渔业科技前沿

基因组学揭示巨藻如何连接南大洋各海岸

巨藻的DNA使科学家们能够了解南大洋沿岸各地是如何相互联系的。新西兰奥塔哥大学领导的一项研究对几十年来在南极洲、新西兰和澳大利亚被冲上岸的巨藻进行了基因组分析。Marsden基金资助的这项研究结果发表在《现代生物学》（Current Biology）杂志上。研究发现，在新西兰东南部海滩发现的巨藻来自南乔治亚岛和马里恩岛，而在塔斯马尼亚发现的巨藻来自克尔格伦群岛。

该研究的主要作者，海洋科学系副教授CERIDWEN FRASER表示，这项研究强调了基因组工具在追踪物种活动轨迹上的作用。发现东太平洋和西太平洋之间的生物联系以及这些事件的频率是令人兴奋的，成千上万的巨型漂浮藻在南太平洋漂流，连接着各地海岸。这项研究建立在2018年发表的对南极发现的2片巨藻的研究基础上。在分析自那时起在南极洲发现的另外25个碎片的基因组时，该小组决定对过去几十年在新西兰和澳大利亚发现的其他碎片进行研究。

模拟海洋学模型还揭示了一个“惊人的发现”，即从南乔治亚岛释放的碎片有10%以上到达了新西兰南部，超过6%到达了塔斯马尼亚岛。FRASER表示，这能够构建一张巨型漂浮藻在南大洋周围频繁移动并连接陆地的图片。内容不仅仅是巨藻本身，还包括它携带的很多生物。巨型漂浮藻可长达12 m，由多种植物组合而成，可携带甲壳类、节肢动物、等足类、蟹类、软体动物、蠕虫和海星等。该研究的合作者，智利康塞普西翁大学的ERASMO MACAYA博士表示，这项研究很重要，因为它显示了漂浮物种如何能够跨越主要的海洋屏障。这些巨藻有时会到达南极洲，在那里他们目前还不是生态系统的一部分。研究首次发现，巨藻通常可以完全自然繁殖，雌雄个体都在漂浮。这表明，当条件合适时，他们有很高的潜力完成生命周期，并在新领地上定居。这种潜在的殖民行为是好是坏是一个角度问题。许多生物正试图将他们的分布向南迁移，因为北方变得太热了。巨藻和它的“乘客”可以很好地分散，到达遥远的地区，当环境变暖时，有利于让他们开拓新领地。这是科学家们不得不面对的一个有趣的挑战，也许保护的理念不再是维持现状，而是着眼于管理变化，以达到生物多样性和生态系统产出最大化的结果。

基因组学的不断发展为物种管理提供了一个有用的工具。从入侵物种的角度来看，现有的工具可以从新入侵的物种中提取DNA，确定它来自哪里并找出它是如何到达那里的。这让人们有能力去改变管理策略。在新西兰皇家学会（Marsden基金）的资助下，研究人员正在研究巨藻和它的“乘客”是否有一天能够在南极洲定居和生长。

杨林林译自Netherland：Kelp connecting Southern Ocean coasts，genomics reveals，Science Daily，2022-06-08

气候变化影响高碳生态系统

红树林对地球的健康起着至关重要的作用。树木和灌木吸收了大量的温室气体，帮助保护社区免受海平面上升的影响，并充当幼鱼的育幼场。这些沿海森林是世界上第二大富含碳的生态系统，仅1 hm2就能储存超过1 000 t的碳。他们从空气中捕获化学元素，并将其储存在树叶、树枝、树干和根中。

尽管人们努力保护环境防止这些重要生态系统的损失，但他们仍然处于危险之中。朴茨茅斯大学在研究组织Wallacea的协助下进行了一项新的研究，揭示了储存在大型木质碎片中的来自大气中二氧化碳的碳是如何被生物处理的。研究结果表明，气候变化会显著影响这个“蓝碳”系统。朴茨茅斯大学的科学家们分析了印度尼西亚瓦卡托比国家公园的4个红树林中的大型木质碎片（large woody debris，LWD），这些红树林位于不同的潮间带。每个调查区域有8个剖面（横断面），每个剖面都揭示了各自处理碳的方式。在靠近陆地的生态系统上游，研究小组发现，通常在热带雨林中发现的生物正在分解倒下的木材。其中，包括真菌、甲虫幼虫和白蚁。在更靠近海洋的地方，LWD被一种带有碳酸钙外壳的蠕虫状蛤蜊（即船蛆）更快地降解。

气候变化的两个后果会影响红树林中精细的固定碳降解过程。第一个是海平面上升，因为碳循环是由潮汐驱动的。第二个是大气中二氧化碳含量的上升导致海洋酸度的增加，它会溶解下游降解木材的海洋生物的外壳。这项研究的主要作者，朴茨茅斯大学生物科学学院的IAN HENDY博士表示，这些数据强调了降解木材生物和倒下的红树林之间的微妙平衡。红树林对减缓气候变化至关重要，森林中倒下树木降解的变化会改变地球上的碳循环，这可能会对红树林的碳存储产生影响。研究小组现在的目标是利用这项研究的发现来指导全球红树林的大规模恢复。

杨林林译自UK：How climate change can significantly impact one of the world’s most important carbon-rich ecosystems，Science Daily，2022-06-23

气候变化导致人体必需的脂肪酸产量急剧下降

全球气候变化的威胁包括海冰减少、海平面上升加速、热浪持续时间变长且强度变大。最近，对全球海洋浮游生物脂质的调查首次发现，必需的Ω-3脂肪酸的生产减少与温度相关。Ω-3脂肪酸是脂质分子的一个重要子集。这项调查的一个重要意义是，随着全球变暖的持续，食物网底部的浮游生物生产的Ω-3脂肪酸将越来越少，这意味着鱼类和人类可获得的Ω-3脂肪酸也越来越少。Ω-3脂肪酸是人体不能自行产生的一种必需脂肪酸，被广泛认为是一种“有益”脂肪酸，它将食用海产品与心脏健康联系起来。

根据伍兹霍尔海洋研究所（Woods Hole Oceanographic Institution，WHOI）发表的一篇新论文，该调查使用统一的高分辨率精确质谱分析工作流程，分析了全球海洋中的930个脂质样本，揭示了迄今为止未知的海洋浮游生物脂质组的特征。这是一个成百上千种脂质物种的集合。通过对10种不同分子的甘油脂类进行研究，研究人员鉴定出1 151种不同的脂类，发现脂肪酸不饱和度（即碳碳双键的数量）从根本上受温度的限制。研究预测，必需脂肪酸二十碳五烯酸（EPA）在下个世纪将大幅减少，这可能会对重要经济渔业产生严重有害影响。该研究结果发表在《科学》（Science）杂志上，题为《全球海洋脂质组学显示温度和脂质不饱和之间的普遍关系》。

EPA是最有营养的Ω-3脂肪酸之一，对健康有诸多益处，并广泛作为膳食补充剂。该研究的参与者，WHOI海洋化学和地球化学系高级研究员BENJAMIN VAN MOOY表示，海洋中的脂质影响人类的生活。海洋中的脂类成分会随着海洋变暖而改变。这是一个令人担忧的事。人类需要海洋中的这些脂质，因为他们会影响海洋为人类生产的食物的质量。麻省理工学院和WHOI应用海洋学博士生HENRY C.HOLM表示，海洋中的所有生物都必须与水温作斗争。这项研究揭示了细胞对抗水温的一种重要的生化方式。研究人员使用了一种方法，对每个样本中的甘油脂有了非常全面的了解，进而得到了这些关于EPA的发现。海洋中所有生物细胞膜的饱和度都与温度有关。脂类是生物在生命各个领域产生并用于能量储存、膜结构和信号传递的一类生物分子。他们约占海洋表层浮游生物的10%～20%，而海洋表层浮游生物的脂质产量和储存量是最大的。几十年来，海洋学家一直使用脂类作为化学和生物过程的生物标志物，对他们的生物地球化学进行了大量研究。然而，直到最近，结合高分辨率质谱和下游分析工具才允许在类似于其他分子（如核酸和蛋白质）的尺度上对海洋脂类进行全面的非靶向评估。

在这项新的调查中，研究人员通过2013—2018年7个海洋调查航次收集的146个地点的浮游生物脂质样本建立了全球质谱数据集。研究人员指出，虽然浮游生物群落的脂质组成受到许多环境因素的影响，如营养可获得性，但此次研究报道了脂质和对其组成最基本的调控因素——温度之间的关系。研究人员检查了10类主要甘油脂类的饱和状态，发现在这些种类中，温度对脂肪酸种类的相对丰度有很大的影响。此外，在较低的温度下，含有更多不饱和脂肪酸的脂类物种会在最高温度下明显转变为完全饱和脂肪酸的物种。这种趋势在所有其他甘油脂类以及所有甘油脂类的总脂质中也很明显。尽管数据集涵盖了如此多样化的浮游生物群落，从营养枯竭的亚热带环流到高产的南极沿海大陆架，令人惊讶的是，温度和脂肪酸不饱和度之间的关系还是出现了。

研究人员还发现，EPA种类的丰度百分比与温度有很强的关系。为了确定在未来的变暖条件下，EPA水平的上限和下限可能发生怎样的变化，研究人员根据不同的气候情景绘制了世纪末海洋表面温度条件的地图。在SSP5-85气候情景下（该情景被认为是持续高温室气体排放的最坏情况），一些海洋地区，尤其是高纬度地区，EPA的含量会比现在急剧下降25%。VAN MOOY表示，这项研究“是人类活动如何以人类从未预料到的方式扰乱海洋，以及海洋将如何应对气候变暖的不确定性的又一个例子。”这项工作得到了美国国家科学基金会、Gordon和Betty Moore基金会海洋微生物计划和Simons基金会的资助。

杨林林译自USA：Climate change could lead to a dramatic temperature-linked decrease in essential omega-3 fatty acids，according to new study，Science Daily，2022-06-23

鱼类耳石揭示百万年前的海水温度

印度科学研究所（Researchers at the Indian Institute of Science，IISc）的研究人员确定了一种通过探测鱼类耳石来估算古代海水温度的方法。海洋覆盖了地球表面的四分之三，是许多不同生命形式的宿主。地球科学家一直试图重建海水温度随时间的变化，但做到这一点并不容易。

印度科学院地球科学中心（Associate Professor at the Centre for Earth Sciences，CEaS）副教授RAMANANDA CHAKRABARTI表示，在研究过去时，不可能有任何海水化石。他和博士生SURAJIT MONDAL与CEaS的PROSENJIT GHOSH教授合作，将目光转向了鱼类耳石。该研究成果发表在《化学地质学》（Chemical Geology）杂志上。IISc的一份新闻稿解释说，像珊瑚一样，耳石由碳酸钙组成，在鱼的一生中通过积累海水中的矿物质而生长。类似于树的年轮，这些耳石也保存着鱼的年龄、迁徙模式和栖息水域的信息。几年来，CHAKRABARTI教授和他的团队一直在追踪微小动物如珊瑚或有孔虫中发现的碳酸钙沉积。在目前的研究中，他们选择了耳石，因为科学家已经发现了可以追溯到侏罗纪时期（1.72亿年前）的耳石化石样本。

研究人员使用了从北美东海岸不同地理位置收集的6个现代耳石样本。他们用热电离质谱仪（TIMS）分析了这些耳石中不同钙同位素的比例。通过测量样本中钙同位素的比例，他们能够将其与收集鱼类水域的海水温度联系起来。CHAKRABARTI教授表示，研究证明钙同位素是有力的水温示踪剂。SURAJIT的努力使他们实验室成为该国唯一一个能够真正测量这些同位素变化的实验室。除了钙同位素，该团队还分析了其他元素的浓度，如锶、镁和钡，以及他们在同一样品中的比例，并将数据整理在一起，以梳理出一个与实际值相比，误差在正负1度范围内的更准确的海水温度值。

生活在海洋中的生物对温度极其敏感。温度上升2℃可能会导致一些物种的灭绝。此外，由于大气和海洋是“对话关系”，大气中大量的二氧化碳最终会溶解到海洋中，而这也与海水温度有关。温度越低，吸收的二氧化碳越多。CHAKRABARTI教授表示，由于发现钙同位素比率与温度之间有密切的相关性，研究人员对于他们的方法可以用于化石样本充满信心。他们说，绘制早期海水温度图对更好地了解地球历史很重要。过去发生的事情是了解未来将发生什么的关键。

杨林林译自India：Fish ear bones can reveal seawater temperature？millions of years ago，FIS，2022-08-12

珊瑚礁可以缓冲海洋变暖

随着海水温度升高威胁到珊瑚礁的生存，美国国家大气研究中心（National Center for Atmospheric Research，NCAR）的科学家们成功地通过高分辨率的模拟海洋环流，确定了可能的“热避难所”。在那里，这些生物多样性高的生态系统更有可能生存下来。

研究小组发布了一份交互式的、免费的在线全球 地 图 集（https：／／ncar.github.io／coralviz／），上面列出了这些地区的位置，结合海洋动力学和较冷的海水为珊瑚礁提供了可能的避风港。主持这项研究的NCAR科学家SCOTT BACHMAN表示，希望这项工作能为其他对珊瑚礁感兴趣的科学家提供一个起点，邀请研究人员浏览他们的网站，确定避难所的可能所在地，然后去观察珊瑚礁的健康状况。该研究成果发表在《海洋科学前沿》（Frontiers in Marine Science）杂志上。这项研究得到了NCAR的资助者美国国家科学基金会的支持。研究由塔斯马尼亚大学和奥克兰大学的科学家共同完成。

气候变化对世界各地的珊瑚礁构成了巨大的威胁。预计在不到30年的时间里，大部分珊瑚礁将消失。海水变暖使珊瑚礁变白，留下无生命的骨架。珊瑚礁的消失对环境和社会产生了深远的影响。他们是近三分之一海洋物种的家园，养活着全球数亿人。NCAR科学家，研究参与者JOAN KLEYPAS表示，珊瑚礁每年为全球创造10×1012美元的经济价值，他们还保护海岸线免受风暴和洪水的破坏，每年避免数十亿美元的损失。然而，科学家们发现，有些珊瑚礁确实比其他珊瑚礁生存得更好。例如，在海洋的某些区域，被称为海洋内重力波的地下振荡从深海中提上来的冷水可以覆盖珊瑚礁，使他们免受温度增加的影响。BACHMAN表示，这些重力波无处不在，在特殊情况下，他们可以把海水带到珊瑚礁所在的海洋表面附近。科学家们早就知道这种重力波现象存在于某些特定的地方。例如，潮汐和珊瑚金三角的深盆地组合（包括印度尼西亚、马来西亚、菲律宾和其他附近国家水域的海洋区域），创造了有利于重力波将较冷的水带到表面的条件。但很难确定全球所有可能存在类似情况的地方，部分原因是重力波可能不会把水一直带到海洋表面，因此卫星无法识别。

如果无法从太空观察热避难所，科学家就只能通过计算机建模在全球范围内识别他们。然而，模型的主要障碍是分辨率。与浩瀚的海洋相比，珊瑚礁是相对微小的，在全球范围内以足够高的分辨率进行模拟，来捕捉重力波与特定珊瑚礁的相互作用，需要大量的计算资源。然而，这种模拟是存在的。美国国家航空航天局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）估算海洋环流和气候（Circulation and Climate of the Ocean，ECCO）的项目以约2 000 m的分辨率模拟了整个海洋，并以每小时的时间步长保存数据，可以足够准确地捕捉内部重力波的行为。为了进行识别热避难所必需的分析，BACHMAN从ECCO项目下载了惊人的400 tb的数据。BACHMAN表示，这类研究在小区域范围并不罕见，但在全球范围内从未进行过。KLEYPAS在气候变化对珊瑚礁的影响方面进行了开创性的研究。他表示，最终得到的地图集提供了一些希望。

珊瑚礁的情况不太好，科学家们都感到痛心。这项研究提供了希望。并不是说这个地图集将解决所有问题，但它可以帮助人们更明智地保护最有可能生存下来的珊瑚礁。

杨林林译自USA：Where coral reefs may be buffered against warming oceans Interactive global atlas can aid conservation efforts，Science Daily，2022-08-03

科学家揭示巨齿鲨的食谱

普林斯顿大学的新研究表明，巨齿鲨（Megalodon），这一有史以来最大的鲨鱼，是史前食物网中最高营养级的顶级掠食者。

巨齿鲨因其巨大的牙齿而得名，每颗牙齿比人的手还大。这个群体包括有史以来最大的巨齿鲨及几个相关物种。虽然鲨鱼早在恐龙出现之前就存在（超过4亿年），但这些巨齿鲨是在恐龙灭绝后出现的，并一直统治海洋直到300万年前。该研究的主要完成人，普林斯顿大学地球科学博士研究生EMMA KAST表示，人们习惯于认为地球上最大的物种是蓝鲸、鲸鲨，甚至大象和梁龙等滤食性动物或食草动物，而不是食肉动物。巨齿鲨是真正的大型食肉动物，以其他捕食者为食，在几百万年前灭绝。地质和地球物理科学教授DANNY SIGMAN表示，如果巨齿鲨存在于现代海洋中，它将彻底改变人类与海洋环境的相互作用。

研究人员发现了明确的证据，表明巨齿鲨和它的一些祖先处于史前食物链的最高级别，科学家称之为最高“营养级”。事实上，他们的营养特征如此之高，以至于他们一定在复杂的食物网中捕食过其他捕食者和“捕食者的捕食者”（predators-of-predators）。KAST表示，海洋食物网往往比陆地生物类似草-鹿-狼的食物链更长，因为它从非常微小的生物开始。要达到这些巨齿鲨身上测量到的营养水平，不只是需要在海洋食物链顶端增加一个营养级，而是需要在现代海洋食物网的顶部增加好几个。据保守估计，巨齿鲨身长15 m（约50英尺），而现代大白鲨的身长通常在5 m（约15英尺）左右。为了得出关于史前海洋食物网的结论，KAST、SIGMAN和他们的同事们使用了一种新技术来测量鲨鱼牙齿中的氮同位素。生态学家早就知道，一种生物含有的15N越多，它的营养级就越高，但科学家之前未能测量到这些灭绝的食肉动物牙齿珐琅质层中保存的微量氮。如今，研究人员得到了一系列不同时期的鲨鱼牙齿，能够追踪他们的营养水平与大小的关系。增加一两个营养级的方法是同类相食，一些证据表明，巨齿鲨和其他史前海洋捕食者都有这样的行为。

没有时间机器，就没有办法重现灭绝生物的食物网。很少有骨头能留下齿痕，表明“被一条巨大的鲨鱼咬了”。幸运的是，SIGMAN和他的团队基于生物细胞中的氮同位素水平揭示他们处于食物链的顶部、中部还是底部。SIGMAN表示，研究团队的整个方向是寻找来自遥远过去的地质生物中那些在物理上受到保护的有机物质——包括氮。一些位于食物链底部的植物、藻类和其他物种已经掌握了将空气或水中的氮转化为其组织中的氮的诀窍。捕食他们的生物会把氮吸收到自己体内，关键是他们会优先排出（有时通过尿液）更多14N形态的氮，而不是15N。换句话说，相对于14N，15N会随着物种在食物链中地位的上升而增加。其他研究人员已经在距今1～1.5万年前的生物身上使用了这种方法，但更古老的动物身上因为没有留下足够的氮，所以无法测量。这是因为，像肌肉和皮肤这样的软组织几乎无法保存下来。而像鲨鱼这样的软骨动物，他们的骨骼由软骨构成，没有真正的骨头。但最近这一情况发生了改变，科学家发现了另一种可以用作研究的部位——牙齿。鲨鱼的牙齿被牙釉质包裹着，牙釉质是一种像岩石一样坚硬的物质，几乎不受大多数细菌分解的影响，这使得鲨鱼的牙齿比骨头更容易保存下来。

SIGMAN解释说，牙齿具有化学和物理抗性，所以他们可以在化学反应非常激烈的口腔环境中生存，并分解含有坚硬部分的食物。此外，鲨鱼并不局限于人类拥有的30颗左右的牙齿。他们的牙齿不断生长和脱落，现代鲨鱼在其几十年的生命中平均每天都会脱落1颗牙齿，这意味着每尾鲨鱼在其一生中会产生数千颗牙齿。当查看地质记录时，最丰富的化石类型之一就是鲨鱼的牙齿。在牙齿内部，有少量的有机物被用来构建牙齿的牙釉质，他们被困在牙釉质中。由于鲨鱼的牙齿数量如此丰富，保存如此完好，无论牙齿是数百万年前的还是昨天从鲨鱼嘴里掉下来的，牙釉质中的氮特征都提供了一种测量其在食物网中地位的途径。即使是最大的牙齿也只有一层薄薄的珐琅质外壳，其中的氮成分微乎其微。但SIGMAN的团队一直通过开发越来越精细的技术来提取和测量这些氮的同位素比例。在钻头、化学清洁品和微生物的帮助下，他们最终将牙釉质内的氮转化为一氧化二氮，能够精确测量这些古老牙齿中的15N和14N比例。这个过程有点像啤酒厂，培养微生物，并把样本喂给他们。这些微生物生产出一氧化二氮，然后研究人员分析他们生产的一氧化二氮。分析需要一个定制的、自动化的一氧化二氮制备系统，提取、纯化、浓缩并输送气体到专门的稳定同位素比例质谱仪。SIGMAN表示，开发一种核心方法测量这些微量氮，是他们几十年来的追求，研究对象从沉积物中的微化石转移到其他类型的化石，如珊瑚、鱼耳石和鲨鱼牙齿。接下来，他们将把这项技术应用到哺乳动物和恐龙的牙齿上。

威廉帕特森大学的古气候学家和地球化学家，该研究的合作者MICHAEL（MICK）GRIFFITHS表示，EMMA做的一件很酷的事情是深入研究文献，寻找几十年来发表的现代海洋动物的氮同位素测量数据，并把他们与化石记录联系起来。她表示，他们的工具有可能破译古代食物网，现在需要的是样本。她的梦想是找到一个博物馆或其他资料馆，展示一个生态系统的快照，收集来自一个时间和地点的不同种类的化石，从食物网最底部的有孔虫，到不同种类鱼类的耳石，到海洋哺乳动物的牙齿，再加上鲨鱼的牙齿。做同样的氮同位素分析，把古代生态系统的整个故事放在一起。现在的工作重点就是寻求合作，努力获得更多鲨鱼牙齿样本来完成研究工作。

有关研究成果已发表在2022年6月22日出版的《科学进展》（Science Advances）杂志上，论文题为《新生代的巨齿鲨占据了非常高的营养位置》。这项研究获得了普林斯顿大学地球科学系Scott基金、美国国家科学基金会沉积地质学和古生物学基金、欧洲研究理事会联合资助协议、马克斯·普朗克学会以及美国化学学会奖、石油研究基金本科生新研究员资助项目的支持。

杨林林译自USA：What did Megalodon eat？Anything it wanted--including other predators，Science Daily，2022-06-22

科学家追寻鲸鲨的踪迹

海洋中最大的动物鲸鲨（Rhincodon typus）可以环游世界，偶尔出现在巴拿马太平洋沿海水域晒太阳。然而，人们对该地区鲸鲨的习性知之甚少。来自史密森热带研究所（Smithsonian Tropical Research Institute，STRI）、安德森·卡伯特海洋生物中心和巴拿马大学的科学家们通过卫星追踪其中30头鲸鲨的行踪，探索了影响该濒危物种行为的因素。

与其他大型鲨鱼一样，鲸鲨可能需要数年甚至数十年的时间才能成熟并繁殖，这使得他们很容易受到种群数量下降的影响，尤其是在受到人类威胁的情况下。例如，他们可能作为副渔获物被渔网捕获，或当航道与他们的觅食地点重叠时面临与船只相撞的风险。理解和预测鲸鲨的行为是保护该物种的必要步骤。STRI海洋生态学家HéCTOR GUZMáN领导的研究小组对这一物种的卫星监测发现，鲸鲨主要在巴拿马太平洋的沿海水域、海底山脉和山脊附近觅食，在那里他们可以找到大量他们最喜欢的食物——小鱼和浮游生物。他们会沿着海岸向北及向南迁移，游向墨西哥和厄瓜多尔，或游向公海觅食。GUZMÁN表示，这一物种需要明确的区域保护规划。一旦确定了索饵场和繁殖场，就应该对其实施一些保护措施。最近宣布的在该地区扩大海洋保护区的决定为大规模物种保护实践提供了一个有趣的平台。

该研究结果发表在《海洋科学前言》（Frontiers in Marine Science）杂志上。尽管鲸鲨在海洋保护区活动，但他们也会在商业捕捞和船舶航道区域活动，这可能会危及他们的生命安全。研究参与者、巴拿马大学海洋生态学家CATALINA GÓMEZ表示，这项研究显示了保护鲸鲨的复杂性。带着标记的鲸鲨经历了5个国家的17个海洋保护区，但他们77%以上的时间都处在没有任何保护的地区。因此，对于鲸鲨等高度洄游和濒危物种，保护措施应超越建立当地海洋保护区。把工作重点放在保护大片海洋区域和建立跨越国界的海洋走廊上，例如，巴拿马新扩大的科伊瓦岛周围的海洋保护区和连接科伊巴与科科斯群岛、厄瓜多尔加拉帕戈斯群岛和哥伦比亚麻玻罗岛的东热带太平洋海洋保护走廊。GUZMÁN表示，进行定期的标记追踪主要有2个原因。第一，人们仍然不知道该物种在哪里繁殖，追踪可能会帮助找到正确的方向。第二，他们在广泛的地区活动。目前已经确定了潜在的走廊或海上通道以及聚集区域，这些区域需要管理人员的关注和制定明确的保护规则。对其进行追踪将使人们能够更好地识别这些区域路线。

卫星跟踪还揭示了鲸鲨的迁徙模式似乎与被称为涡流的循环洋流有关。GUZMÁN表示，涡流被认为是迁徙物种的潜在觅食区或海洋中的食物中心，所以他们可以在这些区域停留很长时间进行觅食。然而，涡流是动态系统，其速度或强度、规模和位置一直不断变化，甚至是季节性变化。这些索饵区对保护工作很重要，特别是考虑到他们的动态和与气候变化相关的潜在变化。

杨林林译自USA：What are whale sharks up to Science Daily，2022-07-04

长须鲸种群数量恢复

除了蓝鲸，长须鲸是世界上最大的鲸鱼。人类的捕杀使这2个物种几乎灭绝。1976年禁止商业捕鲸后，这些长寿但生长缓慢的物种数量开始反弹。近期发表在《科学报告》（Scientific Reports）杂志上的研究展示了多达150头大型南方长须鲸（Balaenoptera physalus quoyi）在历史索饵场的视频和照片。这比之前任何一次记录的数量都多。鉴于这些鲸鱼在营养循环中的关键作用，南极生态系统中的其他物种，比如磷虾，也可以从他们数量的反弹中受益。

生物学家BETTINA MEYER教授表示，以前从未在一个地方见过这么多鲸鱼，看着这些庞大的群体进食绝对是令人着迷的。2018年3—5月，MEYER率领“极地”号破冰船在南极半岛地区进行了一次考察，观察到多达50～70头长须鲸。考察队研究了气候变化对南极磷虾的影响。南极磷虾能长到6 cm长，是南极食物网的基础。这种微小的会发光的甲壳类动物是鱼类、企鹅、海豹和鲸鱼的主要食物来源。在考察期间，研究的主要完成人，汉堡大学的HELENA HERR博士带领团队和英国广播公司（British Broadcasting Corporation，BBC）的摄像团队联合使用“北极星”号直升机进行调查飞行，统计和拍摄鲸鱼种群。在22次飞行中，该团队总共飞行了3 251 km，发现了100组长须鲸，每组1～4头。此外，鲸鱼研究小组一直在甲板上观察，并在南极半岛威德尔海象岛附近发现了一群约50头南方长须鲸，后来又在同一地点发现了70多头。BETTINA MEYER回忆道，研究人员用声学测量方法来显示水中磷虾群的存在和大小，根据这些数据，能够识别磷虾群，甚至看到鲸鱼是如何捕食他们的。

鲸鱼虽然捕食磷虾，但他们的粪便也给磷虾带来了好处。因鲸鱼粪便富含的营养物质为海洋提供了肥料，比如在南极相对稀少的铁，对水中浮游植物（微藻）的生长至关重要。而浮游植物又是磷虾的食物来源。BETTINA MEYER解释说，当鲸鱼数量增长时，他们会促进更多的营养物质循环，增加南大洋的生产力。这促进了藻类的生长，藻类通过光合作用从大气中吸收二氧化碳，降低了大气中的二氧化碳浓度。长须鲸数量的恢复似乎是一种趋势。“极地”号考察一年后，鲸鱼研究团队和BBC带着一艘特许船回到象岛，观察到了多达150头的长须鲸。BETTINA MEYER表示，由于缺乏同步观测，目前仍然不知道南极长须鲸的总数，但这依然可能是一个好迹象。在禁止商业捕鲸近50年后，南极长须鲸的数量正在反弹。

南极海洋生物资源养护委员会（International Commission for the Conservation of Antarctic Marine Living Resources，CCAMLR）的目标是在南大洋建立一个海洋保护区（marine protected areas，MPAs）。

杨林林译自Germany：150 southern fin whales observed feeding together，Science Daily，2022-07-07

地球环境的稳定促进了海洋生物多样性

科学家们发现，现代海洋生物多样性达到有史以来的最高水平，是通过生物多样性热点地区的长期稳定实现的，这些地区的物种数量特别多。发表在《自然》（Nature）杂志上的这一发现，是通过一个开创性的模型得出的。该模型基于板块构造和环境因素，主要是海洋温度和食物供应，重建了海洋动物从起源（大约5.5亿年前）到现在的多样性变化。

与化石记录不同，新模型没有空白和抽样偏差，因为模型中的多样性历史是数值模拟的，而不是靠化石数据重建的。该模型证实了多样性的增加，且揭示了多样性的增加与过去2亿年间地球环境条件相对稳定的多样性热点增加有关。为了准备这项工作，科考队使用了一种古地理模型，可以追踪大陆和海底在地质时间中的运动，以及一种古地球系统模型，可以重建古代海洋的环境条件。在模型中，每个被跟踪区域随着时间的推移积累，多样性的速率受每个区域及时间的环境条件控制。

布里斯托大学地球科学学院的MICHAEL BENTON教授表示，研究方法解决了之前关于岩石中化石记录是否能提供生物多样性在漫长时间内的变化模式争论。迄今为止，对全球范围内生物多样性的历史和现代生物多样性起源的理解都依赖于化石记录，化石记录表明地球上的生命在过去的5亿年里至少经历了5次大灭绝。历史上最大规模的灭绝是二叠纪-三叠纪大灭绝，超过90%的海洋物种消失，使生态系统处于崩溃的边缘。2.5亿年后的今天，海洋中的生物比以往任何时候都更加多样化。项目负责人PEDRO CERMEÑO表示，问题是如何走到今天这一步的。化石记录中的空白需要使用一种新的计算方法来重建生命的历史。模型能够重现现代海洋多样性的地理分布，尤其是热点地区，并揭示了产生这些多样性的机制。在过去的50年里，古生物学家们一直在争论化石记录的质量。BENTON教授表示，不确定化石是否能够合理地描绘出过去的多样性，以及生物在大规模灭绝后如何恢复的细节。该研究的主要完成人CARMEN GARCÍA-COMAS表示，看到区域多样化模型产生的全球多样性动态与化石记录中看到的结果相似，这令人兴奋。支持使用该模型来重建深度时间的多样性空间分布，能够回答海洋生物多样性热点地区的起源时间和方式。

这个新模型还阐明了进化生态学中最具争议的问题之一，地球所能支持的多样性是否存在极限。生态学理论认为，随着物种多样性的增加和生物相互作用（如竞争）的加剧，物种多样化过程会放缓直到停止，此后新物种的出现和建立将不可避免地导致旧物种的灭绝。然而，一些科学家认为，地球的生态系统是如此多样化，总有空间容纳更多的物种。研究结果调和了这2种观点。虽然大多数海洋的多样性水平远低于其最大值，但多样性热点区域的生物多样性可能已接近其极限。CERMEÑO表示，这个建模工具真的很强大，因为它允许探索很多事情，包括如果一些大灭绝没有发生，或者他们发生在地球历史的另一个时期，会发生什么。

人类对地球系统自然功能的干预导致了专家所说的第六次大灭绝。根据联合国的数据，20世纪消失物种的数量等同于正常非灭绝情况下一万年内灭绝物种的数量。此外，国际自然保护联盟评估中，仍有25%的物种面临灭绝的危险。BENTON教授总结说，研究强调，如果目前的趋势继续下去，预计的多样性损失可能需要数百万年才能恢复，可以说超出了作为一个物种的存在时间范围。

杨林林译自UK：Environmental stability on Earth allowed marine biodiversity to flourish，Science Daily，2022-07-13