日前，國際生態(tài)學(xué)權(quán)威期刊《分子生態(tài)學(xué)》(Molecular Ecology，Top8%）在線刊發(fā)了中國科學(xué)院海洋研究所唐贏中研究員（第一/通訊作者）課題組在渤海褐潮原因種的歷史溯源和生物地理學(xué)研究方面的最新成果。研究聚焦自2009年以來對我國渤海海域貝類養(yǎng)殖業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)造成巨大損失的褐潮，首次證實了褐潮原因種抑食金球藻在其生活史中存在休眠體階段且可在海洋沉積物中長期存活，并發(fā)現(xiàn)該藻不僅在渤海海域至少已經(jīng)有1500年的存在歷史，而且其分布范圍覆蓋南起南沙群島、北至北戴河、丹東的中國四大海域自近岸養(yǎng)殖區(qū)到3450米水深外海的廣泛海域，從而否證了褐潮可能是“外來種入侵引起”的假說，對深入研究褐潮成因和其一般生態(tài)學(xué)過程具有重要意義。
褐潮是有害藻華，因爆發(fā)時水體呈褐色而得名。目前全世界的褐潮主要由2到3種微藻引起，其中爆發(fā)最經(jīng)常、規(guī)模最大、最令人關(guān)注的是海金藻綱的一種微微型浮游植物——抑食金球藻（Aureococcus anophagefferens）。該藻引起的褐潮1985年首次在美國東海岸報道，1997年在大西洋另一側(cè)的南非沿海也首次記錄到褐潮爆發(fā)。褐潮爆發(fā)期間其細(xì)胞密度可高達(dá)每升10億個細(xì)胞，雖然現(xiàn)在還沒有證實該藻產(chǎn)毒，但美國東海岸和我國渤海的褐潮都可致養(yǎng)殖貝類大量死亡從而業(yè)造成嚴(yán)重經(jīng)濟損失，在全世界引起巨大關(guān)注。我國是繼美國、南非之后第三個爆發(fā)褐潮的國家，2009年以來秦皇島海域的多起褐潮給當(dāng)?shù)厮a(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)造成了巨大經(jīng)濟損失，也對生態(tài)系統(tǒng)造成了重大破壞性影響。作為我國一種新型的有害藻華物種，抑食金球藻是通過休眠體入侵的外來物種，還是本土物種在環(huán)境條件變化的刺激下才爆發(fā)藻華，是一個具有重要生態(tài)學(xué)和實際意義的問題。
科研人員通過對實驗室4 暗箱保存1年以上的沉積物樣品進(jìn)行萌發(fā)實驗，結(jié)合單克隆抗體(FITC-MAb)和PCR對萌發(fā)細(xì)胞鑒定，并對沉積物樣品進(jìn)行RT-PCR檢測，證實沉積物樣品中存在抑食金球藻的休眠體。對采集自我國四大海域的201個表層沉積物和1個柱狀沉積物樣品進(jìn)行PCR檢測和測序驗證，證明抑食金球藻在我國具有廣泛的地理分布：南起南沙群島（北緯10.012 ），北至北戴河（北緯39.623 ）、丹東（39.794 ），南北覆蓋3000公里（緯度近30 ），東西跨越經(jīng)度約15.7 ，水域涵蓋近海至3450米的開闊外海（南海），至少在渤海存在的歷史可回溯至1500年前。該結(jié)果將抑食金球藻在北半球的分布記錄至少南延了1700公里，從而明確地否證了渤海褐潮由外來種入侵引起的假說。
通過發(fā)掘新近發(fā)表于《Science》（de Vargas et al. 2015, 348: 1261605）關(guān)于海洋浮游生物多樣性論文的補充材料及生物系統(tǒng)學(xué)分析，研究證實抑食金球藻是一種全球各大洋廣泛分布的廣布種，產(chǎn)生休眠體可能是造成該種全球分布和褐潮年際復(fù)發(fā)的重要原因。本研究獲得的結(jié)果不僅提供了關(guān)于我國褐潮原因種抑食金球藻的“種源”和其全球地理分布格局的決定性認(rèn)識，也為進(jìn)一步研究褐潮爆發(fā)成因提供了至關(guān)重要的科學(xué)問題導(dǎo)向，即褐潮爆發(fā)原因必須從本地環(huán)境條件的變遷中探索。
本項研究得到了國家基金委-山東省聯(lián)合基金項目（U1606404）、青島海洋科學(xué)與技術(shù)國家實驗室鰲山科技創(chuàng)新計劃項目（2016ASKJ02）和國家自然科學(xué)基金等項目的支持。
抑食金球藻的全球分布圖
原文鏈接：
Ying Zhong Tang*, Zhaopeng Ma, Zhangxi Hu, Yunyan Deng, Aoao Yang, Siheng Lin, Liang Yi, Zhaoyang Chai, Christopher J. Gobler. 2019. 1500-years presence of Aureococcus anophagefferens reveals indigenous origin of brown tides in China. Molecular Ecology. DOI: 10.1111/mec.15196. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mec.15196
