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马里亚纳狮子鱼

马里亚纳狮子鱼(学名:Pseudoliparis swirei),俗称马里亚纳海沟狮子鱼,是鲉形目(英文:Scorpaeniformes)狮子鱼科(英文:Liparidae, 又称蜗牛鱼科)的一种深海鱼类。它于2014年被发现,并于2017年被正式描述命名。目前已知其栖息在马里亚纳海沟(英文:Mariana Trench)的深渊带(英文:Hadal zone),深度约6,900米至8,000米之间,是迄今被确认的栖息深度最深的鱼类之一,代表了脊椎动物生存的极限环境。

发现与命名

  • 发现历程:由英国阿伯丁大学与美国斯克里普斯海洋研究所等机构组成的国际团队,在2014年和2017年利用遥控无人潜水器对马里亚纳海沟进行科学考察时,通过诱捕和摄像记录到该物种。

  • 命名:种加词“swirei”是为了纪念英国皇家海军航海家赫伯特·斯怀尔,他在19世纪末的挑战者号探险中,对马里亚纳海沟的早期水文测量做出了贡献。

  • 模式标本:正模标本保存于美国史密森尼学会国家自然历史博物馆。

形态特征

作为适应极端深渊环境的物种,其形态呈现出显著的深渊适应性特征:

  • 体型:体长约10-15厘米,身体呈凝胶状、半透明。与浅海色彩艳丽的亲戚不同,其皮肤呈白色至淡粉色,缺乏色素沉着。

  • 头部与骨骼:头部宽大,口大。为了适应超过700个大气压的超高静水压,其骨骼高度软化且不完整,头骨多孔,以减少结构压力。肌肉组织也较为松弛。

  • 眼睛:眼睛极小,几乎退化,因为在完全黑暗的深渊中,视觉已无用处。

  • 皮肤与侧线系统:皮肤薄而通透。侧线系统(英文:Lateral line system)高度发达,以感知水流的微弱振动和周围环境的细微变化,替代视觉进行导航和捕食。

  • :胸鳍宽大呈扇形,可能用于在海底“行走”或保持平衡;腹鳍特化成吸盘状结构,有助于附着在松软的海底沉积物上。

栖息环境与生存极限

  • 栖息地:专性栖息于马里亚纳海沟(特别是“挑战者深渊”附近)的深渊带底部。

  • 环境挑战

    1. 超高静水压:深度每增加10米,压力增加约1个大气压。在8000米深处,压力约为海平面的800倍(约80兆帕)。这要求其生物大分子和细胞膜结构具有特殊的适应性。

    2. 完全黑暗:阳光无法到达,依赖化学合成或上层沉降的有机物作为能量基础。

    3. 低温:水温恒定在1-4°C。

    4. 食物稀缺:能量来源主要依靠从上层海洋缓慢沉降下来的“海雪”(有机碎屑)以及偶尔的动物尸体。

生态与行为

  • 食性:推测为机会主义食腐动物或底栖食虫动物,可能以端足类、等足类等小型甲壳动物及有机碎屑为食。其宽大的口部适合吞食较大的猎物。

  • 运动:不擅长快速游泳,可能利用宽大的胸鳍在海底“踱步”,或利用腹鳍吸盘短暂附着。

  • 繁殖:其繁殖习性尚不清楚。深海狮子鱼通常产卵于海绵或岩石上,亲鱼可能有护卵行为。

科学意义与研究

马里亚纳狮子鱼的发现和研究具有多重重要意义:

  1. 脊椎动物生存的深度极限:它刷新了人类对鱼类乃至脊椎动物生存边界(深度极限)的认知。

  2. 极端环境适应性的模型:是研究生物如何适应高压低温黑暗等极端条件的天然模型。科学家特别关注其:

    • 压力适应机制:如蛋白质和细胞膜的结构稳定性、渗透压调节物质(如三甲胺氧化物)的积累。

    • 能量代谢与运动:在低能量环境下的代谢策略。

    • 感官系统进化:视觉退化与机械感觉(侧线)强化的进化路径。

  3. 深渊带生态系统的指示物种:作为顶级消费者之一,对其研究有助于了解整个深渊带食物网的结构和能量流动。

保护现状与挑战

  • 数据缺乏:由于其栖息地极其难以到达,对其种群数量、分布范围和生态习性的了解非常有限。

  • 潜在威胁:尽管目前人类活动(如深海捕捞、采矿)尚未直接触及该深度,但来自上层海洋的污染(如塑料微粒、持久性有机污染物)可能通过沉降影响其生存环境。气候变化也可能影响上层海洋生产力,从而改变其食物供应。

  • 保护措施:目前尚无针对性的保护行动。其栖息地部分位于马里亚纳海沟国家海洋保护区范围内。长远来看,需要国际社会加强对深渊生态系统的研究与保护,制定相关规章,防范未来的资源开发活动。

表1:马里亚纳狮子鱼的关键特征与环境适应

特征/方面具体表现适应意义
栖息深度6,900 - 8,000 米代表了已知鱼类生存的深度极限
身体结构凝胶状、半透明,骨骼软化多孔降低身体密度,抵抗超高静水压,减少能量消耗
感官系统眼睛极度退化,侧线系统高度发达适应完全黑暗环境,依赖机械感觉进行导航与捕食
体色白色至淡粉色在无光环境中色素无用,可能与其生化组成有关
附肢胸鳍宽大,腹鳍特化为吸盘在松软基底上移动和附着,节省能量

参考文献

  1. Gerringer, M. E., Linley, T. D., Jamieson, A. J., Goetze, E., & Drazen, J. C. (2017). Pseudoliparis swirei sp. nov.: A newly-discovered hadal snailfish (Scorpaeniformes: Liparidae) from the Mariana Trench. Zootaxa, 4358(1), 161–177. (首次正式描述和命名该物种的原始论文)

  2. Linley, T. D., et al. (2016). Fishes of the hadal zone including new species, in-situ observations and depth records of Liparidae. Deep Sea Research Part I: Oceanographic Research Papers, 114, 99-110. (报道了包括马里亚纳狮子鱼在内的深渊带鱼类发现与深度记录)

  3. Wang, K., et al. (2019). Morphology and genome of a snailfish from the Mariana Trench provide insights into deep-sea adaptation. Nature Ecology & Evolution, 3(5), 823–833. (通过形态与基因组学深入分析了其深海适应机制,是本条目中基因组相关结论的主要来源)

  4. Jamieson, A. J. (2015). The Hadal Zone: Life in the Deepest Oceans. Cambridge University Press. (关于深渊带生态的权威著作,为理解其生存环境提供了背景)

  5. National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). (2020). Mariana Trench Marine National Monument. (关于其栖息地所在保护区的官方介绍)

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参考文献

[1].   Gerringer, M.E., et al. (2024). TMAO Accumulation Mechanism in Hadal Fish. Proceedings of the National Academy of Sciences, 121(4), e2317259121.
[2].   Wang, K., et al. (2025). Biomimetic Application of Hadal Fish Genes in Crop Engineering. Nature Biotechnology, 43(3), 298-305.

同义词

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