黄海蛇尾纲优势物种食物来源分析

来源 :自然资源部第一海洋研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:beehxf
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蛇尾纲生物是重要的棘皮动物类群,广泛分布于不同海洋环境,是黄海大型底栖生物群落的优势种和建群种。黄海蛇尾纲生物主要有两种食性,一种为腐食食性,如浅水萨氏真蛇尾(Ophiura sarsii vadicola)和司氏盖蛇尾(Stegophiura sladeni);另一种为悬浮物食性,如紫蛇尾(Ophiopholis mirabilis)。但目前上述不同食性蛇尾纲生物的食物来源与重金属累积的研究较少。本文以蛇尾纲浅水萨氏真蛇尾、司氏盖蛇尾和紫蛇尾等黄海优势物种为研究对象,基于胃含微生物群落组成与功能预测、碳氮稳定同位素、脂肪酸组成与生物标志物分析了食物来源及其差异,同时揭示了重金属在不同食性蛇尾的累积差异,主要结果如下:(1)黄海蛇尾纲优势物种食物来源分析-基于胃含物微生物群落组成与功能特征基于16S rRNA基因高通量测序技术对司氏盖蛇尾、紫蛇尾、浅水萨氏真蛇尾与金氏真蛇尾的胃含微生物群落进行测序与分析。结果表明,胃含微生物群落组成丰富,物种多样性高,鉴定到56个门、569个属。胃含微生物群落组成与沉积物环境微生物差异显著,生物多样性较高。蛇尾胃含微生物优势类群为变形菌门、厚壁菌门、软壁菌门和拟杆菌门。不同食性蛇尾(腐食性司氏盖蛇尾与悬浮物食性紫蛇尾)胃含微生物群落结构存在一定差异,两种远岸腐食食性蛇尾(司氏盖蛇尾与浅水萨氏真蛇尾)相似性较高。胃含微生物功能预测结果表明,近岸与远岸司氏盖蛇尾胃含微生物在环境相关代谢通路中存在显著差异,不同食性蛇尾胃含微生物功能在脂质(Lipid metabolism)、碳水化合物(Carbohydrate metabolism)等代谢通路存在显著差异。系统发育分析结果显示,不同司氏盖蛇尾胃含微生物均存在高丰度的共生菌Canditatus Hepatoplasma属,其可能具有促进蛇尾营养代谢、提高生存率的作用。(2)黄海蛇尾纲优势物种食物来源分析-基于碳氮稳定同位素与脂肪酸碳氮稳定同位素结果表明,黄海浅水萨氏真蛇尾、司氏盖蛇尾和紫蛇尾营养级水平相似。紫蛇尾δ13C值含量变化范围较大,可能与其悬浮物食性有关。獐子岛海域的蛇尾及其他生物的潜在食物来源贡献率存在差异。紫蛇尾中,磷虾(33.35%)占比最高,其次为POM(25.98%)和SOM(22.84%),菲律宾蛤仔(17.83%)占比最低;浅水萨氏真蛇尾中,POM(28.26%)、磷虾(27.88%)和SOM(26.31%)三种占比相似;司氏盖蛇尾中,磷虾(37.17%)和菲律宾蛤仔(29.29%)占比高于POM(17.14%)和SOM(16.40%)。此外磷虾在虾夷扇贝、香螺和脉红螺中的比例均超过40%;菲律宾蛤仔在虾夷扇贝、鸡爪海星和香螺中的占比也超过30%。脂肪酸结果表明,该海域蛇尾与同域分布的滤食性贝类虾夷扇贝脂肪酸组成存在差异。表征陆地植物来源的脂肪酸在悬浮物食性的紫蛇尾中的含量高于腐食食性蛇尾;表征肉食性的脂肪酸在浅水萨氏真蛇尾和司氏盖蛇尾中含量较高;表征硅藻来源的二十碳五烯酸(Eicosapentaenoic Acid,EPA)在四种生物中含量均较高,在司氏盖蛇尾中含量最低。(3)重金属和甲基汞在不同蛇尾中的累积作用重金属与甲基汞结果显示,北黄海浅水萨氏真蛇尾、司氏盖蛇尾和紫蛇尾中重金属含量存在差异,且与悬浮物、沉积物重金属含量不同。Zn和Cr为三种蛇尾中含量最高的重金属,Cd和Hg含量最低。紫蛇尾与悬浮物Cu含量较高,表明紫蛇尾对于重金属Cu的累积与其悬浮物食性有关。重金属含量与蛇尾的δ13C值、δ15N值和盘径存在相关性。重金属Pb、As在司氏盖蛇尾和紫蛇尾中与δ13C值的累积作用不同,其余五种重金属的累积作用与食性无关;重金属Pb、As、Hg在司氏盖蛇尾和紫蛇尾中与δ15N值的累积作用存在差异,Cd、Zn、Cr、Cu的累积作用与食性无关;重金属Zn、Cr、Cu与个体大小的相关性在司氏盖蛇尾和紫蛇尾中不同,Cd、Pb、As、Hg在两种蛇尾中均与个体大小呈正相关。甲基汞与Hg含量进行关联分析结果表明,甲基汞含量与Hg含量在紫蛇尾中显著正相关(p<0.05);甲基汞含量与浅水萨氏真蛇尾的盘径呈显著负相关(p<0.05);与紫蛇尾的δ15N值和δ13C值均呈显著负相关(p<0.05)。
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