朱國平研究團隊與美國歐道明大學合作研究南極電燈魚

朱國平教授指導學生進行實驗研究

與其他海洋相比，由于特殊的地理環境和惡劣的氣候條件，南大洋棲息的魚類種類和數量非常有限，主要特點是多樣性低、特有性高。 考慮到這些魚類具有較高的生態作用和極高的科研價值，南極魚類受到了科研人員的大量關注，其中包括全球海洋中層魚類中資源相對較高的魚類——燈籠魚魚類。

2019年5月9日，上海海洋大學極地研究中心正式揭牌。

南極電燈魚是棲息在南極的燈籠魚科中數量最多、數量最多、分布最廣的魚類，具有一定的商業價值。 這種魚因其身上有大量發光裝置而得名。 該魚幼體分布在斯科舍海、東南極拉扎列夫海以及印度洋和太平洋高緯度海域，成魚主要分布在斯科舍海、南奧克尼群島和南半球海域。設得蘭群島，西南極洲。 它們在蘭群島、斯科舍海南部海域、南極洲東部凱爾蓋朗海臺周邊海域等周邊海域也大量發現； 幼魚和成魚重疊分布在南喬治亞島和布韋島交匯處（圖1）。 從控制南大洋生態系統結構的主要洋流系統——南極繞極流（ACC）來看，南極電光魚種群分布于北部副熱帶鋒（Front，STF）至南鋒。南部的南極繞極流（STF）。 ACC鋒面（SACCF）和南極繞極流南界（SB）以南海域，種群結構與南極繞極流鋒面有著十分密切的關系。 南極電光魚在南大洋生態系統中發揮著極其重要的生態作用，特別是在南大洋生態系統的關鍵物種——南極磷蝦（ ）分布較少的海域或資源水平較低的年份，南極電光魚可以替代南極磷蝦在生態功能中的關鍵作用，為南極生態系統中的頂級掠食者，如海豹、企鵝、鯨魚和鳥類提供能量來源。 然而，與南極磷蝦相比，南極電光魚由于其商業價值較低而受到的關注較少，這進一步導致對該魚類的種群動態、生活史過程和資源豐度等方面的研究極為有限。 有限的。

上圖為南極電光魚所在位置； 下圖為南極電光魚資源分布概率圖。

魚耳石是一種文石晶體，主要成分為碳酸鈣和有機質。 碳酸鈣占耳石總質量的90%以上，有機質占1%～9%。 此外，耳石還含有不到1%的微量元素。 魚類耳石中微量元素的組成和含量與周圍水體中的元素密切相關，但水環境中的元素沉積到耳石中是一個極其復雜的過程。 水中的元素首先被魚的鰓或消化道吸收并進入血液。 然后它們通過血細胞運輸，使水中的元素被血液攜帶到內耳淋巴液中。 最后，它們通過結晶沉積在耳石中。 耳石中的微量元素沉積后會穩定存在。 耳石中沉積的元素可以完整記錄魚類從出生到捕獲所經歷的環境變化（如溫度、鹽度、化學元素成分等）。 基于此，通過將耳石微量元素分析與水環境特征相結合，研究人員可以為耳石元素指紋賦予時間序列信息，以還原魚類的原始棲息地，研究魚類的早期階段。 生活史、洄游環境史、魚類種群結構鑒定、環境污染指標和生理指標等。

南極電魚耳石橫截面（a）和整個耳石（b）

為了探索魚類耳石微化學技術在南極魚類特別是南極電光魚種群結構中的適用性和應用前景燈籠魚科，朱國平教授的研究團隊首先利用耳石測定了南極電光魚的年齡。 與其他海域的魚類不同，由于水溫較低、夏季較短、日照時間較短等因素，南極魚類的耳石降水模式不太明顯。 此外，魚類耳石樣本的獲取也是開展相關研究的重要障礙。 為此，研究團隊與澳大利亞塔斯馬尼亞大學科研團隊合作，利用廣泛接受的耳石信息分析方法，挑戰國際公認的“南極電光魚只能存活3年”的結論。 研究得出結論，南極電光魚只能存活3年。 該魚甚至可以存活8年以上，相關工作已在線發表在海洋學領域知名期刊Deep-Sea Part II: in中。 為了進一步鞏固相關結論，研究團隊目前正在繼續與波蘭、澳大利亞、美國、南非等國家的研究人員進行深入的合作研究。

南極凱爾蓋朗海平臺上的耳石微化學指標

不同海域南極電光魚種群的跡象

在此基礎上，研究團隊對東南極洲凱爾蓋朗海臺周邊海域的南極電光魚耳石微化學進行了研究。 研究團隊結合物理海洋學、生物海洋學、魚類生物學和生態學知識，分析了南極繞極流的主要鋒面——南極繞極流南鋒、南極繞極流南邊界和南極大陸坡正面。 以及凱爾蓋朗海臺當地的小鹿溝洋流對南極電光魚種群的隔離作用，進一步探討環極深水（CDW）對南極電光魚生活史過程的影響。 研究結果表明，將南極電光魚耳石的微化學特征與采樣區海洋環境數據相結合，可以確定不同性質水體中南極電光魚耳石的微化學特征。 耳石微化學特征信息可用于對南極電光魚種群結構進行分類。 標記。 研究結果進一步表明，南極大陸坡鋒面有效隔離了南極繞極流盆地和南極大陸坡地區的南極電光魚種群，而南極繞極流盆地和凱爾蓋朗海臺地均存在南極電光魚種群結構。 。 比較明顯的差異導致凱爾蓋朗海臺地存在一個能夠自我維持的南極電光魚產卵場和產卵群。 耳石中鎂鈣比（MgCa-1）為南極電輕魚種群的分類提供了良好的化學標記。 研究團隊認為，在南極繞極流控制南大洋生態系統的背景下，魚類耳石微化學技術有助于分析南大洋魚類種群結構和環極連通性的異質性，并進一步分析其在生物物理中發揮的作用。南極海洋的相互作用，有效拓寬了生物海洋學的研究范圍。 評審專家對這項研究給予了高度評價，“這項研究對影響凱爾蓋朗海臺地以南海域的南極電光魚種群結構和連通性的生物物理參數進行了令人興奮的探索，并為當地的研究提供了新的見解。海洋。” 它為假設集提供了出色的背景知識和先進的生物物理驗證。”

朱國平教授參加南極科考

該研究團隊碩士生段蜜為該論文的第一作者，朱國平教授為通訊作者。 他是美國奧多明尼恩大學定量漁業生態學中心（Old ）和澳大利亞塔斯馬尼亞大學海洋與極地研究所的副教授（for and , of ）博士和該研究團隊成員、研究生韋小英為共同作者。 該研究工作得到了國家自然科學基金（）、國家重點研發計劃（）、中國科協中澳青年科學家交流計劃（）、澳大利亞南極科學計劃（）的支持，以及澳大利亞研究委員會南極門戶伙伴關系特別研究計劃 () 以及澳大利亞研究委員會發現早期職業研究員獎勵計劃 () 的資助。

該研究論文的網址：

Tags：南極 電燈 海洋 種群 研究