「黑煙囪」附近又發現了新「海鮮」！

海底熱液俗稱「黑煙囪」，是指在大陸板塊與海洋板塊之間的火山口。海水沿著地殼縫隙深入地殼內部（可達2～3 km），經岩漿加熱噴湧出富含礦物質的海水，被加熱後的海水溫度可高達600℃，噴口處的熱液溫度亦可達到400℃左右。1977年，科學家乘坐「阿爾文」（Alvin）號載人深潛器，在加拉帕戈斯群島附近的斷裂帶發現了第一個熱液口，意外地發現了這裡棲息著的大量未曾見過的生物，包括血紅色的管棲蠕蟲，軟體動物門雙殼綱的蛤、貽貝以及甲殼動物門的蝦、蟹。它們不僅個體大，而且密度很高。熱液口周圍的環境黑暗無光，且高溫、高壓，H2S和重金屬等有毒物含量高且氧濃度低。通常認為，這樣嚴苛的環境無法供生物生存，但熱液生物體內具有十分獨特的解毒抗毒機制，有些種類的血液里具血紅蛋白，從而提高氧氣的攜帶能力。此外，不同於普通的生態系統，熱液口的生態系統靠化能合成驅動，熱液口的化能自養菌是該生物群落食物鏈的初級生產者。化能自養菌可以通過化能合成將熱液口的硫化氫等無機物合成有機物，從而為熱液口生態系統提供最初的食物和能量。熱液生物可通過與化能自養菌共生，從而獲得食物來源。

臍螺科Neomphalidae隸屬於軟體動物門、腹足綱，為深海熱液區特有類群，主要分布在東太平洋隆起、加拉帕戈斯、勞盆地以及馬里亞納弧後盆地，目前全世界已發現6屬9種。其種類主要特徵為：貝殼帽貝狀或螺旋狀；齒舌為扇狀齒舌，齒式為n+4+1+4+n，即每個齒舌橫列具1個中央齒，4個側齒和數十個緣齒（見圖1）；頭部具1對觸角，雌性個體的左右觸角大小相等，而雄性個體的左觸角常明顯增大，特化為雄性生殖器（Planorbidella和Solutigyra除外），足部的後端具發達的、成對排列的上足觸角。該科種類的貝殼既有帽貝狀，也有螺旋狀的，兩種形態到底是如何過渡、如何演化的，這對研究熱液區乃至整個腹足綱種類的系統演化過程具有啟示性作用。

中科院海洋所張樹乾博士和張素萍研究員在對2015年中科院海洋先導專項馬努斯熱液航次採集的腹足類標本進行整理時，發現了形態特徵特別的臍螺科Neomphalidae標本，通過對其外殼形態、軟體部分解剖特徵以及齒舌結構進行觀察後發現，該標本的形態特徵與同科其它屬的特徵存在明顯差異，並據此建立了一新屬：片臍螺屬LamellomphalusZhang & Zhang,2017；命名了一新種：馬努斯片臍螺LamellomphalusmanusensisZhang & Zhang, 2017。對其線粒體COI序列的分析也確認了該新屬新種的有效性。該種類棲息在水深1740 m深的熱液區黑色岩石上，貝殼形狀如帽貝，但早期殼層仍保留著螺旋狀、後足上具退化的厴（見圖2B，黑色箭頭），這些特徵為臍螺科動物由螺旋狀向帽貝狀演化的中間過渡類型。該研究成果近期在貝類分類學雜誌The Nautilus正式發表，填補了我國在此領域的研究空白。

海山一般指大洋深海中高度大於1000 m、其頂部不突出海平面的隆起地形，廣義上的海山也包括高度小於1000 m的海丘。海山通常由海底的火山運動所形成，高度通常在1000~4000 m之間，其頂部在海平面以下幾百米至數千米，在深海中呈鏈狀分布或以細長形集群出現。目前，世界範圍內以發現的海山近25000座，其中近60%集中分布於太平洋。由於其特殊的地質結構，孕育和支持著獨特的生態群落，海山通常被認為在海洋物種擴散和進化中扮演著重要的中間角色。張素萍研究員所在的研究團隊於2016年發現了翁戎科一新種，該新種標本采自於雅浦海山區一山頂處，距離水面255-289米。該新種與同屬其它種相比，其貝殼上具十分精細的雕刻，齒舌結構也與其它種存在明顯區別，據此將其命名為精緻翁戎螺BayerotrochusdelicatusZhang, Zhang & Wei, 2016。該研究結果已在權威性動物分類學雜誌Zootaxa上發表。精緻翁戎螺為第一個由中國人發現並命名的翁戎螺新種。翁戎螺屬於非常古老的類群，起源於古生代寒武紀時期，距今約5億年，被人們譽為貝類的「活化石」，迄今已發現化石種1000餘種，但現生種僅32種，因此對於研究腹足綱種類的起源與進化具有很高的參考價值。

物種是指具有一定形態特徵和生理特徵，並佔有一定自然分布區的生物類群，是生物分類的基本單位，位於生物分類法中最後一級，在屬之下。新屬、新種的建立必須查閱整個臍螺科的文獻，與之前報道過的所有臍螺科種類進行詳細的對比並找出區別，包括對比貝殼的外部形態、軟體部分的解剖特徵以及齒舌的結構，必要時，還得利用分子生物學手段加以輔助。新屬、新種的發現不僅可以加強人們對深海生態系統物種多樣性的認知，還可為深海生物特殊功能基因研究、生命起源與進化研究提供基礎材料。此外，摸清深海生物種類組成也可為海底資源開發與開採前的生態評估提供參考依據。

我國對深海海山區、熱液區和冷泉區的軟體動物多樣性的研究起步晚、基礎薄弱。自2014年4月起，中科院海洋所依託先進的科考船「科學號」以及搭載的「發現號」ROV，分別對沖繩海槽熱液區、南海冷泉區、雅浦海山區以及馬努斯熱液區進行了數次科學考察，利用「發現」號ROV機械臂以及電視抓鬥等設備採集了大量軟體動物標本，其中很多為未經發現和描述的新種，極大地推動了我國關於深海軟體動物物種多樣性的研究。

圖1 馬努斯片臍螺（新屬新種）Lamellomphalus manusensis Zhang & Zhang, 2017的齒舌。R：中央齒；L：側齒；M：緣齒。

圖2 馬努斯片臍螺（新屬新種）Lamellomphalusmanusensis Zhang & Zhang, 2017

圖3 精緻翁戎螺（新種）Bayerotrochus delicatus Zhang, Zhang & Wei, 2016

馬努斯片臍螺論文：Zhang,S.Q. & Zhang, S.P. 2017. A new genus and species of Neomphalidae from ahydrothermal vent of the Manus Back-Arc Basin, western Pacific (Gastropoda:Neomphalina). The Nautilus. 131: 76–86.

精緻翁戎螺論文鏈接：http://dx.doi.org/10.11646/zootaxa.4161.2.7.

作者張樹乾，系中國科學院海洋研究所助理研究員

作者張素萍，系中國科學院海洋研究所研究員

喜歡這篇文章嗎？立刻分享出去讓更多人知道吧！