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▲上图:遥控无人潜水器(ROV)“苏巴斯蒂安号”正从“法尔科号”科学考察船上缓缓降下,准备切入热带南大西洋的深邃海域。(摄影:Alex Ingle, 施密特海洋研究所)
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出品 | 海潮天下
在海洋生物学领域,新物种的发现通常是一项漫长工作。从海上采集样本,到实验室分析,再到完成分类学鉴定、正式发表,往往得历经数年时间。但今年6月刚刚公布的一次南大西洋科考成果,却将这一过程大幅压缩。
由施密特海洋研究所“福尔科号”(Falkor too)科考船搭载的国际研究团队,在巴西近海热带南大西洋开展了为期两周的调查。航次结束时,研究人员确认发现31个此前未被记录的海洋物种,其中包括9种水母、7种管水母、7种栉水母、4种尾海鞘、2种大型放射虫类生物,以及若干甲壳动物和环节动物。
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▲上图:这是本次科考发现的一个新物种,属于浮蚕属(Tomopteris)。科研团队在这次任务中成功测试了全新的无创成像技术,让科学家们能够不触碰、不伤害它们,就在天然栖息地中完整研究这些神奇生物的精细结构。(摄影:遥控无人潜水器SuBastian/施密特海洋研究所)
这些新物种全部来自海洋中层(midwater)。
对于公众来说,海洋探索往往与海底联系在一起。过去几十年,大量深海调查集中于海底热液喷口、海沟以及冷泉生态系统。但从空间尺度来看,位于表层海水与海底之间的中层海域,才是海洋中最大的连续生境。这里既不属于阳光充足的表层,也不是海底环境,而是一个厚度可达数千米的巨大水体空间。
恰恰是这样一个占据海洋主体体积的生态系统,人类至今仍缺乏系统认识。
原因首先来自技术限制。与海底不同,中层生物没有固定附着点,它们分散在三维空间中持续运动。科研船即使抵达目标海域,也很难确定生物具体分布位置。许多动物身体透明,长度只有几厘米甚至几毫米,在黑暗环境中几乎无法直接观测。
第二个是样本采集。传统海洋生物调查大量依赖拖网。对于鱼类或甲壳动物,这种方法较为有效;但中层海域最具代表性的生物往往是胶质动物,例如水母、管水母和栉水母。它们身体含水量极高,结构脆弱,经过拖网收集后经常发生破碎变形。分类学研究最依赖的形态特征,反而可能在采样过程中被破坏。
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▲上图:这只水母由遥控无人潜水器“苏巴斯蒂安号”在1157米的深海中采集,随后在“法尔科号”科考船上,科学家利用多视角微距相机系统的原型机为其拍摄了这张极为精致的照片。(摄影:Emily Clark/蒙特雷湾水族馆研究所)
此次航次采用的技术路线,很大程度上是为了绕开这一问题。研究团队将多套成像设备安装在遥控潜水器SuBastian上。其中,DeepPIV(粒子图像测速仪)和EyeRIS(远程成像系统)系统利用激光扫描获取生物三维结构信息,能够在不接触目标的情况下完成观测。另一套阴影成像设备则负责记录更细微的组织结构。所以现在研究人员不必将动物带回甲板,也能获得过去只能依赖实体标本才能获取的数据。
这种变化带来的除了图像质量提升,观察对象也发生了变化。
过去许多脆弱生物因为无法完整采集,长期缺席于分类学研究。如今研究人员能够直接在原位环境中记录其外形、运动方式和行为特征。一种新发现的浮蚕属(Tomopteris)多毛纲(环节动物门)浮游生物动物就是例子。它的游动速度明显快于研究人员依据体型所作出的预期,而这种行为信息很难通过传统标本获得。
在此次航次期间,科学家还记录到大量中层生物的捕食活动,包括玻璃鱿鱼和远洋章鱼等较少被直接观察到的物种。
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▲上图:巴西学者Silvina Botta博士操作ROV SuBastian提取海水样本进行稳定同位素分析,借此追踪海洋中的碳循环。(摄影:Alex Ingle/施密特海洋研究所)
在获取影像资料的同时,科研团队还在船上开展基因组测序工作。过去,新物种鉴定往往需要将样本带回实验室,再与全球馆藏标本逐一比较。如今,高分辨率影像与分子数据可以同步获得,分类学家能够在航次期间完成初步判断。
这种模式并不意味着传统分类学被取代。事实上,新物种最终仍需要严格的分类描述和同行评议程序。但数字成像与基因分析的结合,正在显著提高筛选效率,使研究人员能够迅速区分哪些样本属于已知物种、哪些可能代表新的分类单元。
此次航次中,研究团队还测试了几种原本很少用于海上调查的设备。例如由斯坦福大学开发的“重力机器”,可以模拟微生物在水体中的自然漂浮状态;另一台名为Squid的开源共聚焦显微镜,则首次在海上实现了活体深海生物内部细胞结构的三维成像。
研究人员利用该设备观察了一种大型单细胞原生生物。虽然这类生物肉眼可见,但其内部结构长期缺乏直接观测资料。新的成像结果显示,细胞结构与玻璃状骨架之间存在复杂的空间关系,为后续研究提供了基础数据。
从此次发现的物种构成也能看出当前海洋生物研究的一个特点。31个新物种中,大多数并非大型动物,而是胶质浮游生物和单细胞真核生物。这些类群广泛参与海洋食物网和碳循环过程,却长期处于研究盲区。
近年来,随着深海遥控潜水器、高通量测序和数字成像技术的发展,科学家开始逐步填补这一空白。与过去依赖少量实体标本的研究方式相比,新的调查体系更强调原位观测、数字化记录和实时共享。
【参考资料】
https://www.bigelow.org/news/articles/2026-06-08.html
https://schmidtocean.org/cruises/schmidt-ocean-institute-2026-expeditions/
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信息源 | Bigelow,
文 | 朱潇潇
指导老师 | Linda
排版 | 卢晓雨
时间 | 2026年6月
欢迎投稿 | editor@oceanbiodiversity.cn
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