北海道大学研究生院水产科学研究院的松野孝平助教、山口笃副教授、安藤靖浩副教授等人组成的研究团队发布研究成果称，在近年全球变暖影响最明显的太平洋侧北冰洋发现浮游生物中最主要的优势种——大型桡足类生物北极哲水蚤（Calanus glacialis）会因地理环境的变化而改变体长、种群结构、生长速度和摄食速度。该发现是通过对太平洋侧北冰洋从大陆架到洋盆的广大海域进行生态调查而获得的。该成果有望提高未来预测北冰洋海洋生态系统的准确性。相关成果已刊登在国际学术杂志《Frontiers in Marine Science》9月20日号上。
图1.洋盆区域中处于同一发育阶段（C5）的北极哲水蚤的2型体型（a）。左侧的大型个体（3只）胴体中部的消化道中没有食物，右侧的小型个体（3只）消化道中可见绿色到褐色的食物（箭头处）。由图可见，作为摄食强度指标的消化道色素量在头胸部长较短的小型个体中，尤其是在夜间较高（b）。（供图：北海道大学松野孝平助教）
在白令海至北冰洋的大陆架区域，大型桡足类北极哲水蚤是浮游生物中最具优势的种群，也是鱼类等上层捕食者的重要食物来源。
近年来，北冰洋的海冰融化现象显著加剧，其原因被认为是全球变暖，而明确北极哲水蚤如何应对这一环境变化是决定海洋低阶生态系统结构的一个重要因素。
此次，研究团队于2019年10月在太平洋侧北冰洋的多个固定点，通过从海底正上方或150米处垂直拖曳浮游生物网的方式采集了浮游生物样本。样品在船上进行分区分，将用于北极哲水蚤种群结构分析和体长（头胸部长）分析的样品用福尔马林固定。剩余的新鲜样本在船上进行分类，并使用荧光计测量消化道色素量（摄食强度的指标）。此外，用于饵食生物分类评估的脂肪酸分析样本也被冷冻并带回。
在陆地实验室中，利用立体显微镜对每个发育阶段的北极哲水蚤进行计数，并测量体长（头胸部长）。脂肪酸采用气相色谱法进行分析。
分析结果表明，北极哲水蚤的种群结构在地理上有很大差异，南部大陆架区域生长较快，而北部洋盆区域则生长较慢。
与之前的报告相比，洋盆区域的年轻个体更多，这表明该物种的繁殖期延长至夏季。此外，脂肪酸组成显示，来自北部大陆架区域的个体含有更多源自甲藻的DHA（二十二碳六烯酸）。这表明该物种会根据海域的不同灵活地改变食性。
由此表明，在环境变化较大的北冰洋，浮游生物优势种的北极哲水蚤具有灵活改变摄食和繁殖生态以应对环境变化的能力。
鉴于此类生物在生存中的高度灵活性，可以推测出它们很可能在未来的气候变化中能够生存下来。
通过对海洋生物的生态和生活史的了解，将能够更正确地了解气候变化对海洋生态系统的影响，从而促进未来海洋生态系统的维护和水产资源的可持续利用。
松野助教表示：“乘坐科考船去实地考察虽然很艰苦，但只有去到那里，才会注意到一些事情并感受到变化。这项研究始于我在船上用显微镜分拣浮游生物时，偶然注意到存在不同大小的个体。在北冰洋，各种海洋生物正在因气候变化而发生变化，我认为进一步研究生物本身应对环境变化时的灵活性也非常重要。”
原文：《科学新闻》
翻译：JST客观日本编辑部
【论文信息】
杂志：Frontiers in Marine Science
论文：Geographic variation in population structure and grazing features of Calanus glacialis/marshallae in the Pacific Arctic Ocean
DOI：10.3389/fmars.2023.1168015
