研究揭示甲壳动物如何在海洋环境中适应与扩散

中国科学院动物研究所和首都师范大学联合团队聚焦海洋生物在气候变化背景下的扩散与适应机制，以广泛分布于中国南海和东南亚群岛的甲壳动物钩虾为研究对象，系统揭示了漂流扩散、渗透调节可塑性和木质纤维素消化协同作用，帮助物种应对快速变化的海洋环境。相关论文近日发表于《自然-通讯》。

甲壳动物在气候变化背景下的扩散与适应机制 论文作者供图

漂流扩散被认为是海洋物种在气候变化驱动下追踪适生生态位的重要方式。然而，物种如何在跨越漫长距离的漂流过程中，适应海洋环境波动以及应对未来气候变化，仍然缺乏深入了解。

研究团队通过构建洋流扩散模型，发现季节性洋流的变化会驱动不同岛屿区域种群之间产生非对称基因流，进而影响区域生物多样性格局。而随着海洋气候的快速变化，北向漂流扩散的种群必须应对更频繁、更剧烈的盐度波动。

基因组分析揭示，这些甲壳动物在渗透压调控相关基因位点上受到了选择作用，同时在与木质纤维降解相关的糖苷水解酶基因家族中发生了关键的基因重复事件。这些遗传变化为其在长时间漂流过程中获取能量、维持生理平衡提供了重要基础。进一步通过盐度胁迫实验发现，漂流过程中存活所必需的渗透压调控基因具有显著的表达可塑性，能够在不同盐度条件下快速响应。这表明，基因调控层面的灵活性同样是物种成功完成远距离漂流扩散的重要机制。

该研究以潮间带甲壳动物为模型，系统整合了海洋扩散和气候模拟、盐度实验与基因组数据，不仅深化了对漂流扩散机制的理解，也为预测生物在全球气候变化背景下的分布格局变化提供了新思路。