在阿留申海深处：通过综合方法揭示塔奈德科（Tanaidacean）的生物多样性

《Progress in Oceanography》：Beneath the Aleutian depths: Tanaidacean biodiversity revealed through an integrative approach

Tanaidacea物种多样性在贝加尔海和Aleutian海沟的首次综合评估，通过形态学与COI条形码结合，发现69个物种，揭示高隐种多样性和显著区域分化，尤其是南部和北部海沟斜坡的多样性最高。

　　

Kamila G?uchowska | Marta Gellert | Magdalena B?a?ewicz

波兰罗兹大学精确与自然科学博士学院，Matejki 21/23，90-237 罗兹

摘要

坦奈德虾（Tanaidacea）是一类分类学上多样化的甲壳动物，对深海底栖群落的结构和功能起着重要作用。尽管它们在生态上具有重要意义，但其分类学和生物地理学特征仍知之甚少，尤其是在北太平洋的高纬度地区，这些地区受到的科学关注有限。本文基于AleutBio考察（SO293）期间收集的样本，首次对白令海和阿留申海沟中的坦奈德虾多样性进行了综合评估。共检查了521个标本，其中90个个体被选用于分子分析，获得了24个高质量的COI条形码，代表了9个科中的21个分子特征明确的分类单元。形态学和分子分析相结合的方法鉴定出69个潜在物种，这些物种分布在四个不同的区域（白令海深渊、阿留申海沟的北部和南部斜坡以及海沟底部），其中南部和北部斜坡的物种丰富度和多样性最高。尽管测序成功率有限，但分子系统发育分析揭示了多个不同的谱系和显著的遗传分化。不同区域之间的物种组成存在显著差异，有31个分类单元仅出现在一个区域，仅有3个物种在所有区域均有分布，表明存在明显的区域结构化和有限的扩散现象。这些发现突显了深海坦奈德虾的隐秘和特有多样性，并强调了在探索不足的深渊和深层栖息地中继续进行综合分类学研究的重要性。

引言

坦奈德虾属于拟腹甲类（Peracarida）甲壳动物，是广泛海洋栖息地中底栖无脊椎动物群落的重要组成部分，包括一些极端深海环境。尽管它们在全球范围内分布广泛且在沉积生态系统中具有功能重要性，但这一类群在分类学和系统发育学上仍研究不足，尤其是在高纬度深海区域。这一知识空白在北太平洋尤为明显，因为该地区的采样工作历来有限，大多数拟腹甲类的分子数据也非常稀缺（例如Kudinova-Pasternak, 1973; Hessler and Jumars, 1974; Brandt et al., 2007, B?a?ewicz et al., 2019, Stepien et al., 2019）。

白令海和阿留申海沟是全球探索最少的深海生物区域之一。尽管已有几项形态学研究记录了该地区丰富的坦奈德虾物种，但现有数据仍然零散且缺乏分子特征描述（例如Kudinova-Pasternak, 1973; Gellert et al., 2025; G?uchowska et al., 2025, Jakiel et al., 2025; Palacios Theil et al., 2025）。此外，该地区复杂的地形——从广阔的大陆架到深海、深渊和深层区域——为研究深度梯度和空间隔离如何影响物种更替和遗传分化提供了独特的环境（Levin et al., 2001, Rex and Etter, 2011）。

基于线粒体细胞色素氧化酶亚基I（COI）的DNA条形码技术在其他深海拟腹甲类研究中已被证明在揭示隐秘多样性和解决进化关系方面非常有效（例如Brix et al., 2021, Gellert et al., 2022）。然而，针对北太平洋坦奈德虾的类似分子评估仍较为缺乏。鉴于基于形态学的分类学方法存在的局限性，整合分子数据对于建立可靠的区域基准和进行有意义的生物地理比较至关重要（Frutos et al., 2022）。正如Frutos等人（2022）所指出的，这些局限性主要源于隐秘物种的高发率和明显的性别二态性，这两者常常导致分类上的膨胀或误鉴。此外，深海甲壳动物的物理脆弱性使得在采样和筛选过程中容易丢失诊断结构（如刚毛和附肢），而长期使用乙醇保存方法也会使内部特征变得模糊。综上所述，综合研究方法对于可靠的物种界定至关重要。

本研究的目的是利用结合COI条形码和详细形态鉴定的综合框架，评估白令海和阿留申海沟中坦奈德虾的分类学和遗传多样性。我们基于AleutBio考察（SO293）期间收集的样本，首次提供了该地区坦奈德虾的分子数据集。我们的目标是描述四个不同深度区域的坦奈德虾群落，并评估这些研究不足的栖息地中的分类重叠和特有性。通过提供对这一最少被研究的深海区域中坦奈德虾群落的遗传学见解，本研究有助于更深入地理解拟腹甲类的多样性和生物地理结构（Miljutin et al., 2010, Sinniger et al., 2016, Washburn et al., 2021）。

研究区域

本研究在白令海及其相邻的阿留申海沟进行，该地区具有明显的深度复杂性和强烈的海洋学梯度，位于北太平洋和北冰洋的交界处。白令海是一个亚北极边缘海，面积约为200万平方公里，东部大陆架宽度超过500公里，西部则缩减至约100公里（Stabeno and Van Meurs, 1999, Therriault et al…）

东北太平洋四个预定义区域的坦奈德虾多样性

为了全面了解采样情况，共检查了来自东北太平洋四个预定义区域的521个坦奈德虾标本：其中108个来自白令海（BS），177个来自阿留申海沟北部斜坡（NS），160个来自南部斜坡（SS），76个来自海沟的深层区域（AT）。从这些样本中选取了90个用于DNA提取。

讨论

本研究首次从分子角度综合评估了东北太平洋坦奈德虾的多样性和群落结构，重点关注阿留申海沟系统。通过结合广泛的形态学分析和COI条形码技术，我们发现了意想不到的高分类丰富度、强烈的空间结构以及大量先前未记录的进化谱系。鉴定出的69个坦奈德虾分类单元以及首次获得的分子数据……

结论与未来研究方向

本研究首次对阿留申海沟区域的坦奈德虾多样性进行了综合评估，揭示了相邻深海环境之间物种丰富度、丰度和群落组成的显著差异。海沟的南部和北部斜坡物种多样性最高，而白令海和深层海沟底部的群落较为贫乏。分子数据表明存在大量新谱系和显著的遗传分化……

未引用的参考文献

Araújo-Silva et al., 2015, B?a?ewicz et al., 2024, B?a?ewicz-Paszkowycz et al., 2014, Costa et al., 2009, Gellert et al., 即将发表, Jakiel and B?a?ewicz, 即将发表, Jakiel et al., 2020, Kakui et al., 2020, Larsen et al., 2011, McLelland, 2007, Palacios Theil et al., 即将发表, Pabis et al., 2014, Simon-Lledó et al., 2023, Stepien et al., 2023, Taucher et al., 2022, Yu et al., 2022.

CRediT作者贡献声明

Kamila G?uchowska：撰写——初稿、可视化、方法论、调查、数据分析。Marta Gellert：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、方法论、数据分析。Magdalena B?a?ewicz：撰写——审稿与编辑、撰写——初稿、监督、数据分析。

资助

材料收集和分类工作是在AleutBio项目框架内完成的，该项目由德国联邦教育和研究部（PTJ）通过授予Angelika Brandt教授的03G0293A号资助。该项目与德国法兰克福的Senckenberg研究所和自然历史博物馆以及歌德大学合作开展。后续研究得到了波兰国家科学中心（National Science Center）的资助（项目编号2023/49/B/NZ8/03547）。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益冲突或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

我们衷心感谢RV “Sonne”号考察船上的技术和科学团队在AleutBio考察（SO293）期间的宝贵支持，他们的努力确保了考察活动的安全和高效进行。这是AleutBio系列研究的第39篇论文。