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崇明生態(tài)島原生動(dòng)物研究取得新進(jìn)展
原生動(dòng)物，尤其纖毛蟲(chóng)原生動(dòng)物，是浮游動(dòng)物的主要類(lèi)群。因其為單細(xì)胞真核生物，較輪蟲(chóng)和小型甲殼動(dòng)物等后生浮游動(dòng)物對(duì)環(huán)境變化更為敏感，被廣泛用于水環(huán)境監(jiān)測(cè)。但因個(gè)體微小，鑒定困難，國(guó)內(nèi)淡水浮游動(dòng)物調(diào)查中常忽視該類(lèi)群，導(dǎo)致當(dāng)前對(duì)我國(guó)淡水浮游原生動(dòng)物群落的了解仍較為缺乏。近年來(lái)環(huán)境DNA（eDNA）方法的使用，降低了研究門(mén)檻，使得該類(lèi)群研究受到日益關(guān)注。
為了農(nóng)業(yè)灌溉和防洪防汛，崇明島早期開(kāi)挖了眾多河道、溝渠，當(dāng)前呈現(xiàn)交錯(cuò)縱橫的復(fù)雜河網(wǎng)結(jié)構(gòu)。這種復(fù)雜結(jié)構(gòu)造成崇明島內(nèi)陸水體具有極強(qiáng)的連通性，更易于浮游生物的擴(kuò)散。同時(shí)作為河口島嶼，水體鹽度不穩(wěn)定，變化劇烈。這些因素均可能降低浮游生物對(duì)當(dāng)?shù)厮|(zhì)的指示能力。
本工程中心潘宏博副教授研究小組為進(jìn)一步探究在復(fù)雜河網(wǎng)中以纖毛蟲(chóng)為代表的原生動(dòng)物是否對(duì)水環(huán)境具指示作用，結(jié)合基于形態(tài)鑒定的定量蛋白銀（QPS）方法和eDNA方法對(duì)崇明島河道開(kāi)展了調(diào)查。相關(guān)結(jié)果分別發(fā)表于國(guó)際原生生物學(xué)會(huì)主辦刊物《Journal of Eukaryotic Microbiology》和《湖泊科學(xué)》上。
圖1 采樣點(diǎn)分布圖
結(jié)果發(fā)現(xiàn)，eDNA法檢出的種類(lèi)更多，共檢測(cè)到11個(gè)綱，包含QPS法檢到的8個(gè)綱（圖2）。但在較低級(jí)的分類(lèi)等級(jí)中，兩種方法檢測(cè)到的纖毛蟲(chóng)類(lèi)群差異較大。一方面顯示出eDNA具有更高靈敏度和分辨率；另一方面，結(jié)合降水?dāng)?shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn)，強(qiáng)降水將纖毛蟲(chóng)底棲類(lèi)群從河床側(cè)壁和底質(zhì)中攪起，是造成了eDNA結(jié)果的多樣性指數(shù)在夏季顯著高于其他季節(jié)的主要原因（圖5C）。
圖2 兩種方法在各分類(lèi)等級(jí)的鑒定結(jié)果
在綱級(jí)水平，兩種方法均表明崇明島的纖毛蟲(chóng)群落存在明顯的季節(jié)演替，但演替模式有所不同（圖3）。丁丁目（Tintinnida），環(huán)毛目（Choreotrichida）和寡毛目（Oligotrichida）在兩種方法的結(jié)果中均為主要優(yōu)勢(shì)類(lèi)群，在各季節(jié)的相對(duì)豐度占比超過(guò)50%（QPS法在冬季的結(jié)果除外）。
圖3 崇明島河道浮游纖毛蟲(chóng)群落組成
零模型分析顯示，不同季節(jié)的浮游纖毛蟲(chóng)群落組裝機(jī)制均主要受隨機(jī)過(guò)程影響（圖5）。其中均勻擴(kuò)散是所有季節(jié)的主要過(guò)程，春季占81.05%，夏季占84.21%，秋季占61.04%，冬季占83.98%（圖5B）；可變選擇次之，其在秋季貢獻(xiàn)最大（20.35%），在夏季貢獻(xiàn)最?。?.26%）；漂變則呈現(xiàn)出不同的模式，秋季占比最高（16%），冬季最?。?.30%）。推測(cè)自然降水和崇明島頻繁的開(kāi)閘等水文管理導(dǎo)致了浮游纖毛蟲(chóng)群落構(gòu)建以同質(zhì)擴(kuò)散為主導(dǎo)。
雖然隨機(jī)過(guò)程主導(dǎo)了崇明島河道浮游纖毛蟲(chóng)群落構(gòu)建，但纖毛蟲(chóng)群落結(jié)構(gòu)變化仍與與營(yíng)養(yǎng)鹽等水質(zhì)指標(biāo)（NO2-，NH4 ，TP）顯著相關(guān)，但鹽度對(duì)其影響并不顯著（圖4），表明纖毛蟲(chóng)群落在河口島嶼復(fù)雜河網(wǎng)環(huán)境中仍可指示環(huán)境的變化。
圖4 浮游纖毛蟲(chóng)群落α多樣性和β多樣性
圖5 崇明島河道浮游纖毛蟲(chóng)群落構(gòu)建機(jī)制
進(jìn)一步利用指示值（IndVal）分析，發(fā)現(xiàn)奇異海游蟲(chóng)、象鼻擬長(zhǎng)頸蟲(chóng)、透明裂隙蟲(chóng)等纖毛蟲(chóng)可作為崇明島河道潛在指示物種。
表1 原生動(dòng)物潛在指示種
總結(jié)
研究團(tuán)隊(duì)結(jié)合eDNA法和傳統(tǒng)（QPS）方法研究崇明島復(fù)雜河網(wǎng)中浮游纖毛蟲(chóng)的多樣性。兩種方法都表明，纖毛蟲(chóng)群落存在季節(jié)性演替，營(yíng)養(yǎng)鹽、水溫和溶解氧是驅(qū)動(dòng)這種演替的關(guān)鍵環(huán)境因素，證明了纖毛蟲(chóng)可作為有效的環(huán)境指示生物。在崇明島的網(wǎng)狀河網(wǎng)中，同質(zhì)擴(kuò)散是驅(qū)動(dòng)纖毛蟲(chóng)群落構(gòu)建的主要過(guò)程，河網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和水工程運(yùn)行的影響可能會(huì)掩蓋環(huán)境因素的作用。本研究結(jié)果將為崇明生態(tài)島建設(shè)和水環(huán)境監(jiān)測(cè)評(píng)估提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
本研究獲得國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(32170533,31772477)和上海市科委部分地方院校能力建設(shè)項(xiàng)目(19050501900)資助。
原文信息：
Chu, C., Zhao, L., Chen, L., Chen, L., Wang, L., Li, C., Jiang, J. and Pan, H. (2025) Stochastic processes drive the assembly of planktonic ciliates in a trellised river network. J. Eukaryot. Microbiol., 72: e70016.
https://doi.org/10.1111/jeu.70016
葉華建,王冠華,陳樂(lè)樂(lè),陳立婧,李晨虹,姜佳枚,潘宏博 (2024) 崇明島河道纖毛蟲(chóng)原生動(dòng)物群落結(jié)構(gòu)及對(duì)水環(huán)境的指示.湖泊科學(xué), 36(6):1879-1887.
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