加州大学圣塔芭芭拉分校学生发现新的蟹卵捕食者

在经历约一年半的远程学习与工作后,加州大学圣塔芭芭拉分校(UCSB)多名学生于2021年底返校参与线下实验。该校寄生虫学家Armand Kuris课程中的一次常规实验室观察,最终促成研究团队确认一种此前在美国太平洋海岸未被记录的蟹卵捕食者,并将成果发表在期刊《Ecology》上。

参与研究的学生包括本科生Sophia Lecuona Manos、Gabrielle Plewe、Carson Gadler,以及博士生Zoe Zilz;随后新加入的本科生Jaden Orli担任论文第一作者。Lecuona表示,这一发现不仅对当地蟹类渔业具有潜在重要性,也对其个人学术路径产生影响。她已完成UCSB Bren环境科学与管理学院海岸资源管理硕士学位。

“被遗忘”的卵捕食者再度出现

研究团队将目标锁定为nicothoid桡足类(nicothoid copepod)。该类生物长期被认为会捕食蟹卵,其策略不同于以宿主体为对象的寄生,而是直接利用宿主的繁殖产出。Orli指出,从生态学角度看,卵捕食者对宿主的影响在于直接作用于下一代。

Kuris回顾称,19世纪已有关于桡足类与蟹卵相关的记录;20世纪亦有研究者在蟹卵中观察到这些亚毫米级、球形的甲壳动物,但其“出现—消失”的现象引发困惑。Kuris提到,1930年代法国研究者Bloch和Gallien曾发表三篇论文描述该物种并提供生物学信息,并在1936年的论文中表示此后难以再找到该生物;当时其被报告出现在距离法国海岸约100公里的英国某地。1950年代德国研究者在德国海岸及北海Heligoland岛附近也曾发现类似个体,并在论文末尾提到其变得难以发现;英国诺福克海岸同期亦发现另一群体,但到1970年代后再未找到。

在UCSB的实验室中,当一名学生报告在蟹卵团里看到一个比其他卵更大、且会移动的“卵”时,Kuris判断这可能是nicothoid桡足类。随后,研究人员在当地黄岩蟹(Metacarcinus anthonyi)的卵团上发现了成体雌性个体,其典型球状体附着于卵团之上。研究团队称,这是美国太平洋海岸首次观察到nicothoid桡足类。

本科生主导的持续采样与鉴定

在Zilz指导下,研究团队对该卵捕食者开展形态与生命周期特征描述,并在随后两年进行本地水域采蟹与观察。研究过程中,当地渔民提供协助;采集到的蟹被送入校园内直接引海水的海水实验室,以便持续寻找桡足类并记录其发育过程。

Plewe表示,部分蟹的感染程度很高,鳃部可见大量幼年nicothoid。除黄岩蟹外,研究团队还在两种当地重要商业蟹种——太平洋岩蟹(Romaleon antennarium)与红岩蟹(Cancer productus)上发现了该桡足类。

寄居卵团的生命周期与同步繁殖

研究团队观察到,该生物可在整个生命周期内寄居于雌蟹体外携带的卵团上。Orli介绍,其生命始于卵,孵化为nauplius幼虫阶段,体型极小、发育不全且几乎不游泳;随后多次蜕皮,逐渐形成更多附肢与体节,发育为可快速游动的copepodid幼体。

研究人员在雌雄蟹体上仅发现雌性nicothoid。论文提出一种可能性:雄蟹或可作为某些自由游动幼体的“储存宿主”,等待与雌蟹接触。

成体雌性个体会嵌入蟹卵团,几乎终生不动,并与蟹的产卵周期紧密同步产卵。研究团队称,一旦与蟹分离,nicothoid会在24小时内死亡。Kuris补充说,蟹卵会同步发育,受温度影响通常在6至8周内于一天内集中孵化;孵化后蟹会清理壳与碎屑,推测也会清除任何残留的nicothoid。Plewe则表示,幼体随后可能在蟹的鳃等部位停留,并在下一轮产卵时形成持续循环感染;团队在第二年计数时观察到幼年个体在新一轮产卵期再次出现。

对渔业影响与未解问题

研究团队指出,尽管该桡足类不以成蟹为食,但其作为“部分卵食者”可能对蟹类繁殖成功率造成影响。Kuris解释,节肢动物胚胎发育具有高度确定性,早期胚胎结构被破坏可能导致发育异常或死亡;再叠加自我感染现象与约20天的生命周期,可能对当地蟹类资源带来压力。

Kuris表示,团队已在三种商业岩蟹上发现该生物,但对帝王蟹尚无了解。由于帝王蟹由州政府正式监管,研究难度较大。

论文发表后,期刊编辑对该研究的自然史记录与生命周期描述给予高度评价。Kuris称,在其约180篇论文发表经历中,少有获得如此高的编辑反馈。

研究团队同时强调,仍有多项关键问题待解,包括雄性nicothoid的去向、其是否会像大西洋的相关类群一样出现“神秘消失”,以及其来源与到达路径。Kuris表示,作者之间并未就来源形成一致结论:一种可能是其长期以极低数量存在、此前未被发现,或寄生于尚未研究的其他蟹种;另一种可能是引入物种,但太平洋水域尚未发现近缘种。

目前,后续工作正推进以进一步确认其是否为新物种,并评估蟹卵死亡率等问题。研究团队称,相关研究已交由另一组学生继续开展。


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