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▲上图：南极磷虾（Euphausia superba）是鲸最核心的食物来源之一。图源：Uwe Kils
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出品 | 海潮天下
南极磷虾（Euphausia superba）是南大洋生态系统的核心物种，资源量估计接近5亿吨。长期以来，学术界普遍认为南极磷虾主要生活在海洋上层150~200米的水体中。随着深海观测技术的发展，研究人员在千米以上的深海及海底沉积物附近陆续记录到南极磷虾的活动，但深海环境在其生命史中所承担的具体生态功能一直未能得到明确阐释。
2026年9月15日发表在《Communications Biology》的一项最新研究揭示，处于繁殖期的雌性南极磷虾会利用深海热液喷口环境进行摄食与活动。研究团队利用施密特海洋研究所（Schmidt Ocean Institute）的“Falkor (too)”号科考船及“SuBastian”号遥控水下机器人（ROV），先后在布兰斯菲尔德海峡深度约1100米的Hook Ridge热液区以及斯科舍弧深度约750米的Quest Caldera热液区开展了原位调查与样品采集。
▲“Falkor (too)”号科考船上的遥控水下机器人（ROV）采集到的深海现场画面。其中，A至D图记录于布兰斯菲尔德海峡Hook Ridge热液区的潜航任务（S0770潜次）：A图为热液喷口烟囱的特写；B图为远景视图，白色椭圆标注了A图中的喷口烟囱，黄色椭圆指示了一只怀卵的雌性南极磷虾；C图为B图中怀卵雌虾的特写，可见其膨大的胸部以及星号标出的纳精囊附着双生精包；D图为在Hook Ridge另一处热液烟囱附近活动的怀卵雌虾。E图则记录于Quest Caldera热液区的潜航任务（0804潜次），展现了大量怀卵雌性南极磷虾聚集在热液喷口烟囱周围形成的紧密群体。论文出处：Bernard, K.S., Bernardino, A.F., Buck, K.N. et al.(2026)
在Hook Ridge热液区采集到的南极磷虾个体均为成熟且怀卵的雌性（F3D阶段），其纳精囊上附着有双生精包，显示出即将产卵的生理状态。相比之下，在非热液区（南极 sound，水深约270米至290米）采集到的群体则由幼体、雄性和未完全成熟的雌性混合组成。肠道微生物组16S rRNA扩增子测序结果表明，Hook Ridge采集的雌虾肠道内含有高比例的弯曲菌纲（Campylobacteria）细菌，主要包括硫单胞菌属（Sulfuromonas）和硫卵菌属（Sulfurovum），这与热液喷口处的硫化物氧化化能自养菌群结构高度一致。而普通水域磷虾的肠道微生物则以光合真核生物的叶绿体序列及微球菌目等为主。
稳定同位素与微量元素分析进一步证实了这种摄食行为的持续性。来自Hook Ridge的怀卵雌虾在碳同位素（δ13C）值上表现出明显的偏轻特征（平均值为-24.2‰），与对照组（平均值为-21.9‰）形成显著差异，符合化能合成碳源的吸收特征。组织微量元素测试显示，Hook Ridge磷虾体内与热液流体相关的铅、锌、镉、钡等元素含量比对照组高出2~540倍。由于微量元素测定是在去除肠道后的肌肉组织中完成的，这表明元素已在体内发生生物累积，反映出这些个体曾在热液影响区内长时间、或多次停留。
▲研究样区的地理位置与水下机器人（ROV）调查路线。其中，A图为南大西洋扇区的地理概貌，标示了两次科考航次（FKt241214与FKt250220）的采样区域；B图为布兰斯菲尔德海峡及南极半岛北部的区域水深图，指示了FKt241214航次中ROV在Hook Ridge和南极海峡（Antarctic Sound）的下潜位置；C图为斯科舍海的区域水深图，标明了FKt250220航次中ROV在Quest Caldera热液区的下潜位置，并附有南乔治亚岛作为地理参照；D图为在Quest Caldera开展的ROV网格化调查示意图，测线颜色代表调查时间演进（蓝色为起点，黄色为终点），覆盖面积约为300米×300米。论文出处：Bernard, K.S., Bernardino, A.F., Buck, K.N. et al.(2026)
此外，ROV在Quest Caldera热液区进行的网格化视频样带调查显示，在长约2.57公里的测线上观察到约1991只怀卵雌虾，平均每米样带记录到0.78只，热液喷口核心区附近甚至聚集了高密度的雌虾群体。这些观测数据表明，怀卵雌性南极磷虾对热液喷口栖息地的利用并非偶然现象。
传统观点认为，南极磷虾在大陆坡附近的表层水域产卵，受精卵下沉至深水区孵化后再游回上层。但是，在700米~1100米深的热液喷口附近发现大量带精包的怀卵雌虾，意味着部分繁殖期群体会主动进行深度垂直迁移。
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▲上图：南极大磷虾（Euphausia superba），又称大磷虾或南极磷虾，是生活在南冰洋的南极洲水域的一种小型甲壳类动物。它们以群居方式生活，数量庞大，是南极生态系统中最重要的物种之一。南极磷虾以微小的浮游植物为食，将初级生产的能量转化为高品质的蛋白质和脂肪，为包括鲸鱼、海豹、企鹅、鱼类在内的众多南极生物提供食物来源，是南极食物链的基础。上图是远洋渔业国家观察员采集的南极磷虾样品，陈设于上海海洋大学内。摄影：Linda Wong | 海潮天下（Marine Biodiversity）
研究人员指出，热液喷口周围的水温比背景海水高出1.3~2.5℃，这种局部升温环境有助于缩短胚胎发育所需的孵化时间；喷口释放的锌、锰等微量元素可为甲壳动物的生殖与早期胚胎发育提供必要的矿物质补充；化能合成菌群提供的有机质，也为处于高能耗繁殖期的雌虾提供了稳定的补充食物来源。
这一研究成果表明，深海热液喷口不是孤立的极端生态系统，它其实是与南大洋浮游生物及上层生态网存在直接生态耦合的。
随着南极半岛北部及斯科舍海域渔业捕捞和气候变化的双重压力增加，将此类深海热液区域纳入南极海洋保护区（MPA）的规划与管理框架具有积极的科学依据。
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资讯源 | Bernard, K.S., Bernardino, A.F., Buck, K.N. et al.(2026)
文 | 卢晓雨
审 | Linda
时间 | 2026年9月
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