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研究人员发现深海塑料生物群落并被《自然》遴选为研究亮点

2021/01/28点击次数:

海洋塑料污染已成为最重要的全球环境问题之一,甚至威胁极地与深海海洋环境。近年来科学家在马里亚纳海沟及全球众多深海峡谷中发现大型塑料污染,引发公众广泛关注。2021年1月5日,18新利体育官网近海海洋环境科学国家重点实验室(MEL)与中国科学院深海科学与工程研究所(以下简称“深海所”)、西北大学、德国巴伐利亚自然历史博物馆(ZSM)等合作单位在国际著名环境期刊《环境科学与技术快报》(Environmental Science & Technology Letters)在线发表研究论文“大型塑料堆──深海海床上的生物多样性新热点”,并被选为封面文章。2021年1月28日,该研究被《自然》杂志(Nature 2021, 589: 459)遴选为研究亮点予以报道。

该研究使用了深海勇士号载人深潜器在南海西沙海槽9次下潜的样品、嘉庚号在南海陆坡4个航次的对比性样品,以及北斗号在黄渤海采集的参照样品,在西沙海槽大型塑料堆、南海陆坡零星塑料上均发现附生于塑料表面的生物群落。与塑料采集地所处的深海软相底栖生物群落相比,这个独特的塑料生物群落具更高的物种多样性,包括深海特有的钵水母纲水螅体、水螅虫纲水螅体、冷水珊瑚、无板纲贝类甚至特化的寄生扁形动物等49个物种。不同于热液、冷泉、鲸落等具有其他能源输入的深海生物群落,附生于塑料表面的个体大部分为毫米级,推测该群落主要依靠海洋表层沉降的浮游生物维系。在塑料堆中大量附着的水螅体可能是周边海域的水母释放源头。出乎研究人员意料,所发现的133个腕足动物均为稚体,这可能与附着时间短有关,也可能预示着塑料的潜在危害:当腕足动物成长至一定阶段,过软的塑料基底无法支撑其滤食、维持其固着而导致其死亡。由于海沟是海洋塑料垃圾传输和聚集的热点区域,研究人员建议对全球更多海沟开展观测。

西沙海槽深海塑料表面的生物群落(艺术复原图)

该研究共同第一作者为实验室博士后宋希坤及2019级硕士生吕明昕,导师均为柯才焕教授,共同通讯作者为宋希坤博士及深海所彭晓彤研究员。合作者包括柯才焕、王雨男(18新利体育官网)、顾依帆(18新利体育官网马来西亚分校)、张晓迪、他开文(深海所)、韩健、孙洁、刘茜(西北大学)、Bernhard RuthensteinerZSM)、In-Young Ahn(韩国极地研究所)、Guido Pastorino(阿根廷自然博物馆)等。本研究由国家自然科学基金、国家自然科学基金渤黄海、南海共享航次、国家重点研发计划、中科院战略性先导科技专项、中国博士后科学基金、MEL杰出博士后基金等项目资助。

宋希坤博士于2017年获MEL杰出博士后基金资助进入实验室,主要研究方向为海洋底栖生物多样性。其代表性研究《中国与两极海域桧叶螅科刺胞动物多样性》获评中国博士后基金会2018年度优秀学术专著。MEL博士后基金旨在吸引和汇聚优秀博士,鼓励探索热点研究,促进实质性的学科交叉,培养优秀的后备研究人才。2014年至今,已有22名博士后获得该基金资助。(2021MEL杰出博士后申请指南详见:http://melmeeting.globedrugmart.com/Postdoctoral/index.html

近年来,18新利体育官网地学部高度重视本科生科研能力培养,注重创新能力提升和学术视野拓展,每年通过校教务处资助百余项大学生创新创业项目,参与科学研究。18新利体育官网海洋与地球学院自2018年起针对本科生设立18新利体育官网海丝学堂人才培养计划,依托嘉庚号科考船平台,沿海上丝绸之路南海段,连接校本部与马来西亚分校,培育海洋学科卓越人才。MEL海洋环境科学本科生暑期科研奖学金自2014年启动,旨在鼓励本科生尽早进入科研训练活动,更好地培养本科生的创新能力和学术精神,激发学生科学研究兴趣,并为他们提供继续深造的平台和机会(项目详情:http://mel.globedrugmart.com/education/undergraduate.htm)。18新利体育官网的本科生王雨男和18新利体育官网马来西亚分校的本科生顾依帆,通过以上本科生项目参与本研究,提升了科研能力,已分别保送至中国科学院海洋研究所和18新利体育官网深造。


论文来源:

*#Song X, #Lyu M, Zhang X, Ruthensteiner B, Ahn I, Pastorino G, Wang Y, Gu Y, Ta K, Sun J, Liu X, Han J, Ke C, *Peng X. (2021). Large plastic debris dumps: new biodiversity hot spots emerging on the deep-sea floor. Environmental Science & Technology Letters. https://doi.org/10.1021/acs.estlett.0c00967

Nature (2021, 589: 459)研究亮点报道: https://www.nature.com/articles/d41586-021-00138-4