《中国科学院深海科学与工程研究所海洋哺乳动物研究团队研究进展》

  • 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:2020-07-03
  • 近期,中国科学院深海科学与工程研究所李松海研究团队分别在Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems, Frontiers in Marine Science, Journal of the Acoutical Society of America, Marine Biology, Aquatic Mammals等国际专业期刊发表了7篇SCI收录的研究论文,涉及海洋哺乳动物繁殖生理学、生态学、行为学、保护生物学和生物声学等学科领域,不仅揭示了基础性的科学问题,同时也为中华白海豚、斑海豹等珍稀濒危动物的有效保护提供了科学基础。详细研究成果如下:

    1.2019年12月26日,期刊Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems在线发表了题为“Determining spatial use of the world's second largest humpback dolphin population: Implications for place‐based conservation and management”的文章。研究团队就湛江中华白海豚的栖息地空间利用模式进行了调查。结果表明,湛江中华白海豚种群的栖息地利用已呈现出碎片化现状,并且现有的保护区仅覆盖了三个主要栖息地之一的小部分区域,难以满足该世界第二大驼海豚种群的保护需要。此结果为该海域中华白海豚自然保护区的规划提供了科学支撑。

    2.2020年1月23日,期刊Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems在线发表了题为“Food risk trade-off in the Indo-Pacific humpback dolphin: An exploratory case study”的文章。研究团队选择湛江港入海口对“拥有较丰富的鱼类资源是中华白海豚选择河口作为栖息地的原因”假说进行验证。研究表明,中华白海豚选择高风险的河口作为栖息地是迫于获取食物的压力。因此,近海过度捕捞引起的渔业资源衰退,可能会诱使它们更多地采用冒险捕食行为,从而导致更高的死亡率。

    3.2020年3月3日,期刊Marine Biology在线发表了题为“Investigating the age composition of Indo?Pacific humpback dolphins in the Pearl River Estuary based on their pigmentation pattern”的文章。研究团队分析了珠江口中华白海豚种群体色变化规律和性别差异,并推断活体的个体年龄和种群年龄结构。结果显示,体色与年龄有显著的相关性,且雌性个体褪色速度要高于雄性;泛珠江口海域白海豚的年龄组成存在显著区域差异;伶仃洋海域现存的老龄化结构更可能造成群体补充速率减缓而加速种群衰退。

    4.2020年4月28日,期刊Frontiers in Marine Science在线发表了题为“Monitoring of a nearshore small dolphin species using passive acoustic platforms and supervised machine learning techniques”的文章。研究团队探讨了水下声学平台阵列所记录的声学数据是否可以用于中华白海豚回声定位信号的识别,进一步研究了该种群的时空分布模式和声学行为。研究表明利用被动声学平台阵列获取的声学数据,采用机器学习技术和声谱图检查结合的方法,可以在大时空尺度上监测沿海栖息的海豚物种的分布和栖息地使用情况,为进一步监测和研究近海鲸类动物提供了新思路。

    5.2020年5月11日,期刊Aquatic Mammals在线发表了题为“Aging and Seasonal Serum Cortisol Concentrations in Captive Spotted Seals (Phoca largha) from the Liaodong Bay Colony”的文章。研究团队对辽东湾人工养殖斑海豹皮质醇浓度积聚规律进行了分析并探讨其在生殖周期中生理状态的变化。研究表明,斑海豹皮质醇水平随年龄的增长缓慢降低并以6岁作为转折点后缓慢升高;在性成熟和非性成熟期间,不同性别间皮质醇浓度并无显著差异,但在不同季节皮质醇浓度存在显著差异。本研究为判断野生斑海豹健康状况建立了一个参考标准,同时可以用作评估其受自然或人为胁迫的压力响应。

    6.2020年5月11日,期刊Aquatic Mammals在线发表了题为“Group sizes of Indo-Pacific humpback dolphins in waters southwest of Hainan Island, China: Insights into rare records of large groups”的文章。研究团队对海南岛西南近岸水域中华白海豚的集群特征进行了调查。结果表明,海南中华白海豚种群平均集群规模比世界上许多已调查的驼海豚种群的集群规模都大,并且更偏向于集大群;相比于照相识别估计的集群规模,现场计数低估了海南中华白海豚集群规模,平均低估了25%左右。

    7.2020年6月12日,期刊The Journal of the Acoustical Society of America 在线发表了题为“Influence of acoustic habitat variation on Indo-Pacific humpback dolphin (Sousa chinensis) in shallow waters of Hainan Island, China”的文章。研究团队对被动声学监测点的中华白海豚声呐信号以及其它不同声源信号进行了检测。研究表明食物的利用是中华白海豚生境选择的重要因素;对中华白海豚的声音类别进行记录和识别可以了解特定栖息地环境下动物的不同声行为。本研究为海洋声学环境对该珍稀濒危动物的影响评估提供了基本指标。

  • 原文来源:http://www.idsse.cas.cn/yjjz2015/2020/202007/t20200702_5615488.html
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  • 《中国科学院深海科学与工程研究所研究团队深渊狮子鱼研究取得更新进展》

    • 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研究团队近期系统梳理了“我国中华白海豚保护基线信息”》

    • 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:2023-05-22
    • 中国科学院深海科学与工程研究所海洋哺乳动物研究团队(以下简称“深海所研究团队”)在学术期刊Aquatic Conservation: Marine and Freshwater Ecosystems在线发表了题为“Population distribution, connectivity and differentiation of Indo-Pacific humpback dolphins in Chinese waters: Key baselines for improving conservation management”的论文。该项研究总结了我国水域中华白海豚保护研究进展,系统梳理了过去30年以来我国围绕中华白海豚所开展的种群生态学、遗传学、生物地理学等方面的重要研究成果,归纳了种群分布模式、连接性和差异分化方面的保护基线信息,为我国中华白海豚保护管理以及下一步保护研究提供了重要参考依据。 1. 分布格局与保护区情况 通过整合1990年至今已公开发表的实地调查资料,发现我国至少有8个现存的中华白海豚地理种群。在我国水域,已确定的中华白海豚分布面积约为1.54万km2,仅占IUCN红色名录评估该物种在我国总分布面积(约9.76万km2)的15.8%。在我国东南沿海中华白海豚的分布范围内,据统计已有15个以该物种为旗舰物种或主要保护对象的海洋保护区。然而,这些保护区面积总和仅为1462km2,仅占我国中华白海豚总分布面积估计值(1.54万km2)的9.5%,这样的空间覆盖率可能远不足以对我国中华白海豚就地保护提供足够的支持。特别应当指出,并不是所有的地理种群都能被保护区覆盖,如海南种群和宁德种群及其栖息地完全不在任何保护区的保护范围内。 2. 种群连通性 通过交叉比对不同地理种群的照片个体识别库,可以分析不同地理种群之间的个体交流情况。基于这样的技术方式,我们发现了一个非常令人担忧的情况,即在我国8个已知的地理种群之中,有6个种群未检测到跨地理种群的个体交流。在长达8年时间跨度且个体识别率接近100%的情况下,台湾西海岸种群与地理距离仅170多公里的厦门-金门种群,几乎不存在任何个体交流。无独有偶,在海南西南部、湛江东部、北部湾(三娘湾亚群体)和珠江口这4个地理种群之间,也没有观察到重复识别个体。 基于我国4处地理水域采集的103个样本,一项最新的遗传学研究也初步证明了我国水域中华白海豚种内遗传多样性水平较低。我国现有的几个地理种群可能是由同一祖先快速扩张分化而来,不同种群间显示出一定水平的遗传分化,但分化程度显著低于孟加拉湾和泰国湾种群。在澳大利亚东部水域,有学者采集了中华白海豚近亲物种之一澳大利亚驼海豚在8处地理区域的159个生物学样本,并开展了线粒体DNA遗传学分析,其主要结果与我国情况高度相似,包括中华白海豚在内的驼海豚属动物的地理隔离现象和遗传瓶颈效应可能普遍存在。 无论是基于照相识别的个体交叉比对结果,还是遗传学比较研究结果,都表明我国中华白海豚不同地理种群之间目前已知的连通性非常差,地理种群间可能不存在个体交流,地理种群内的个体交流也不高,造成这一局面的机制是极其复杂的,既有物种本身近岸生活、活动能力有限的原因,也可能受到天然地理屏障的阻隔以及近岸人类活动的影响。 3. 地理隔离与种内分化 在形态学和行为学研究方面,亦有研究为中华白海豚的种内分化提供佐证。有研究发现,采集自不同水域的中华白海豚骨骼标本在颅骨特征和脊椎骨数量等骨骼特征上可能存在差异。在外观形态上,中华白海豚的皮肤颜色、色素沉着模式及其它可识别特征如鲨鱼咬痕、人为伤痕、缺刻或耙痕等也广泛存在着地理种群间差异。在声行为方面,有研究结果表明中华白海豚哨叫声信号存在一定程度的地理差异,这说明了该物种在在不同水域可能存在对声环境的差异化适应机制。与之相似,中华白海豚在不同地理种群之间也显示出集群规模、栖息地利用策略等方面的行为学差异。地理环境特征、食物资源、人为扰动等关键因素可能是决定不同水域的中华白海豚行为学差异的重要驱动因子。对中华白海豚这样的近岸分布且家域狭小的物种而言,我们推测不同的地理种群之间存在着复杂的种内分化,进而导致遗传学、形态学、行为学等多方面的广泛地理差异。 4. 保护研究建议 基于上述关键基线信息,为更好地开展中华白海豚保护工作,特提出如下保护建议: 第一,建议所有目前已知的地理种群都应该进一步开展栖息地保护工作,尽快推动建立或扩大已有海洋保护区;在未来建立海洋保护区或国家公园时,应优先考虑覆盖中华白海豚的关键栖息地,尤其是那些目前完全不受保护的区域;此外,参考国际上关于海洋生物保护2030年的覆盖比例目标,我国对中华白海豚栖息地的保护区空间覆盖率应尽快大大提升。 第二,建议将目前已知的所有地理种群分别设定为独立的保护管理单元,通过划分为不同地理种群或亚种,有效地分别评估每个地理种群的受威胁状况,厘清不同地理种群各自的主要生存威胁因子,而不是将所有地理种群简单地划入单一物种进行评估。 第三,建议未来的保护管理工作重点考虑能否增加或至少保持我国中华白海豚的遗传多样性、种群间连通性和有效种群规模,有效缓解几项主要的近岸人类活动如渔业误捕、栖息地丧失/退化和航运对中华白海豚生存的不利影响。