糠蝦mysids是一類外形像蝦的甲殼動(dòng)物,屬于甲殼動(dòng)物亞門Crustacea軟甲綱Malacostraca糠蝦目Mysida??肺r的英文俗名叫“opossum shrimp”,翻譯過來就是“負(fù)鼠蝦”。這是因?yàn)?,交配后的雌性糠蝦在胸肢基部有育卵板構(gòu)成的育卵囊,里面有尚未孵化出來的小糠蝦,這和抱著幼崽的有袋類動(dòng)物負(fù)鼠頗有幾分神似。

有袋類動(dòng)物負(fù)鼠(左)和抱卵的雌性糠蝦(右)
大多數(shù)的糠蝦種類體型都很小,通常體長(zhǎng)在1-2厘米左右,很不起眼。但是在淺海近岸,尤其是在河口附近的低鹽水域中,它們有著很高的密度和生物量??肺r世代周期短,繁殖速度快,甲殼較薄,肉質(zhì)鮮美,且富含蛋白質(zhì)、脂類和多種微量元素,可通過發(fā)酵被制成味道獨(dú)特的蝦醬,在我國(guó)北方沿海地區(qū)深受人民喜愛。

北方沿海人民喜食的蝦醬
別看糠蝦個(gè)頭不大,它們的分布卻極為廣泛,從兩極到赤道都有分布。據(jù)統(tǒng)計(jì),糠蝦目現(xiàn)存1100種以上,除了少數(shù)生活在淡水水體中,大部分的糠蝦類生活在海洋之中,在河口、潮間帶、淺海近岸、深海大洋甚至海蝕洞中都有它們的身影??肺r有的種類自由生活,有的則依附于海藻、海草上,或與其他海洋無脊椎動(dòng)物共生生活。此外,糠蝦既有營(yíng)浮游生活的種類,又有底上生活的種類,是為數(shù)不多的從海水表層到超深淵區(qū)(>6000m水深)均有分布的甲殼動(dòng)物類群。

依附于海草的糠蝦(左)和與??采畹目肺r(右)
近年來,隨著人們對(duì)深海探索的增加,越來越多深海的生物被認(rèn)識(shí)和了解,這當(dāng)中就包括糠蝦。紅糠蝦亞科Erythropinae是一類典型生活在深海中的糠蝦,通常棲息于水深200米以下,還有4個(gè)屬的種類在海溝中被報(bào)道(最深紀(jì)錄7260米)。
由于長(zhǎng)期生活在黑暗無光的深海環(huán)境中,紅糠蝦亞科的許多種類的眼部發(fā)生了不同程度的退化,由半球狀的、具感光功能的復(fù)眼退化成了無色素細(xì)胞和光學(xué)感受器的眼板e(cuò)yeplate,這種特殊結(jié)構(gòu)被認(rèn)為是一種對(duì)深海的形態(tài)適應(yīng)性。
不過,仍有許多疑問困擾著海洋動(dòng)物學(xué)研究工作者。比如:糠蝦最深能分布到多深?糠蝦的祖先究竟是什么時(shí)候從淺海遷移到了深海?深??肺r類的眼是從什么時(shí)候開始退化的?

兩瓣?duì)畹难郯?Amblyops magnus,左)和單瓣?duì)畹难郯?Pseudomma truncatum,右)
近期,來自中科院海洋研究所、挪威卑爾根大學(xué)和中科院深海科學(xué)與工程研究所的海洋科研人員的合作研究結(jié)果似乎為上述這些問題找到了答案。
該團(tuán)隊(duì)利用“萬泉”號(hào)深海著陸器,在馬里亞納海溝7449米深處成功采集到了一只完整的雄性糠蝦個(gè)體。該個(gè)體具有著一系列特殊的形態(tài)特征:直立的額角、單瓣?duì)畹难郯?、膨大的唇基、?xì)長(zhǎng)的尾節(jié)和獨(dú)特的腹肢。
基于其特殊的形態(tài)結(jié)構(gòu)和分子生物學(xué)證據(jù),科研人員們將其確定為紅糠蝦亞科的一新屬(新種),命名為Xenomysis unicornis,意為“深淵中的獨(dú)角獸”。這一發(fā)現(xiàn)打破了目前已報(bào)道糠蝦類的最深記錄。

Xenomysis unicornis Kou, Meland & Li, 2019
研究人員還通過化石年代標(biāo)定與分子鐘分析,推測(cè)糠蝦類在中生代(距今約2.52億年~6500萬年前)發(fā)生過多次由淺海向深海的擴(kuò)散,這恰好與地質(zhì)史上3次大規(guī)模的海洋缺氧事件的時(shí)間相吻合。因此,糠蝦類的祖先一次次地向深海遷移很可能是為了躲避當(dāng)時(shí)缺氧的表層海水環(huán)境,并且糠蝦類眼部的退化是伴隨著后兩次大規(guī)模深海遷移發(fā)生的。
此外,研究還發(fā)現(xiàn)深海糠蝦類的眼板并非之前所認(rèn)為的單一起源,而是平行演化的結(jié)果;而紅糠蝦亞科的兩種形態(tài)的眼板竟然在演化過程中發(fā)生過多次轉(zhuǎn)換。這一發(fā)現(xiàn)大大出乎了研究人員們的預(yù)料。

基于化石年代標(biāo)定和分子鐘分析的分化時(shí)間推測(cè)(紅色虛線:二疊紀(jì)-三疊紀(jì)滅絕Permian-Triassic extinction,P-Tr extinction,距今約2.52億年前;橙色虛線:早侏羅紀(jì)托爾階海洋缺氧事件Toarcian oceanic anoxic event,T-OAE,距今約1.83億年前;黃色虛線:晚白堊紀(jì)塞諾曼-土倫階缺氧事件Cenomanian-Turonian anoxic event,C/T OAE,距今約9300萬年前)
該研究進(jìn)一步揭示了糠蝦這類甲殼動(dòng)物的多樣性,而且為研究深淵生物的起源和演化提供了新的見解。
然而,在海洋的更深處還有糠蝦的存在嗎?它們是怎樣一步步演化成了現(xiàn)在的模樣?它們獨(dú)特的形態(tài)結(jié)構(gòu)對(duì)深淵環(huán)境有著怎樣的適應(yīng)性?還有更多的問題在等待著我們的回答,讓我們拭目以待吧。
文章來源:中國(guó)科學(xué)院海洋研究所