微观的身份危机

海蛞蝓的壳
浮游海螺在水中游泳时,Diacriatrispinosa,像蝴蝶一样鞭打两个翅膀。当他们将身体缩回到他们的壳中时,尖峰让他们免于迅速下沉。 (©Karen Osborn,Smithsonian)
使用DNA鉴定海湾流中的幼虫物种

人体眼睛看不见,成千上万的微观动物搭乘在海洋公路上骑在大西洋。这些动物称为浮游动物,在呼吁上移动洋流。在美国东部岸边是最强大的海洋电流 - 海湾溪流 - 佛罗里达州峡湾湾的佐斯兰斯特州北京,直到马萨诸塞州的海角鳕鱼,然后朝着北大西洋走向欧洲。令人惊讶的是,大多数动物的身份完全未知。

一种史密森尼国家自然历史博物馆项目是在改变这一点的使命。史密码目的,目录在佛罗里达州海岸的浮游动物中使用佛罗里达州的海岸使用照片图像和分子的指纹'形式DNA条形码。2017年至2018年之间的四次探险将根据其物理特征和独特的遗传身份,借鉴Plankton专家团队的专业知识,以收集和表征这些小型生物。

“我们的兴趣不仅描述了所有这些惊人的形式,而且还试图跟踪他们属于谁,他们来自哪里以及他们要去哪里。这些是巨大的谜团,“佛罗里达州堡垒,佛罗里达州弗兰德,佛罗里达州的史密森尼海运站和史台特队成员的史密森尼海军驻地的生命历史计划经理Michael Boyale。

这些动物中有很多被称为半浮游生物,这意味着它们一生中只有一部分时间在水柱中漂流。看看潮汐池,在那里你会经常看到螃蟹、海星、海胆、海葵,如果你幸运的话,可能还会看到隐藏在岩石角落里的章鱼。很多这些熟悉的动物都是在所谓的幼虫阶段以非常不熟悉的形式开始的。大约70%到80%的底栖海洋无脊椎动物(生活在海底的动物)都有幼虫形式,而且在很多情况下,即使它们是相同的物种,它们的成虫和幼虫看起来一点也不像。水母特别麻烦,因为它们可以在幼虫阶段,息肉阶段和更熟悉的成年梅杜萨阶段。

弄清楚幼虫父母似乎是一件容易的任务 - 等待父母吃出生,然后在显微镜下滑动其中一个幼虫。但大多数动物都是顽固的坦克,让他们产生挑战,耗时,以及大部分时间它根本不起作用。一些科学家将整个职业生涯都试图弄清楚幼虫父母,并且只能成功地成功。

更重要的是,在幼虫的微小范围内,许多密切相关的物种看起来几乎相同。

“When I look at a bowl full of plankton under a microscope and I pick out certain organisms, especially the ones that I’m most interested in, I don’t know what species they belong to, and it’s almost impossible to tell,” says Boyle. “I know it’s a crustacean, I know it’s a sea star, or a mollusk, but all too often that’s about as close as I can get.”

此图像是响应视频的帮助镜像。
罗伯特博伊德,史密森尼亚

这就是遗传学起作用的地方。StreamCode将对收集到的每一种浮游动物的特定DNA片段进行排序,并将其与一张附带的照片存储在一个图书馆中。这种DNA“条形码”有点像商店里单个杂货上的条形码,通常是特定物种独有的,无论它是成年还是幼虫。他们的目标是建立一个数据库,科学家可以用特定的DNA条形码进行搜索,匹配的图片和身份将会在电脑屏幕上弹出。

条形码方法已经证明是发现幼虫父母的强大工具。2010年,目前的史密码研究员和国家自然历史博物馆,艾伦柯林斯,一群叫做羟基的水母,特别是生活底栖息肉表。测序特定南极息肉的DNA条形码后,有些东西没有添加。序列并不像其他羟基序列一样。

“它根本不是水螅动物,”艾伦说。“这是一个Staurozoan.- 他的常见名称是缠着的水母,它是甚至不知道的蹒跚的水母的生命阶段。“

来自墨西哥湾流的各种浮游生物图像
大多数生活在墨西哥湾流的动物都很小,长得很快,死得也很快,人们发现它们在海洋表面和海底之间的某个地方游泳或漂浮着。 (顶行 - 迈克尔博伊尔;底行 - 凯伦奥斯贝斯)

识别Zooplankton的用途超过符合内心的好奇心。其中许多幼虫将有一天会成长为经济上重要的物种,如龙虾或蓝蟹。对于将整个存在的浮游动物作为微小,海洋漂移者,他们也为较大的掠食者提供了一个鲜美餐的重要目的。许多科学家担心气候变化海湾流可能有一天慢下来或完全消亡而且这种基本的海洋公路将不再存在从温暖的赤道水域到北方的动物。在我们能够理解消失的海湾流中的潜在损失之前,我们首先需要了解什么类型的动物取决于它。

同样令人惊讶的是,就在近海存在着另一种“宇宙”,其中的生物如此之小,我们甚至没有意识到它们。

“我们从海洋回来后我们去游泳和鱼玩,我们洗衣服,我们溅落的船只,我们清理,所有这些[水]充满我们从来不知道有小动物,游泳,在我们周围,”博伊尔说。

2017年8月