摘 要:为调查摸清秦皇岛自由生活海洋线虫(free-living marine nematode),于2024年4月对秦皇岛潮间带自由生活海洋线虫进行了调查研究,鉴定和描述了3个新纪录种,即Oncholaimus minor Chen & Guo,2014、Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020和Metadesmolaimus zhanggi Guo,Chen & Liu,2016,隶属3个目,3个科,3个属。O. minor Chen & Guo,2014,体长较短,口腔呈深桶状,交接器弧长为24.83~25.43 μm。Metachromadora xiamenensis Zhou, Zeng, Cai, Fu&Tan,2020,体形为圆柱状,尾部短且为圆锥形。Metadesmolaimus zhanggi Guo, Chen & Liu,2016,体表呈现棕黄色,口腔为梨形,尾部末端有尾刚毛。研究发现O. minor Chen & Guo,2014与Metachromadora xiamenensis Zhou, Zeng, Cai, Fu & Tan,2020为该海域常见种,数量较多。
关键词:自由生活海洋线虫; 分类; 秦皇岛;潮间带
基金项目:教育部产学合作协同育人项目(230801018114051),河北省省属高等学校基本科研业务费研究项目(KY2021011)。
作者简介:曹英昆(1986-),女,博士,讲师,研究方向:水域生态学。E-mail:yingkun-cao@163.com。
DOI:10.3969/j.issn.1004-6755.2024.10.002
线虫动物门(Nematoda)是动物界中最大的门之一,线虫作为假体腔动物,体小呈圆柱形,广泛分布于淡水、海水、陆地,数量庞大,能在恶劣环境中生存。线虫分为寄生线虫和自由生活线虫两大类,后者广泛分布于土壤、淡水和海洋等生境。自由生活海洋线虫是海洋小型底栖动物中的优势类群,数量众多,分布广泛,在底栖生态系统中扮演着关键角色,通过适应多样环境和占据不同营养级,对能量流动与物质循环具有显著影响。自由生活海洋线虫的丰度、多样性和种类组成随季节、纬度、沉积物粒度大小、有机质含量、水深等环境因子的不同而变化,这使其在海洋环境监测的实践中发挥着关键作用。因此,对底栖环境中自由生活海洋线虫的分类学研究对海域生态系统的健康评估具有重要意义。
线虫分类学研究是一个长期而复杂的过程,它依赖于对线虫形态特征的详细观察和分析。De Man提出的“De Man”公式为线虫分类提供了重要的量化参数,包括体长、体长与体宽的比值、体长与食道长的比值以及体长与尾长的比值等,这些参数至今仍被广泛用于线虫的分类鉴定中。20世纪中叶,Chitwood根据有无尾腺的解剖学特征将线虫分为泄管纲(Secernentea)和泄腺纲(Adenophorea)两个纲,这一分类体系被广泛接受并使用。随后,Lorenzen基于分支系统学理论对自由生活海洋线虫的分类系统进行了进一步的修正和完善,形成了现代线虫分类学的基础。线虫的分类鉴定主要依赖于形态学特征,包括角皮结构、体刚毛、头部结构、化感器、口腔结构、食道结构、腹腺位置、贲门形状、雄性与雌性生殖系统特征以及尾部特征等。这些特征不仅用于线虫的分类,还涉及其生态功能和摄食习性。
中国海域的自由生活海洋线虫研究已覆盖渤海、黄海、东海及南海,黄海已鉴定260余种,东海350余种,南海300余种,渤海170余种。与其它海域相比,渤海的研究相对较少,数据相对匮乏。我国自由生活线虫的分类研究虽有进展,但各海域研究不平衡,四大海域的种类组成和多样性研究尚不充分。
我国作为海洋大国,拥有丰富的海洋资源。建立海洋生态监控区和进行沉积环境生物监测,对于维护海洋经济的持续发展至关重要。秦皇岛作为北方海滨城市,其海域和海岸线资源丰富。本研究通过对秦皇岛海域潮间带的沉积物进行采集,并针对其中的几种自由生活海洋线虫开展分类学研究,旨在为该海域生态系统的健康评估提供科学依据,进而支持沿海生物资源的合理开发与保护。同时,本研究也为中国海洋线虫的研究领域贡献了新的资料。
1 材料与方法
1.1 采集
采样地点位于河北省秦皇岛市海港区海滩(见表1)。随机选择一个未受明显干扰的区域,并在其中确定三个采样点,使用柱状采样器采集沉积物样本。
1.2 样品分选
在本项研究中,针对砂质沉积物样本的处理,主要采取了上浮液倾倒法进行初步筛选。针对筛选后沙粒含量依然较高的样本,进一步应用了Ludox离心技术以实现海洋线虫的精细分离。具体实验操作步骤如下:首先,将100 mL的样本置于1 000 mL的量筒中,加入自来水,将手掌心紧密贴合于量筒的开口处,上下颠倒摇匀,待沙粒大部分沉降后,将上层液体和一些未沉降的沙粒通过0.5 mm和0.042 mm孔径的筛网过滤,重复10次。在初步筛选后,若0.042 mm孔径的筛网上的物质中沙粒含量较低,则可直接将0.042 mm孔径筛网上收集到的物质用水冲洗至培养皿中;若0.042 mm孔径的筛网上的物质中沙粒含量较高,则使用Ludox离心法来进一步分离海洋线虫。
Ludox离心法操作步骤:首先,采用密度为1.15 g/cm3的Ludox溶液对0.042 mm孔径的筛网上的沉积物进行冲洗,将其转移至离心管中。之后,在离心机中以3 000 r/min的速度离心10 min,将沙粒沉降。离心结束后,将上层清液通过0.042 mm孔径的筛网进行过滤,以去除Ludox溶液。最终,将筛网上的物质转移到培养皿中,以便于后续的观察和分析。
1.3 线虫标本制作
将挑选出的线虫转移到装有透明液(无水乙醇∶甘油=3∶1)的玻璃容器中,放入通风橱3~4 d后,水和酒精挥发,液体有黏稠感,此时甘油渗入虫体,使虫体透明,便于观察鉴定。在无菌载玻片上,用石蜡做好直径为1.5 cm的蜡圈,在蜡圈中间滴一滴甘油,用解剖针挑取8~10条线虫到甘油里,加盖玻片,在加热板上用55 ℃加热到蜡圈融化,待石蜡冷却凝固后即可观察。
1.4 种类鉴定及测量
将样本制成装片后,利用生物显微镜在不同放大倍数下对形态进行观测。首先,依据由Howard M.Platt和Richard M.Warwick整理的自由生活海洋线虫的分类手册以及国内外文献资料,对自由生活海洋线虫鉴定到属并做好记录;其次,使用相应软件(MJLPro standard V1.2 chs、Shineso F210)测量相关数据,包括体长、体宽、咽长、尾长等,同时计算德曼值;再次,依据以上线虫分类手册及Nemys网站(https://www.nemys.ugent.be)对几种自由生活海洋线虫鉴定,直至鉴定到种的水平;最后,对鉴定到种的线虫进行描述。
2 结果与分析
2.1 Oncholaimus minor Chen & Guo,2014形态鉴定
Oncholaimus属的主要特征包括:具有一个显著的大型左腹侧牙齿、单一卵巢以及雄性个体特有的短刺针状交接刺。此外,Oncholaimus属的线虫尾部形态具有多样性,可以是短且向腹侧弯曲,或者是较长且相对直,这一特征在物种的鉴定过程中起到了关键作用。雄性个体还拥有环绕肛门的刚毛,这些结构在交配过程中扮演着至关重要的角色,并且在不同物种间展现出差异性。其中Oncholaimus minor Chen & Guo,2014(见图1),体长较短,大约在1 541~2 002 μm之间,而O. xiamenense Chen & Guo,2014,体长较长,范围在2 480~3 012 μm。基于详细的形态测量数据,O. minor Chen & Guo,2014,体长从1 514.92~1 619.30 μm不等,头直径介于18.66~21.60 μm,头部刚毛长度为14.41~15.22 μm,口腔腔长度为26.83~27.93 μm,直径为12.29~14.07 μm。化感器到前端的距离为25.63~28.14 μm,所在体直径为5.10~5.85 μm。雌性个体的尾长为79.23~82.23 μm,而雄性个体的交接器弧长则为24.83~25.43 μm。O. minor Chen & Guo,2014,头部与身体之间呈现出平缓的过渡,头部有长短不一的刚毛。该种类的口腔呈深桶状,其中左侧下腹位置有一个显著的齿,而右侧下腹和背部则各有一个小齿。其感觉器官呈杯状,具有浅凹面,而咽部则是长圆柱形。雄性个体的尾部短而粗,中间部分有明显的弯曲,两侧有刚毛;雌性个体的尾部较长,轻微向腹面弯曲。雄性的交接器较短且直,末端的一半膨胀,尖端尖锐。测量数据见表2。
2.2 Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020形态鉴定
Metac67d7eae11eb0fcf28fd46ac0bda8047b93c12d6a14087e18a1830b3192722814hromadora属的线虫可以通过一系列独特的形态特征进行识别。这些特征主要包括:具有背侧牙齿的口部、发育良好的后咽球,以及后咽球内部厚实的角质层。在Metachromadora属中,某些种类的肛前附器特别发达,几乎延伸至食道,并且呈现出角质层化的特征。Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020(见图2),体形为圆柱状,头部与身体其余部分界限分明,且头部头囊光滑。其环状双穴的开口位于顶部,具有明显的双轮廓特征,咽部由分叉的角质层内腔构成,显示出独特的结构。尾部短且为圆锥形,前后两端没有专门的运动刚毛。在雄性个体中,身体保持圆柱形,头部与身体其余部分明显分离。体表感觉器较短且稀疏,排列不规则,这可能与环境感知有关。神经环不明显,这可能反映了该物种神经系统的简化或特化。雄性个体具有一个前睾丸,位于肠道的右侧。形态测量数据进一步细化了这一新种的特征,其中体长范围在2 356.36~2 683.21 μm,头直径在15.02~16.45 μm之间,头刚毛长度为9.49~10.32 μm。口腔长度和直径分别为7.60~8.66 μm和8.53~9.39 μm。化感器到前端的距离为6.68~7.28 μm,化感器所在体直径为7.22~8.05 μm。尾长为106.20~117.49 μm,交接器弧长为43.36~47.65 μm。体长与体的最大宽度比为60.45~68.80,体长与尾长比为21.10~24.56。测量数据见表2。
2.3 Metadesmolaimus zhanggi Guo,Chen & Liu,2016形态鉴定
Metadesmolaimus属的线虫通常栖息于海洋环境,尤其是在沙质或泥质的底质中。该属线虫的显著特征包括棕色的体表和向前延伸的口部结构,体长一般介于0.8~2 mm之间。在该属中,Metadesmolaimus zhanggi Guo,Chen & Liu,2016(见图3),体长范围为1 197.16~1 230.66 μm,头直径则在14.16~15.36 μm之间。其体表呈现棕黄色,并且具有显著的环状纹理。该种类的头部与身体界限分明,环绕头部的是外唇刚毛和头刚毛,其中内唇刚毛呈现分节状。头刚毛长度大约在10~13 μm。口腔为梨形,具有一个显著向前延伸的圆柱形结构,且口腔特征显示出细微的变异,长度在12.79~13.98 μm之间,直径则在9.30~10.87 μm之间。身体其余部分散布着较短的体刚毛。雄性化感器呈圆形或近乎圆形,雌性化感器则为圆形或椭圆形。化感器的位置距离前端的距离在15.43~16.95 μm之间,且化感器所在的体直径在7.39~7.70 μm之间。在化感器前端水平位置,有一对刚毛。尾部纤细,呈圆锥~圆柱形,尾部末端有尾刚毛。尾部长度也表现出变异,从118.63~129.71 μm不等。交接器成对且等长,呈“L”形,近端头状膨大,远端较尖。交接器的弧长在23.93~24.32 μm之间。测量数据见表2。
3 讨论
秦皇岛海域的海洋线虫作为小型底栖生物群落的重要组成部分,对海洋生态系统的健康和功能发挥着重要作用。本文从秦皇岛海域的海洋样品中分离到了3个常见种,包括Oncholaimus minor Chen & Guo,2014、Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020和Metadesmolaimus zhanggi Guo,Chen & Liu,2016。在对福建省四个采样站位夏季线虫群落的属级水平研究中,陈玉珍发现Oncholaimus和Metachromadora两个属,因其显著的优势度(分别为10.23%和8.44%)而被认为是该区域的优势属。在东海潮间带自由生活线虫的研究中,王海霞也观察到了属级水平上的优势种。具体来说,数量超过线虫总数2%的属被认定为优势属,其中包括了Oncholaimus属和Metadesmolaimus属。这些优势属的识别对于理解该区域海洋线虫的生态结构和生物多样性具有重要意义。本研究发现Oncholaimus minor Chen & Guo,2014与Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020为秦皇岛海域常见种,数量较多。研究结果与福建海域和东海潮间带上发现的线虫群落展现出一定程度的相似性。自20世纪80年代以来,线虫群落已成为监测陆地环境变化的重要研究对象。线虫因其种类丰富、数量众多,广泛分布于淡水、海洋和陆地生态系统中,并且全年均可采集,成为环境监测的理想生物指标。线虫对环境变化极为敏感,因此,研究者常通过观察线虫群落的变化来评估环境状况。随着线虫在生态研究中的广泛应用,对线虫群落及其特性的研究不断深化,相关研究指标也日趋标准化。此外,线虫种名录的编制对线虫分类学研究具有重要价值,为现代自由生活线虫分类学家提供了理论依据。
4 结论
本文描述了三种自由生活海洋线虫,丰富了我国渤海海洋线虫的物种多样性信息,进一步扩大了这三个物种的地理分布范围。Oncholaimus minor Chen & Guo,2014隶属于嘴刺目(Enoplida),钩线虫科(Oncholaimidae)。Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020隶属于色矛目(Chromadorida),链环线虫科(Desmoscolecidae)。Metadesmolaimus zhanggi Guo,Chen & Liu,2016隶属于单宫目(Monhysterida),希阿利线虫科(Xyalidae)。Oncholaimus minor Chen & Guo,2014,体长较短,口腔呈深桶状,交接器弧长为24.83~25.43 μm,化感器到前端的距离为25.63~28.14 μm,所在体直径为5.10~5.85 μm。Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020,体形为圆柱状,尾部短且为圆锥形,化感器到前端的距离为6.68~7.28 μm,化感器所在体直径为7.22~8.05 μm。Metadesmolaimus zhanggi Guo,Chen & Liu,2016,体表呈现棕黄色,口腔为梨形,尾部末端有尾刚毛。研究发现Oncholaimus minor Chen & Guo,2014与Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020为该海域常见种,数量较多。
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Descriptions of three new record species of free-living marine nematode from the Qinhuangdao Sea intertidal zone
CAO Yingkun1,2, MA Futang1,2, LIU Jianxia1,2, SHI Jiahao1,2
(1. Ocean College of Hebei Agricultural University,Qinhuangdao 066003, China;2. Hebei Key Laboratory of Nutritional Regulation and Disease Control for Aquaculture, Qinhuangdao 066003, China)
Abstract:In order to investigate and understand free-living marine nematodes in Qinhuangdao, an investigation and research was conducted on free-living marine nematodes in the intertidal zone of the sea of Qinhuangdao in April 2024.Three new record species of free-living nematodes were identified and described:Oncholaimus minor Chen & Guo,2014; Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020; Metadesmolaimus zhanggi Guo,Chen & Liu,belonging to 3 orders,3 families and 3 genera.Oncholaimus minor Chen & Guo,2014,the body length is relatively short,and the oral cavity is deep barrel shaped,with an arc length of 24.83~25.43 μm.Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu & Tan,2020,the body shape is cylindrical,with a short and conical tail.Metadesmolaimus zhanggi Guo,Chen & Liu,2016,the body surface appears brownish yellow,the oral cavity is pear shaped,and there are tail bristles at the end of the tail.It was found that Oncholamus minor Chen&Guo (2014) and Metachromadora xiamenensis Zhou,Zeng,Cai,Fu&Tan (2020) are common and abundant species in this area.
Key words:free-living marine nematode; taxonomy; Qinhuangdao; intertidal zone
(收稿日期:2024-09-13)
勘 误
由于校对疏忽,本刊 2024年第9期第17页《低盐度胁迫对褶皱臂尾轮虫增殖情况的影响》一文作者的单位信息有误,现更正如下:
杨博添1,2,3,罗 颖2,3,吴洪芳2,3,付生云2,3
(1.四川水利职业技术学院,四川 成都 611231;2.青海湖裸鲤救护中心,青海 西宁 810016;3.青海省青海湖裸鲤繁育与保护重点实验室,青海 西宁 810016)
YANG Botian1,2,3,LUO Ying2,3,WU Hongfang2,3,FU Shengyun2,3
(1.Sichuan Water Conservancy Career Technical College,Chengdu 610041,China; 2.The Rescues Center of Gymnocypris przewalskii,Xi’ning 810016,China;3.Key laboratory of Breeding and Protection of Gymnocypris przewalskii in Qinghai Province,Xi’ning 810016,China)
特此更正并致歉!