南極洲的"壯觀發現"：擁有6000萬個巢穴的大型冰魚繁殖殖民地

主題：阿爾弗雷德·魏格納研究所南極洲魚亥姆霍茲中心海洋生物學海洋學

By 阿爾弗雷德·韋格納研究所 1月14，2022

冰魚的巢。圖片來源：AWI OFOBS團隊

研究人員在威德爾海240平方公里的區域內發現了大約6000萬個南極冰魚巢穴。

在南極威德爾海南部的費爾希納冰架附近，一個研究小組發現了迄今為止已知的世界上最大的魚類繁殖區。拖曳式攝像系統在海底拍攝了數千個新奇目冰魚巢。巢的密度和整個繁殖區的大小表明，在觀察時，總共約有6000萬條冰魚繁殖。這些發現為在南大洋大西洋地區建立海洋保護區提供了支援。由阿爾弗雷德·韋格納研究所的Autun Purser領導的一個團隊在當前一期的科學期刊Current Biology上發表了他們的研究結果。

2021年2月，當研究人員在德國研究船Polarstern的監視器上看到許多魚巢時，這種喜悅是巨大的，他們的拖曳相機系統從海底實時傳輸到船上，從船下535至420米，從南極威德爾海的海底。任務持續的時間越長，興奮就越大，最終以難以置信告終：巢穴接踵而至，後來的精確評估顯示，平均每三平方米有一個繁殖地，團隊甚至發現每平方米最多有一到兩個活躍的巢穴。

冰山的東部斷裂邊緣。圖片來源：Alfred-Wegener-Institut / Ralph Timmermann

該地區的地圖顯示總面積為240平方公里，大致相當於馬耳他島的大小。推斷到這個面積大小，魚窩總數估計約為6000萬。"威德爾海如此巨大的冰魚繁殖區以前未被發現的想法非常令人著迷，"阿爾弗雷德·韋格納研究所深海生物學家Autun Purser說，亥姆霍茲極地和海洋研究中心（AWI）和當前出版物的主要作者。畢竟，自1980年代初以來，阿爾弗雷德·魏格納研究所（Alfred Wegener Institute）一直在用其破冰船Polarstern探索該地區。到目前為止，這裡只檢測到了單個的新頁面蟲或小巢簇。

獨特的觀測是透過所謂的OFOBS，海底觀測和測深系統進行的。這是一個相機雪橇，用於調查極端環境的海底，如冰雪覆蓋的海洋。它被拖在一根特殊的光纖和電力電纜上，通常以大約半到一節的速度，大約在海底上方一米半。"在發現許多魚巢之後，我們考慮了船上的策略，以瞭解繁殖面積有多大 - 實際上看不到盡頭。巢穴的直徑是四分之三米 - 所以它們比結構和生物大得多，其中一些只有釐米大小，我們通常用OFOBS系統檢測到，"Autun Purser報道。"因此，我們能夠將地面上的高度增加到約三米，並將牽引速度增加到最大三節，從而使所研究的區域倍增。我們覆蓋了45，600平方米的面積，並在照片和影片片段中統計了令人難以置信的16，160個魚巢，"AWI專家說。

威德爾海的魚巢。圖片來源：PS124，AWI OFOBS團隊

根據這些影象，研究小組能夠清楚地識別出圓形的魚巢，深約15釐米，直徑75釐米，這些魚巢與其他泥濘的海底不同，由圓形的小石頭中央區域組成。區分了幾種型別的魚窩："活動"巢，包含1，500至2，500個卵，在四分之三的情況下由Neopagetopsis ionah物種的成年冰魚守衛，或僅包含卵的巢;還有未使用的巢穴，在附近只能看到沒有雞蛋的魚，或者是死魚。研究人員使用OFOBS的遠端較遠但解析度較低的側掃聲納繪製了巢穴的分佈和密度，該聲納記錄了超過100，000個巢穴。

科學家們將他們的結果與海洋學和生物學資料相結合。結果：繁殖區在空間上與從威德爾海流入較高大陸架的較暖深水相對應。在配備發射器的海豹的幫助下，多學科團隊還能夠證明該地區也是威德爾海豹的熱門目的地。海豹90%的潛水活動發生在活躍的魚巢區域內，據推測，它們去那裡尋找食物。難怪研究人員計算出那裡的冰魚棲息地的生物量為6萬噸。

威德爾海的冰魚巢。圖片來源：PS124，AWI OFOBS團隊

憑藉其生物量，這個巨大的繁殖區是威德爾海一個非常重要的生態系統，根據目前的研究，可能是迄今為止全球發現的最具空間範圍的連續魚類繁殖殖民地，專家在出版物《當代生物學》上報道。

德國聯邦研究部長Bettina Stark-Watzinger說："我祝賀參與他們迷人發現的研究人員。在MOSAiC考察之後，德國海洋和極地研究再次重申了其突出地位。德國的研究船是浮動的環境研究實驗室。它們繼續在極地海洋和我們的海洋中航行，幾乎不間斷地航行，作為科學的平臺，旨在產生重要的發現，以支援氣候和環境保護。由聯邦教育和研究部（BMBF）資助，為德國海洋和極地研究提供了全球最先進的研究船隊之一。這一發現可以為保護南極環境做出重要貢獻。BMBF將繼續在聯合國海洋科學促進可持續發展十年的保護傘下努力實現這一目標，該十年將持續到2030年。

對於AWI主任和深海生物學家Antje Boetius教授來說，目前的研究表明在南極洲建立海洋保護區是多麼緊迫。"這一偉大的發現是由我們在ERC資助期間開發的一種特定的冰下調查技術實現的。它表明，能夠在我們干擾未知生態系統之前對其進行調查是多麼重要。考慮到南極威德爾海知之甚少，這更加強調了建立海洋保護區（MPA）的國際努力的必要性，"Antje Boetius對研究結果進行了分類，她沒有直接參與其中。在阿爾弗雷德·韋格納研究所（Alfred Wegener Institute）的領導下，已經制定了這種海洋保護區的提案，自2016年以來，歐盟及其成員國以及國際南極海洋生物資源保護委員會（CCAMLR）的其他支援國一直在為該提案辯護。

Antje Boetius補充說："不幸的是，威德爾海海洋保護區仍未得到CCAMLR的一致透過。但是，現在已經知道了這個非凡的繁殖殖民地的位置，德國和CCAMLR其他成員應該確保將來不在那裡捕魚，只進行非侵入性研究。到目前為止，威德爾海最南端地區的偏遠和困難的海冰條件已經保護了該地區，但隨著海洋和極地地區壓力的增加，我們應該在海洋保護方面更加雄心勃勃。

參考：Autun Purser，Laura Hehemann，Lilian Boehringer，Sandra Tippenhauer，Mia Wege，Horst Bornemann，Santiago E.A. Pineda-Metz，Clara M. Flintrop，Florian Koch，Hartmut H. Hellmer，Patricia Burkhardt-Holm，Markus Janout，Ellen Werner，Barbara Glemser，Jenna Balaguer，Andreas Rogge，Moritz Holtappels和Frank Wenzhoefer，2022年1月13日，Current Biology。
DOI： 10.1016/j.cub.2021.12.022