《卡罗琳海山系统多学科综合调查取得重要成果》

  • 来源专题:中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者: mall
  • 发布时间:2017-09-29
  • 我国新一代海洋科学综合考察船“科学”号执行中国科学院战略性先导科技专项“热带西太平洋海洋物质能量交换及其影响”,于8月7日从深圳起航,9月5日返回三亚,圆满完成热带西太平洋卡罗琳海山系统的多学科综合调查,获得了一系列重要成果。

      项目科研团队针对位于东经139-141º、北纬10-11º之间的卡罗琳海山区,从地质、水文物理、化学和生物生态等多学科调查入手,对海山系统进行了综合探测,涉及从水体到沉积物,从海山到周边深海的完整区域。

      卡罗琳海山位于卡罗琳洋脊区,处于马里亚纳海沟的南侧,雅浦海沟的东侧,此前尚未被调查过。本调查通过多波束地形扫描,获得了10米级的高精度海山地形图。利用温盐深仪、垂直拖网和分层拖网等完成了海山“十”字断面22个站位的水文、化学和生物生态调查。利用“发现”号遥控无人潜水器(ROV)下潜15次,获取巨型和大型底栖生物样品近400个,涉及柳珊瑚、海葵、海绵、海胆、海星、蛇尾、甲壳动物和软体动物等170多种生物,包括许多未知的新物种;获得了41块岩石和12个站位的沉积物样品,以及大量原位实测数据和影像资料,填补了国际上在卡罗琳洋脊区海山调查的空白。

      通过调查发现,卡罗琳海山是一个平顶海山,最高处距海面约28米,海山基底以上高约3000米。在海山东侧发现了一个自海面下1500米一直延伸到海面下600米的海岭。利用ROV进行的探测发现,整个海岭均由巨厚珊瑚礁灰岩组成,且具有明显的海蚀地貌,随处可见由浪击和溶蚀作用形成的海蚀洞。据此推测,这个海山是一个曾矗立于海面上至少1500米的岛屿,在地壳运动中逐渐下沉,兼之海平面上升的作用,成为现在的海底山。这一发现具有重要意义,对于认识该区域海山和板块成因以及相关地球物理过程提出了新的课题。

      通过该航次,科学家在国际上首次在热带西太平洋寡营养海域的深海底发现“珊瑚林”和“海绵场”。深海“珊瑚林”和“海绵场”通常见于南北纬30度至两极,在南北纬20度之间的寡营养海域尚未见报道。本航次通过ROV的近地精细观察,在东侧海岭上发现了大片的“珊瑚林”和“海绵场”,珊瑚和海绵又为其他生物提供了优良的附着基和生境,进而形成海山高生物量和高生物多样性的壮观场景。

      在海岭上的“珊瑚林”中,科学家采集获得一株翼展约3米、高1.6米的巨大柳珊瑚,其根部直径达5.1厘米,推测其生长已达数千年之久。目前全球已知的寿命最长的动物是一株约4200年的深水黑珊瑚,采获于400-500米水深。而本调查航次发现的柳珊瑚处于1246米的深海,水温更低,食物来源更少,因此生长更慢,年龄可能已经超过已知的珊瑚。

      海山又称海底山,是指从海底高度超过1000米,但未突出海平面的隆起。全球估计有逾3万座海山,其中60%以上分布在太平洋。海山生态系统特殊,洋流复杂,地形多变,对航行安全、军事保障、国际海底矿产资源勘探开发和远洋渔业发展具有十分重要的意义。

    卡罗琳海山地形

    海山上的珊瑚林

    采获的部分海山生物

  • 原文来源:http://www.cas.cn/syky/201709/t20170926_4615829.shtml
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    • 编译者:mall
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    •  新华社“科学”号8月14日电(记者张旭东)中国新一代远洋综合科考船“科学”号搭载的“发现”号遥控无人潜水器14日在西太平洋下潜考察卡罗琳海山。航次首席科学家徐奎栋介绍,这是人类首次对这座海山进行科学考察。   海山又称海底山,是指从海底计高度超过1000米,但仍未突出海平面的隆起。卡罗琳海山位于地球最深处——马里亚纳海沟南侧,雅浦海沟东侧。   据12日至13日“科学”号获得的最新地形扫描数据,按50米等深线计算,这座海山南北向长约15海里(27.78千米),东西向长约5海里(9.26千米),实际面积是海图测算面积的5倍多。海山最高处距海平面约28米,山顶部是一个椭圆形盆地。   徐奎栋说,“发现”号首次下潜的位置在海山南麓,位于水下约1500米处,这里地势相对平缓,以确保“发现”号安全下潜。   “首次下潜,‘发现’号将对海山南侧1500米至500米深的区域进行调查,了解海山的精细地形、底质类型和生物多样性等信息并获取生物和地质样品,”徐奎栋说,“在这个区域的海面上,我们看到了成群的海鸥、飞鱼等,这预示卡罗琳海山区可能具有较高的生产力和丰富的生物多样性,我们将利用‘发现’号从不同方向对这座海山进行剖析。”   在中国科学院战略性先导专项“热带西太平洋海洋物质能量交换及其影响”支持下,科研人员此前已对雅浦-马里亚纳岛弧的两座海山进行了调查,这两座海山距离只有180公里,但共有物种的比例只有12%左右,其他生物均不相同。   卡罗琳海山和上述两座海山形成一个三角区,此次科学家就是要通过对卡罗琳海山的环境与生物生态调查,探秘三个海山生态系统的共性、特性及其背后的驱动因素。   典型的海山由死火山形成,且以硬底为主,有些海山形成以有孔虫砂或珊瑚砂为主的软底沉积。全球海洋中估计有逾3万座海山,其中60%以上分布在太平洋。   海山最主要的特点是生物资源丰富,这是因为洋流遇到海山会向上走,即形成上升流,将海底的营养盐带到海山上方,吸引生物在这里聚集。同时,上升流会改变海山上方流场,形成特定环境将生物吸引在海山周边。
  • 《昆明植物所在超高多样化类群的系统演化方面取得重要进展》

    • 来源专题:生物育种
    • 编译者:姜丽华
    • 发布时间:2023-05-05
    • 快速辐射类群因其在年轻的生物多样性热点地区的进化、适应和环境变迁研究中的潜在价值而备受关注,同时也是解决生命之树问题的最大挑战之一。紫堇属Corydalis 是罂粟科中超高多样化的属(约530种),主要分布于北温带,以青藏高原-横断山区为主要辐射分化中心。长期以来,关于紫堇属的系统发育研究往往基于个别叶绿体基因片段和少数类群取样,未能很好解决本属内的组间系统发育关系,且所提出的亚属级和组级分类系统一直存在争议。此外,紫堇属多数物种具有重要的药用价值和观赏价值,对该属植物分类、分子系统学等研究为有效保护及合理开发利用属内优质种质资源提供科学依据。   近日,JIPB在线发表了中国科学院昆明植物所孙航研究团队题为An updated classification for the hyper-diverse genus Corydalis (Papaveraceae: Fumarioideae) based on phylogenomic and morphological evidence的研究论文。该研究对紫堇属首次进行全球广泛取样并测序,获得280个代表类群的叶绿体基因组序列和271个代表类群的低拷贝核基因数据集,涵盖紫堇属当前已定义的所有组和“系”。基于质体基因组和核基因两套数据,研究构建了紫堇属迄今最全面和最稳固的系统发育树,探讨了属下拓扑结构的核质不一致情况,阐明了属内的组间系统关系,结果表明过去界定的42个组和5个独立的“系”中,仅25个组和1个“系”为单系,且多为物种数较少的组。祖先性状重建分析表明生活型、是否具主根、是否具短囊状距和果实类型相关的性状较为稳定,可用于属下分类鉴定。基于组级水平的完整系统发育关系,结合形态学证据、地理分布和祖先特征的重建,研究人员提出了一个全新的紫堇属组级分类系统,包括4个亚属(1个新亚属被建立)、39 个组,并对各组异名进行了全面梳理。其中,16 个组的范围被重新界定,恢复了1个组,新建立了6个组。该研究是以扎实野外考察和标本查阅为基础,结合多组学数据以及形态-地理-性状等多维证据对紫堇属进行了全面地系统发育分析,重新认知了属内系统关系,极大提高了我们对该属性状进化的理解,为紫堇属深入的分类学、多样性进化以及资源利用和保护等研究奠定了坚实基础。   昆明植物所陈俊通博士、黄先寒博士和乌普萨拉大学Lidén教授为论文共同第一作者,邓涛研究员和孙航研究员为共同通讯作者,昆明植物所张良副研究员、博士生张信坚、硕士匡田辉以及康奈尔大学Landis博士和华中师范大学王东教授也参与了该项研究工作。研究得到第二次青藏高原综合科学考察研究、中国科学院战略性先导科技专项A类和国家自然科学基金重点项目等支持。   孙航研究团队长期关注泛第三极植物多样性起源、演变和进化适应机制研究,以宏观生物学研究为基础,以植物类群的起源发生和分布格局形成为核心,以物种多样性演化和适应机制为切入点,多学科交叉,宏微观结合,探讨高山植物多样性在时间和空间上的进化过程和生存机制及其在全球植物多样性形成演变中的作用,也为探讨泛第三极环境演变提供生物学证据。如提出东亚植物区系形成新观点(Chen et al., 2018),同时聚焦紫堇属、风毛菊属、葱属等超高多样化类群开展了从系统发育(Yusupov et al., 2022等)、地理格局形成(Zhang et al., 2020, 2021等)到伪装色彩进化(Niu et al., 2021等)以及适应性进化基因组机理(Chen et al., 2019; Zhang et al., 2023等)全链条系统研究。