來自檔案館:蝦尾 - 描述一個新物種

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***只是想感謝大家在我兒子生病期間給予的支援。這對我來說意義重大!花了兩個半星期,轉到一家地區兒童醫院,並在他的胸腔裡插入了一根手術管,以排出近 80 毫升的液體,這些液體是由於感染而壓迫了他的肺部。他現在已經回家了,我們都很好!在我花一些時間恢復過來,處理被忽視的合同和專案,並重新獲得一些正常感的同時,我將重新發布一些我過去在我其他部落格上最喜歡的帖子(為了清晰起見進行了編輯)。***

我想給大家講一個小故事,關於一隻來自大洋深處一個小小的熱液噴口的蝦。你看,曾經有一段時間,我是一個*真正的*海洋生物學家,並且可以參加許多研究航行。那些是光榮的日子,我從異國情調的港口出發,品嚐當地的風味,在南太平洋島嶼周圍揹包旅行,並在研究船的頂層甲板上與船員們在無盡的星空下即興演奏。發現新事物的刺激總是吸引著我,我特別密切關注從深海中帶上來的所有生物。多年的觀察和鑑定確實極大地扭曲了我的思想,以至於我夢見的都是物種。我似乎每天都在按照一個二歧式檢索表進行我的日常工作(這可能不是真的)。

我並沒有選擇去發現一種新的熱液噴口蝦——是它選擇了我。那是我第一次為了收集專門用於我的碩士論文的材料而進行的航行,該論文研究的是深海熱液噴口處的群落是如何構建的。我正在採集貽貝和蝸牛床的定量樣本,以研究基礎物種在噴口群落中的作用。Alvinocaridid 蝦是這些奇怪的深海環境中引人注目的成員,幾乎遍佈全球。目前已識別出七個屬。Alvinocarislusca 是已故的奧斯汀·威廉姆斯博士和芬納·蔡斯二世博士於 1982 年首次描述的,該屬包含最多的物種,截至出版時(2009 年)已識別出 11 個物種。Alvinocaris 字面意思是“阿爾文的蝦”。阿爾文是研究第一個熱液噴口時使用的潛水器的名稱(lusca 意思是“失明的”,指的是它退化的、融合的眼睛),也因被用於研究泰坦尼克號的殘骸而聞名。


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這是一個學習分類學的極佳物種。特徵清晰且明確,相關物種描述很少可供比較,而且我的合著者是一位傑出的導師,他教給我許多節省時間的技巧,同時小心地指導我成為一位徹底、誠實和綜合性的科學家。關於這個物種,一切都水到渠成。物種的實際描述非常直接且公式化。術語已經存在多年。所有需要做的就是填寫您物種的空白,並註明任何其他獨特的特徵。許多分類學家止步於描述,可能會新增一段自然歷史註釋。當然,我想做得更多。

我覺得理解這個物種的進化背景非常重要。幸運的是,蒂姆·尚克博士提供了一個 蝦科的綜合系統發育,因此 GenBank 已經填充了線粒體 COI 序列。我們對我們物種的一些個體進行了測序,但結果不是很清楚。它似乎更接近該屬的基部,但對其分支的統計支援並不強。事實上,COI 對於理清更深層次的關係似乎並不可靠——這是該分子常見的弊病。其他同事正在進行一項主要的多基因系統發育研究,應該可以理清這個重要的蝦科中的所有細節。

[caption id="attachment_454" align="alignnone" width="491" caption="已知的熱液噴口研究地點地圖,由 ChEss 計劃的瑪麗亞·貝克博士製作 (2010)。"]

無論如何,這群蝦為什麼如此重要?事實證明,所有的 Alvinocaridids(對於那些關注科級分類的人來說)都只生活在化能合成生態系統中,例如熱液噴口和甲烷滲漏點。這個科的進化歷史應該追蹤它們跨越相互連線的洋中脊系統的擴散(見上圖)。它們對深海 化能合成環境特有性 使它們成為追蹤噴口動物歷史擴散模式的有用生物。在生態學中,測量單位通常是“物種”,這就是為什麼描述和編目地球上所有物種的分佈非常重要的原因。隨著我們向生命之樹新增資料,可以更準確地預測歷史過程。

我的貢獻有望對從事噴口生物地理學和蝦類系統發育學的人們有所幫助。為了方便準確鑑定這個蝦科的成員,我更新了一個包含構成這個快樂的甲殼類家族的所有 22 個物種的二歧式檢索表。

這種蝦本身非常漂亮。一個漂亮的、長長的、鋸齒狀的吻突裝飾著它的頭部,模仿著一個在 CBGB’s 外面閒逛的 80 年代朋克搖滾歌手。使其與其他 Alvinocaris 區分開來的獨特特徵是尾部中間的一個明顯的凹口,並飾有一組漂亮的尖刺,讓 Needleman 都相形見絀。我寫這篇論文最喜歡的部分是繪製線條圖。我在解剖顯微鏡下拍攝了幾張詳細的照片,將它們拼接在一起,並在 Adobe Illustrator 中描繪出輪廓,如下所示。

[caption id="attachment_455" align="aligncenter" width="300" caption="第四步足(腿)。高解析度、高放大倍率的照片拼接在一起,形成清晰的描繪影像。"]

這透過在顯微鏡下實際觀察得到了證實,以確保我捕捉到了每一根細小的毛髮和棘刺!這些照片很棒,尤其是對於像我這樣缺乏任何繪畫能力的人來說,但可能會產生誤導,因為您可能會對非常精細的細節失焦。這就是為什麼我用顯微鏡下的實際標本來證實我的線條圖。在物種描述中,細節的正確性非常重要,像下面這樣的圖紙對於工作人員將其樣本與物種的定義進行比較可能至關重要。最終的結果是將蝦變成藝術品(至少在我看來是這樣!)。

[caption id="attachment_456" align="aligncenter" width="600" caption="Alvinocaris komaii 全身及其身體部位的線條圖。口器(左下)包括從下到上依次為下顎、小顎 1 和 2、顎足 1-3。步足(腿,底部)從左到右依次為 1-5,給出了第三步足的細節。給出了一個腹足的例子(右中),插圖是雄性附器,或蝦的陰莖。尾節(右上)是中心部分,末端有凹口,兩側是尾肢。"]

Alvinocaris komaii 是以日本千葉縣自然歷史博物館和研究所的駒井智幸博士的名字命名的。以他的名字命名一個物種是一種極大的榮幸。他的廣泛貢獻為 Alvinocarididae 科物種的描述樹立了標準。非常徹底和準確,帶有詳細的圖紙和自然歷史觀察。由於他即將退休,我很震驚地得知他尚未因一個特定的種名而獲得榮譽。那麼,年輕一代追隨他的腳步,但增加我們“長大”後掌握的技術,例如系統發育學,是恰當的。形態系統學將永遠佔有一席之地,因為物種需要一個非常具體的定義,才能在進化和生態學研究中發揮作用。遺傳學的加入為被描述的個體提供了一個明確的“條形碼”以及一組附加於它的獨特的形態特徵,確保了未來工作人員的歧義減少。

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Zelnio, K., & Hourdez, S. (2009). A New Species of Alvinocaris (Crustacea: Decapoda: Caridea: Alvinocarididae) from Hydrothermal Vents at The Lau Basin, Southwest Pacific, and a Key to The Species of Alvinocarididae 《華盛頓生物學會會刊》,122 (1), 52-71 DOI:10.2988/07-28.1

Shank T, Black M, Halanych K, Lutz R, Vrijenhoek R (1999) 深海熱液噴口蝦(十足目:Bresilidae)的中新世輻射:來自線粒體細胞色素氧化酶亞基 I 的證據。《分子系統發育學與進化》13:244-254。 DOI:10.1006/mpev.1999.0642

Williams A, Chace F (1982) 來自加拉帕戈斯裂谷熱液噴口的 Bresiliidae 科新種蝦。《甲殼動物生物學雜誌》2:136-142。 JSTOR

*這篇文章最初於 2009 年釋出在 Deep Sea News

About Kevin Zelnio

Kevin has a M.Sc. degree in biology from Penn State, a B.Sc. in Evolution and Ecology from University of California, Davis, and has worked at as a researcher at several major marine science institutions. His broad academic research interests have encompassed population genetics, biodiversity, community ecology, food webs and systematics of invertebrates at deep-sea chemosynthetic environments and elsewhere. Kevin has described several new species of anemones and shrimp. He is now a freelance writer, independent scientist and science communications consultant living near the Baltic coast of Sweden in a small, idyllic village.

Kevin is also the assistant editor and webmaster for Deep Sea News, where he contributes articles on marine science. His award-winning writing has been appeared in Seed Magazine, The Open Lab: Best Writing on Science Blogs (2007, 2009, 2010), Discovery Channel, ScienceBlogs, and Environmental Law Review among others. He spends most of his time enjoying the company of his wife and two kids, hiking, supporting local breweries, raising awareness for open access, playing guitar and songwriting. You can read up more about Kevin and listen to his music at his homepage, where you can also view his CV and Résumé, and follow him twitter and Google +.

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