西南印度洋中脊热液区多毛类的多样性和系统发育研究

Southwest Indian Ocean Ridge (SWIR) is an ultraslow-spreading ridge system connecting the Central Indian Ridge and Mid-Atlantic Ridge. It is hypothesized to be the corridor for the dispersal of vent faunal between the Atlantic and Pacific vent fields. Studies of vent fauna along the SWIR would shed new light on the knowledge of biodiversity and biogeography of vent species at global scale. Polychaete is one of the dominant taxa in hydrothermal vent communities, however, we know little about its situation in SWIR. This project will focus on the diversity and phylogeny of polychaetes from 3 vent fields along the SWIR, with the combination of morphological and molecular methods. Detailed morphological description will be done and a data bank of DNA barcodes will be established. On the basis of phylogenetic analysis, species taxonomy, a species list and atlas of the specimens will be accomplished. Further more, this study will reveal their phylogenetic status within every corresponding group, as well as their phylogenetic relationships with related species from other regions, and help to understand biological connectivity between SWIR and other regions.

西南印度洋中脊属超慢速扩张洋脊，因连接中印度洋和大西洋洋脊被认为是联系太平洋/中印度洋和大西洋热液生物的走廊地带,因此对该洋脊段热液口底栖生物的研究在热液口生物多样性及生物地理学上具有重要意义。作为海底热液口生物群落的重要优势类群，西南印度洋中脊底栖多毛类的相关研究却很少。本项目拟结合形态和分子手段对西南印度洋中脊三个热液区的多毛类样品开展多样性及系统发育研究。针对每个物种，详细描述其形态特征和建立相关DNA条形码库，在系统分析基础上完成物种分类鉴定、编制物种名录和对应形态图谱，揭示各物种在所属各类群中的系统发生地位，进一步研究该区域多毛类与其它近缘物种的系统演化关系，并探讨西南印度洋中脊与其它区域间的生物连通性。

多毛类动物是印度洋热液区的三个优势类群之一，在热液口生物多样性及生物地理学上具有重要意义。但多毛类也是其中相关研究最少的类群。针对此研究上的不足，本项目基于中国大洋调查在西南印度洋三个热液区（龙旂、断桥和天成）采集的样品，选择多毛类这一优势类群，开展多样性及系统发育研究，进展和结果如下：（1）结合形态学及分子生物学手段对研究区多毛类开展分类研究，初步摸清热液区多毛类的物种组成，发现多毛类17种，仅一种已命名。（2）结合其它类群物种组成，对印度洋、大西洋和南大洋的热液区生物群落开展相似性研究，结果表明印度洋作为单独一个分区，但印度洋内部的组成差异仍然较大，西南印度洋北部和南部可以进一步划分为两个次级区域。（3）对部分样品较完整、采集数量较多的物种开展深入的分类学鉴定，描述、命名6个新种，报道西南印度洋1新种、1新科。（4）结合多个分子标记，对Branchinotogluma、Ophryotrocha、Amphisamytha和Osedax等类群开展系统发育分析，厘清Branchinotogluma bipapillata属级阶元的划分；发现Ophryotrocha jiaolongi与南大洋物种有最近共同祖先；表明印度洋Amphisamytha共有4个物种，分布于两个方向相反的进化支系，且在西北印度洋与东太平洋之间存在一条未发现的进化路径；认为西南印度洋Osedax样品属于O. rubiplumus，表明这可能是一个全球广布种。（5）O. rubiplumus的群体遗传学分析表明，西南印度洋群体的祖先可能是由太平洋群体经由南大洋散布而来，很可能已形成一个单倍型组成较为独特的群体，证明南大洋在深海底栖生物跨洋散布过程汇总的作用。因此，本项目在厘清印度洋热液区多毛类的物种组成、多样性及其系统发育等方面取得重要认识，为我国履行硫化物合同区环境业务、区域环境管理提供有效支撑。