深海冷泉生态系统是基于化能合成的复杂生态系统，俗称“暗系统”。除了参与甲烷消耗的甲烷有氧氧化菌和甲烷厌氧氧化古菌/硫酸盐还原菌外，系统中广泛发育大型无脊椎动物贻贝、蛤、管状蠕虫、螺和铠甲虾等。这些冷泉无脊椎动物通过与甲烷有氧氧化菌、硫氧化菌或两者同时共生获得碳源和能量。这些内共生菌能够氧化还原性气体，如甲烷、硫化物等并提供给宿主，而宿主则为其提供同时具备电子供体和电子受体的稳定环境条件。

图1 来自站点F（a）和Haima（b-d）四种双壳类

图注：（a）Gigantidas platifron，（b）Gigantidas haimaensis，（c）Archivesica marissinica和（d）Bathymodiolus aduloides.

本文对南海福尔摩沙脊冷泉的贻贝Gigantidas platifron，海马冷泉区Gigantidas haimaensis、Bathymodiolus aduloides和Archivesica marissinica进行了脂质生物标志物和单体碳稳定同位素分析，从而研究冷泉双壳类在各种环境、宿主和共生体中的碳同化途径、营养传递和不同的宿主-共生体关系。研究发现宿主软组织及其化合物与共生菌软组织及专其属性生物标志化合物的δ¹³C非常相近，表明宿主直接从共生体中获得营养，或以这种方式获得大部分碳源。同时，不同宿主动物获取甾类化合物的方式各不相同，与甲烷有氧氧化菌共生的Gigantidas platifron和Gigantidas haimaensis主要借助共生菌甾类化合物保持细胞膜的稳定性和流动性，Archivesica marissinica只含有极低含量的甾类并主要存在于足内，而Bathymodiolus aduloides则通过宿主合成和滤食的方式来共同获得生存需要的甾类化合物，并且宿主合成和滤食的比例大概为97:3。另外，研究发现环境因素改变可能会导致无脊椎动物合成化合物的种类和含量发生改变，如相对于含氧量稍高的F站位，海马冷泉Gigantidas haimaensis倾向于合成更高含量的甾醇和更少的脂肪酸。研究成果为理解深海极端冷泉环境中的物质能量代谢和碳循环提供了思路和参考。

图2 平端深海偏顶蛤和海马大偏顶蛤的脂肪酸和甾醇的含量和碳同位素组成

图3 伴溢蛤和阿杜拉深海偏顶蛤的选定脂肪酸和甾醇的含量和碳同位素组成

Hongxiang Guan, Dong Feng, Daniel Birgel, Steffen Kiel, Jörn Peckmann, Sanzhong Li, Jun Tao. Lipid Biomarker Patterns Reflect Nutritional Strategies of Seep-Dwelling Bivalves From the South China Sea. Frontiers in Marine Science, 2022, article 831286.

文章链接：https://doi.org/10.3389/fmars.2022.831286