北海道大學研究生院水產科學研究院的松野孝平助教、山口篤副教授、安藤靖浩副教授等人組成的研究團隊發佈研究成果稱，在近年全球暖化影響最明顯的太平洋側北冰洋發現浮游生物中最主要的優勢種——大型橈足類生物北極哲水蚤（Calanus glacialis）會因地理環境的變化而改變異體長、族群結構、成長速度和攝食速度。該發現是透過對太平洋側北冰洋從大陸架到洋盆的廣大海域進行生態調查而獲得的。該成果有望提高未來預測北冰洋海洋生態系統的準確性。相關成果已刊登在國際學術雜誌《Frontiers in Marine Science》9月20日號上。
圖1.洋盆區域中處於同一發育期（C5）的北極哲水蚤的2型體型（a）。左側的大型個體（3只）胴體中部的消化道中沒有食物，右側的小型個體（3只）消化道中可見綠色到褐色的食物（箭頭處）。由圖可見，作爲攝食強度指標的消化道色料量在頭胸部長較短的小型個體中，尤其是在夜間較高（b）。（供圖：北海道大學松野孝平助教）
在白令海至北冰洋的大陸架區域，大型橈足類北極哲水蚤是浮游生物中最具優勢的種羣，也是魚類等上層掠食者的重要食物來源。
近年來，北冰洋的浮冰解凍現象顯著加劇，其終極因數被認爲是全球暖化，而明確北極哲水蚤如何因應這一環境變化是決定海洋低階生態系統結構的一個重要因素。
此次，研究團隊於2019年10月在太平洋側北冰洋的多個固定點，透過從海床正上方或150米處垂直拖曳曳浮游生物網的方式採集了浮游生物樣本。樣品在船上進行分區分，將用於北極哲水蚤族群結構分析和體長（頭胸部長）分析的樣品用福爾馬林固定。剩餘的新鮮樣本在船上進行分類，並使用螢光計測量消化道色料量（攝食強度的指標）。此外，用於餌食生物分類評估的脂肪酸分析樣本也被冷凍並帶回。
在陸地實驗室中，利用立體顯微鏡對每個發育期的北極哲水蚤進行計數，並測量體長（頭胸部長）。脂肪酸採用氣體色層分離法進行分析。
分析結果表明，北極哲水蚤的族群結構在地理上有很大差異，南部大陸架區域成長較快，而北部洋盆區域則成長較慢。
與之前的報告相比，洋盆區域的年輕個體更多，這表明該物種的繁殖期延長至夏季。此外，脂肪酸組成顯示，來自北部大陸架區域的個體含有更多源自甲藻的DHA（二十二碳六烯酸）。這表明該物種會根據海域的不同靈活地改變食性。
由此表明，在環境變化較大的北冰洋，浮游生物優勢種的北極哲水蚤具有靈活改變攝食和繁殖生態以因應環境變化的能力。
鑑於此類生物在生存中的高度靈活性，可以推測出它們很可能在未來的氣候變遷中能夠生存下來。
透過對海洋生物的生態和生活史的瞭解，將能夠更正確地瞭解氣候變遷對海洋生態系統的影響，從而促進未來海洋生態系統的維護和水產資源的可永續利用。
松野助教表示：「乘坐科考船去實地考察雖然很艱苦，但只有去到那裏，才會注意到一些事情並感受到變化。這項研究始於我在船上用顯微鏡分揀浮游生物時，偶然注意到存在不同大小的個體。在北冰洋，各種海洋生物正在因氣候變遷而發生變化，我認爲進一步研究生物本身因應環境變化時的靈活性也非常重要。」
原文：《科學新聞》
翻譯：JST客觀日本編輯部
【論文資訊】
雜誌：Frontiers in Marine Science
論文：Geographic variation in population structure and grazing features of Calanus glacialis/marshallae in the Pacific Arctic Ocean
DOI：10.3389/fmars.2023.1168015
