难题，在冬季和夏季两个航次中系统比较了不同物种的摄食特征。研究不仅首次揭示了Pegea socia的食性特征，更将Thetys vagina的已知摄食范围扩展到0.7-130μm，相关成果发表在《Marine Biology》上。

关键技术方法包括：1)使用MOCNESS系统(多联网开闭系统)在0-100米深度采集样本；2)建立标准化样本处理流程(去盐、冷冻保存等)；3)环境扫描电镜(ESEM)成像分析；4)ImageJ软件进行图像处理和尺寸测量；5)基于vegan包的多样性指数计算。研究特别关注了2022年冬季和夏季两个航次中采集的样本，确保数据涵盖不同季节特征。

研究结果部分：
"Prey taxonomy"显示所有胶质滤食者肠道均含有甲藻、硅藻和颗石藻等猎物。Thetys vagina展现出最丰富的猎物多样性(43种)，包括罕见的桡足类残体。通过"Prey size"分析发现，体型最大的Thetys vagina摄食范围最广(0.7-130μm)，而小型滤食者(D. gegenbauri等)主要捕食1-3μm的猎物。与周围海水样本的比较表明，D. gegenbauri肠道中1.1-3μm的未鉴定鞭毛虫/细菌比环境水样高出78%，暗示其存在主动选择机制。

在"Discussion"部分，作者指出这是首次系统描述北加利福尼亚海流区多种胶质滤食者的显微食性特征。研究不仅证实了胶质滤食者能有效捕食亚微米级猎物，还发现约15%的硅藻细胞保持完整状态，暗示这些"过境"微生物可能通过粪便颗粒重新进入生态循环。特别值得注意的是，不同滤食者的猎物大小分布与其黏液网特性高度吻合——如翼足类Limacina helicina主要捕食<1μm猎物，这与它们依靠黏液网沉淀的独特摄食策略相符。

这项研究的重要意义在于：1)建立了胶质滤食者食性研究的标准化显微技术流程；2)揭示了不同滤食功能群的生态位分化；3)为海洋碳泵模型提供了关键参数。正如作者强调的，这些看似柔弱的"黏液工程师"实际上是海洋微生物世界的高效调控者，它们通过选择性摄食影响着从病毒到桡足类的多级食物网，并将表层生产力快速输送到深海。未来研究需要结合分子技术，进一步揭示那些"未鉴定微小颗粒"的真实身份及其在海洋元素循环中的作用。