早在千万年前,海马就成为了神秘的“漂流者”。它们跟随着洋流与地质活动,先后开始了一趟“北上”与“南下”之旅。
海马的游泳能力弱,属局域性生活物种,却在全球有着广泛分布。数据显示,国际范围内海马的种类约有40多种,主要分布在热带或温带浅海海域。
海马尾巴勾卷在附着物上。刘佳荣 摄
海马具体起源于哪片海域?它们是以怎样的路径做到全球扩散?科学家们给出了答案。南方日报、南方+记者探访中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室,林强研究员团队详细阐述了海马研究新发现,揭秘海马那些有趣的特性。
从印-澳群岛出发,海马的“北上”与“南下”
海马,是一种头部似马的小型硬骨鱼类,隶属海龙科。它们直立游泳,运动能力弱,尾巴通常勾卷在附着物上。
中国至少有16种海马,种类有分布在渤海、黄海的日本海马、冠海马,分布于东海、南海等地的三斑海马、刺海马等。根据种类的不同,海马的身长也在几厘米至几十厘米不等。“大部分海马分布在福建、广东、台湾、广西和海南等沿海区域。”林强介绍道。
为了针对海马在全球的起源与扩散开展研究,团队收集了全球21种海马优势物种的358个样品,从中提取出各自的基因组并进行了对比分析。基于物种树和分歧时间的时空扩散模型,研究团队首次明确,海马在2500万—2000万年前起源于印-澳群岛,并提出印-太海马类群由古特蒂斯海和南非好望角两条路径先后进入大西洋海域的新观点。
全球优势海马类群的群体分化及其洋流驱动下的扩散时空路径特征。
作为一种游泳能力较弱的生物,海马又是如何从印-澳群岛扩散向全球的呢?这便不得不提及洋流和地质活动的因素。
起源于印-澳群岛海域的海马,随着北上的洋流逐渐扩散到印度洋。先后进入大西洋海域的印-太海马类群有两条扩散路径:一支海马“队伍”在约1330万年前途经古特蒂斯海进入北大西洋,实现了物种的“北漂”;而后,古特蒂斯海关闭,海马北上之路受阻,在过了将近1000万年后,另一支则随着南下的洋流开始新的“搬迁”,绕过非洲南部好望角,抵达南大西洋。
靠自身力量难以大范围扩散的海马,被认为是研究地质活动和洋流对海洋生物扩散及其多样化影响的“旗舰物种”。“海马的扩散模式实际上是一个代表,据此也能大致了解到其他海洋生物的扩散模式。”林强说。
“雄性育儿”技能傍身
除依赖地质活动和洋流进行“长途旅行”外,海马还有哪些本领呢?可别小瞧它们,特殊的生存与适应技能也是海马所具备的。
例如,海马在全球扩散过程中,进化出了体表棘刺性状,形态上类似于河豚覆盖体表的刺,它是海马重要的防御性状。这样一来,成年海马出色伪装再加上衍生而来的刺,便能让捕食者“头痛”不已。
同样有趣的是,海马还能够实现“雄性育儿”,这一特点也为科学家们所重视。雄性育儿,顾名思义,在雌性海马产卵于育儿袋后,雄海马爸爸会使卵子受精孵化,并经历分娩的过程,最终从育儿袋中产出大量的海马幼仔。
科研人员正在研究海马育儿袋结构。
海马衍生出了完整的育儿袋结构,这与哺乳动物的子宫在关键基因结构上具有显著的同源性,研究海马的育儿袋将有利于深入揭示动物界中繁殖器官和功能的独立演化模式。研究团队在2020年的研究结果显示,视黄酸在育儿袋发生发育过程中起到至关重要的调控作用。
潜水调查。
依据团队近年所做的沿海调研,林强认为,近两年海马在我国的生存状况有所改善。“世界自然保护联盟和《濒危野生动植物种国际贸易公约》都已将海马属物种列为保护对象。”林强说道,“希望能够尽快摸清我国的海马资源现状,并建议通过建立专门的海马保护区的方式真正实现海马资源保护。”
【记者】刘佳荣
【实习生】吴彦旻
【图片】除署名外,由受访者供图
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