近6000年來，南極的生態(tài)系統(tǒng)一直在悄然演變。氣候變化如何影響南極物種棲息地的收縮和擴(kuò)張？對生態(tài)系統(tǒng)又有何影響？日前，武漢華大生命科學(xué)研究院、浙江大學(xué)生命演化研究中心、阿德萊德大學(xué)等國內(nèi)外科研機構(gòu)組成的研究團(tuán)隊，在國際期刊《自然·通訊》上發(fā)表了相關(guān)成果。
阿德利企鵝是生存在南極洲的主要企鵝類群之一，羅斯海沿岸是其傳統(tǒng)棲息地。研究團(tuán)隊在此收集了來自不同采樣點、不同深度的156份地層沉積物樣本，利用我國國產(chǎn)測序儀平臺進(jìn)行古DNA測序,通過地質(zhì)定年法明確各個樣品的年代。結(jié)果顯示，這些樣本的時間跨度大約為6000年。
兩年前，研究團(tuán)隊利用跨學(xué)科技術(shù)整合化石、古氣候、基因組信息，揭示出企鵝6000萬年來的物種演化歷程和對極端環(huán)境的適應(yīng)機制，見證了企鵝在大時間尺度上的物種演化。“現(xiàn)在，我們再次利用跨學(xué)科手段探索南極企鵝棲息地在小時間尺度的生態(tài)系統(tǒng)變化。DNA在寒冷環(huán)境中的降解速度較慢，因此古DNA可以較好地保存在南極沉積物中，讓我們能夠追溯過去的信息。”論文共同第一作者、武漢華大生命科學(xué)研究院生物信息副研究員周程冉說。
在重構(gòu)的南極生態(tài)系統(tǒng)中，阿德利企鵝與許多生物共同組成復(fù)雜的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，包括企鵝捕食者南極賊鷗，被捕食者南極磷蝦和南極銀魚等，以及作為食物鏈基礎(chǔ)的海洋浮游生物、南極水熊蟲等。“生物的分布情況在時間與空間上存在差異。數(shù)千年來羅斯海區(qū)域企鵝所消耗魚類的比例變化，表明氣候變化影響企鵝食物鏈的組成，并說明氣候變化對海洋生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要影響。”論文通訊作者、浙江大學(xué)生命演化研究中心教授張國捷介紹。
研究還發(fā)現(xiàn)，南象海豹與企鵝存在演替現(xiàn)象——大約1400年前，較溫暖的氣溫使海豹能夠生活在哈利特角地區(qū)，但隨著氣候變冷和海冰增加，海豹逐漸退出，該地區(qū)被適應(yīng)寒冷氣溫的阿德利企鵝占據(jù)。
在論文作者、華大生命科學(xué)研究院研究員李啟業(yè)看來，利用沉積物中的DNA研究南極高緯度地區(qū)生物多樣性的時空動態(tài)具有巨大潛力，但目前掌握的南極數(shù)據(jù)僅是冰山一角，未來需要通過更多國內(nèi)外合作填補資源空白，“這對理解南極生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要”。
近6000年來，南極的生態(tài)系統(tǒng)一直在悄然演變。氣候變化如何影響南極物種棲息地的收縮和擴(kuò)張？對生態(tài)系統(tǒng)又有何影響？日前，武漢華大生命科學(xué)研究院、浙江大學(xué)生命演化研究中心、阿德萊德大學(xué)等國內(nèi)外科研機構(gòu)組成的研究團(tuán)隊，在國際期刊《自然·通訊》上發(fā)表了相關(guān)成果。
阿德利企鵝是生存在南極洲的主要企鵝類群之一，羅斯海沿岸是其傳統(tǒng)棲息地。研究團(tuán)隊在此收集了來自不同采樣點、不同深度的156份地層沉積物樣本，利用我國國產(chǎn)測序儀平臺進(jìn)行古DNA測序,通過地質(zhì)定年法明確各個樣品的年代。結(jié)果顯示，這些樣本的時間跨度大約為6000年。
兩年前，研究團(tuán)隊利用跨學(xué)科技術(shù)整合化石、古氣候、基因組信息，揭示出企鵝6000萬年來的物種演化歷程和對極端環(huán)境的適應(yīng)機制，見證了企鵝在大時間尺度上的物種演化。“現(xiàn)在，我們再次利用跨學(xué)科手段探索南極企鵝棲息地在小時間尺度的生態(tài)系統(tǒng)變化。DNA在寒冷環(huán)境中的降解速度較慢，因此古DNA可以較好地保存在南極沉積物中，讓我們能夠追溯過去的信息。”論文共同第一作者、武漢華大生命科學(xué)研究院生物信息副研究員周程冉說。
在重構(gòu)的南極生態(tài)系統(tǒng)中，阿德利企鵝與許多生物共同組成復(fù)雜的生態(tài)網(wǎng)絡(luò)，包括企鵝捕食者南極賊鷗，被捕食者南極磷蝦和南極銀魚等，以及作為食物鏈基礎(chǔ)的海洋浮游生物、南極水熊蟲等。“生物的分布情況在時間與空間上存在差異。數(shù)千年來羅斯海區(qū)域企鵝所消耗魚類的比例變化，表明氣候變化影響企鵝食物鏈的組成，并說明氣候變化對海洋生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性具有重要影響。”論文通訊作者、浙江大學(xué)生命演化研究中心教授張國捷介紹。
研究還發(fā)現(xiàn)，南象海豹與企鵝存在演替現(xiàn)象——大約1400年前，較溫暖的氣溫使海豹能夠生活在哈利特角地區(qū)，但隨著氣候變冷和海冰增加，海豹逐漸退出，該地區(qū)被適應(yīng)寒冷氣溫的阿德利企鵝占據(jù)。
在論文作者、華大生命科學(xué)研究院研究員李啟業(yè)看來，利用沉積物中的DNA研究南極高緯度地區(qū)生物多樣性的時空動態(tài)具有巨大潛力，但目前掌握的南極數(shù)據(jù)僅是冰山一角，未來需要通過更多國內(nèi)外合作填補資源空白，“這對理解南極生態(tài)系統(tǒng)至關(guān)重要”。
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