《中国科学院深海科学与工程研究所发表深渊环境污染研究系列成果》

  • 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: liguiju
  • 发布时间:2020-09-18
  • 近期,中国科学院深海科学与工程研究所彭晓彤团队与天津大学孙若愚、刘羿团队以及法国科学院图卢兹地球环境研究所、南开大学、南京大学的研究人员合作,利用深海所自主研发的深渊着陆器采集的马里亚纳海沟和雅浦海沟生物样品,通过汞同位素揭示了深渊甲基汞的来源与迁移途径。研究发现,相对于淡水及海岸带区域里类似的片脚类动物,深渊钩虾明显富集总汞和单甲基汞。深渊生物的甲基汞主要来自上层海洋,深海中可能并没有甲基汞的产生。表层海洋经过光降解的单甲基汞与中层海洋未经光降解的单甲基汞混合,继而通过下沉的颗粒物进入到深渊食物链系统。该项成果发表于自然杂志子刊Nature Communications。

    近年来,深海科学与工程研究所彭晓彤团队在深渊环境污染研究领域相继取得了突破性进展。首次报道了马里亚纳深渊水体和沉积物中的微塑料分布,发现了微塑料已经对全球最深的海洋造成了污染;首次报道了持久性有机污染物(POPs)在马里亚纳深渊沉积物中的分布规律和累积效应。两项研究成果分别发表于国际地球化学期刊Geochemical Perspectives Letters。

    基于上述研究,发现了深渊环境对人为污染(微塑料、甲基汞、POPs)具有放大效应,证实了人为污染物已经抵达了地球上最深的海洋,并可能对脆弱的深渊生态系统造成潜在危害。在人类居住的地球上,可能已经不存在完全不受人类活动影响的“净土”。

    文章信息:

     Ruoyu Sun , Jingjing Yuan, Jeroen E. Sonke, Yanxu Zhang, Tong Zhang, Wang Zheng, Shun Chen, Mei Meng, Jiubin Chen, Yi Liu*, Xiaotong Peng*, Congqiang Liu. Methylmercury produced in upper oceans accumulates in deep Mariana Trench fauna. Nature Communications. DOI: 10.1038/s41467-020-17045-3

     Peng X, Chen M, Chen S, Dasgupta S*, Xu H, Ta K, Du M, Li J,Guo Z,Bai S. Microplastics contaminate the deepest part of the world’s ocean. Geochemical Perspectives Letters, 2018, 9: 1-5.

     Dasgupta S, Peng X*, Chen M, Chen S, Li J, Du M, Xu H,Ta K. Toxic anthropogenic pollutants reach the deepest ocean on Earth. Geochemical Perspectives Letters, 2018, 7: 22-26.

  • 原文来源:http://www.idsse.cas.cn/yjjz2015/2020/202009/t20200910_5692723.html
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    • 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:liguiju
    • 发布时间:2024-01-07
    • 中国科学院深海科学与工程研究所何舜平团队2019年在英国著名自然杂志子刊Nature Ecology & Evolution(自然-生态与进化)上,发表研究论文首次揭示了超深渊狮子鱼适应极端环境的遗传基础,该文章一经发表引发广泛的报道和讨论。随着研究的深入,近日,该团队联合西北工业大学王堃教授团队又在著名刊物eLife(一区  TOP) 杂志上再发表一篇题为Chromosome-level genome assembly of hadal snailfish reveals mechanisms of deep-sea adaptation in vertebrates的研究论文,报道了深渊狮子鱼(Pseudoliparis swirei)进一步研究的新发现,深入地探讨了这一深渊类群的独特的适应机制。深渊狮子鱼是目前已知在海洋中生存深度最大的脊椎动物,生活在6000至8000米的深渊环境中。该研究对深渊狮子鱼群体基因组进行了深入分析,通过比较基因组学和转录组学方法,揭示了这一物种对极端环境的独特适应机制。 该研究对马里亚纳海沟深渊狮子鱼的基因组组装进行了优化,通过采用ONT长读取、BGI短读取和Hi-C测序技术,获得了染色体水平的高质量基因组组装,基因组大小为626.44 Mb,具有24条染色体。新的基因组组装填补了先前组装版本中1.26 Mb的缺失,提高了基因组的连续性和完整性。该研究利用不同海沟深渊狮子鱼基因组和线粒体基因数据对其演化历史进行了分析。研究表明,深渊狮子鱼与其近缘浅海种细纹狮子鱼(Tanaka's snailfish)约在1800万年前发生分化,而与其他生活在约1000米左右深度的深海近缘狮子鱼的分化时间约为990万年前,接近马里亚纳海沟形成的时间。该研究推测,深渊狮子鱼的祖先可能首先适应了大约990万年前形成的1000米左右的深海环境,随后逐渐适应了更深的环境。同时,系统发育分析表明它们在百万年内分散到太平洋的不同海沟。 该研究还关注了深渊狮子鱼在进化过程中对黑暗的适应。相较与细纹狮子鱼,深渊狮子鱼视觉系统中多个感光相关基因发生丢失,此外,感光元件的表达水平在不同深度上也发生了显著变化,这表明其在深海环境中对视觉的需求相对较低。进一步研究发现,与节律相关的基因也发生丢失或假基因化,表明深渊狮子鱼的生物钟可能仍然存在,但不再基于光的调控。 由于缺乏光线,听觉似乎对深渊狮子鱼的生存至关重要。研究发现,听觉相关基因cldnj在深渊狮子鱼基因组中拷贝数增加,该基因是耳石形成所必需的基因。转录组数据也表明深渊狮子鱼听觉相关蛋白表达量显著增加。 值得注意的是,转铁蛋白编码基因fthl27在深渊狮子鱼基因组中发生串联重复(14个拷贝),进一步的细胞实验证明,fthl27过表达细胞内ROS水平显著降低,并具有显著更高的细胞活力。这增加了深渊狮子鱼在高静水压力下对氧化应激的耐受力,可能是其适应高压环境的重要因素之一。 总的来说,这项研究为深海鱼类的进化和适应机制提供了深入的了解,这有助于我们更全面地理解深海生物是如何适应极端环境的,对于保护和管理深海生物资源具有一定的参考价值。 中国科学院深海所何舜平研究员和西北工业大学王堃教授为该论文共同通讯作者,中国科学院深海所徐涵博士为该论文共同第一作者。 论文连接:https://doi.org/10.7554/eLife.87198.3 江汉大学王莹副教授和中国科学院水生所杨连东青年研究员对该文章发表了题为Surviving under pressure:Genomic analysis has shed light on how hadal snailfish have adapted to living at depths of several thousand metres的评论,发表于eLife杂志上。 文章链接:https://doi.org/10.7554/eLife.90216
  • 《中国科学院深海科学与工程研究所李松海研究团队在Science发表Letter文章》

    • 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:liguiju
    • 发布时间:2020-06-17
    • 近期,中国科学院深海科学与工程研究所李松海研究团队在Science期刊发表题为“Cetaceans under threat in South China Sea”的Letter文章。文章结合研究团队的相关科研工作和成果,呼吁关注我国南海鲸类动物所面临的生存威胁,并提出了相应保护建议。 所有鲸类动物都被列入《濒危野生动植物国际贸易公约》(the Convention on International Trade in Endangered Species of Wild Fauna and Flora, CITES)附录I或附录II,其保护在国际上受到极大的关注。  研究团队于2019年在南海执行鲸类考察过程中,发现大量深潜和远海性鲸类动物,包括抹香鲸、喙鲸、短肢领航鲸、糙齿海豚、热带斑海豚等多个物种。这是我国也是国际上第一次在相关海域发现抹香鲸、喙鲸等大型深潜鲸类动物的群体。同时,几乎所有的目击记录都有幼年个体。结合历史上的捕鲸和搁浅记录,以及研究团队近期发表的渔民问卷调查研究结果,指出我国南海具有丰富的鲸类物种多样性,是多种鲸类动物繁殖和抚育场所,是国际上鲸类重要的热点分布海域,理应受到特别的保护关注。  我国南海蕴藏着丰厚的渔业资源。然而,近几十年来,周边国家非法、未经报告或无管制的渔业活动导致了整个地区的渔业过度捕捞,这对该海域的鲸类生存构成了极大威胁。渔业过度捕捞导致鲸类动物食物资源枯竭,从而限制了它们的营养物质摄取;同时,渔业作业也会导致数以千百计鲸类动物误捕或被螺旋桨撞击,导致直接伤亡。很多渔船还会产生高强度的水下噪音,损害鲸类的听力以及干扰它们的行为,从而导致它们迷失方向。如不采取有效措施加以保护,南海的鲸类可能会在不久的将来消失。  鲸类作为海洋生态系统的旗舰动物及其食物链的顶级消费者,保护它们对维持海洋生物多样性和生态系统的健康与稳定至关重要。为提升南海鲸类保护意识,促进域内国家加强渔业和其它人类活动管控的政策改变,科学界、保护界和政策制定者就南海鲸类保护的需要保持密切沟通和交流是当务之急。与此同时,域内国家应该在不考虑任何政治或社会经济问题的前提下,大力支持开展鲸类研究和调查以确定南海重要的鲸类栖息地。这些研究有助于制定准则或规章制度管控包括渔业在内的人类活动,为将来在南海规划海洋保护区或海洋国家公园建设提供科学依据,加强南海海洋环境和生态保护。最后,为保证鲸类动物有充足的食物资源及良好的生存环境,域内国家应在渔业管理方面进行积极合作,完善渔业管理规范,既保障南海及其周边地区的渔业安全和民众生计,又保护脆弱的鲸类免受持续的伤害。