《Polar Biology》:The Scaly Notothen Trematomus loennbergii a new host, and the Ross Sea, Antarctica, a new locality for dermal X?cell parasites Notoxcellia spp.
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为探究南极鱼类病原体情况,研究人员开展了对南极鱼类 X - 细胞寄生虫的研究。他们发现鳞片南极鱼(Trematomus loennbergii)是 Notoxcellia 属寄生虫新宿主,该寄生虫可能呈环极分布。这强调了监测南极鱼类健康的重要性。
在南极的海洋世界里,鱼类扮演着极为重要的角色,它们是南极生态系统的关键一环,不仅参与碳循环,还是众多高营养级动物的主要食物来源 。然而,长期以来,影响南极鱼类的病原体却如同神秘的面纱,大多不为人知。过去,对南极鱼类寄生虫的认知主要局限于大型寄生虫,像水蛭和体内寄生蠕虫等,对于病毒和单细胞寄生虫的了解少之又少。直到近年来,随着研究的深入,一些新的病毒和单细胞寄生虫逐渐浮出水面,引起了科学界的关注,其中单细胞寄生虫 X - 细胞(X-cells)所属的 Xcellidae 科更是成为研究热点。
此前,在南极半岛西部的一个峡湾中,一场前所未有的鱼类疾病爆发,让新属 X - 细胞寄生虫 Notoxcellia 进入人们的视野 。随后,在罗斯海,另一种 X - 细胞属 Cryoxcellia 也被发现感染了裸南极鱼(Trematomus borchgrevinki) 。这些发现表明,南极鱼类的病原体研究还存在大量空白,亟待填补。
为了深入了解南极鱼类病原体的情况,来自美国俄勒冈大学(University of Oregon)、阿拉巴马大学伯明翰分校(University of Alabama at Birmingham)等研究机构的研究人员开展了相关研究。研究发现,鳞片南极鱼(Trematomus loennbergii)成为了 Notoxcellia 属寄生虫的新宿主,并且在罗斯海发现了该寄生虫的踪迹,这意味着 Notoxcellia 属寄生虫可能具有广泛甚至环极的分布范围 。这一研究成果发表在《Polar Biology》上,为南极鱼类健康研究提供了重要线索。
研究人员在此次研究中主要运用了以下关键技术方法:首先是样本采集与分析,从南极牙鱼(Dissostichus mawsoni)胃中获取鳞片南极鱼样本,对其进行冷冻、固定、测量等处理,还对样本的皮肤肿瘤和性腺进行组织学分析 ;其次是基因分析,提取样本肌肉和皮肤肿瘤的 DNA,通过 PCR 扩增 X - 细胞的 rDNA 区域以及鱼类的线粒体细胞色素 c 氧化酶 I(mt - co1)基因,进行 Sanger 测序和 BLAST 搜索,构建系统发育树 。
研究结果如下:
- 样本特征:感染寄生虫的鳞片南极鱼样本体长 19.5cm(标准长度),22.5cm(总长度),体重 74.76g,经 mt - co1 线粒体标记物扩增和形态特征确认其为鳞片南极鱼,且为雄性 。
- 寄生虫检测:通过 PCR 扩增 X - 细胞的 18S rDNA,证实皮肤病变部位存在 Notoxcellia 属寄生虫的 DNA 。
- 基因分析:研究人员成功扩展了 rDNA 区域序列,系统发育重建显示感染鳞片南极鱼的 Notoxcellia 寄生虫在基因上与之前发现的 Notoxcellia coronata 和 Notoxcellia picta 是不同分支 。虽然样本处理方式无法观察寄生虫形态,不能确定是否为新物种,但组织学分析表明该寄生虫在鱼的真皮层增殖,与之前发现的 Notoxcellia 属寄生虫情况类似 。
研究结论和讨论部分指出,此次发现意义重大。一方面,Notoxcellia 属寄生虫可能的广泛分布,意味着南极鱼类健康面临的潜在威胁范围更广。目前,仅在少数南极鱼类中发现了 X - 细胞寄生虫,且此次发现的寄生虫在样本中的感染率较低,但不排除还有其他 Notoxcellia 物种或亚种感染其他南极鱼类的可能 。另一方面,由于南极鱼类在生态系统中的重要地位,其健康状况直接关系到整个南极生态系统的稳定。因此,积极、定期地监测南极鱼类健康刻不容缓,就像对南极鸟类和海洋哺乳动物的监测一样。此外,研究还引发了对南极牙鱼是否会因捕食感染寄生虫的鳞片南极鱼而被感染的担忧,尽管目前尚未有相关病例报告,但随着对鱼类疾病关注度的提高以及南极环境的变化,未来可能会有更多鱼类被发现感染 X - 细胞寄生虫。这一系列研究成果为进一步了解南极鱼类病原体、保护南极生态系统提供了重要依据,也为后续相关研究指明了方向。