推进深海分类学

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推进深海分类学

推进深海分类学 2000 1335 海洋十年

深海(通常被认为是 200 米以下的海域)是地球上最大、最多样化的生态系统之一。我们对深海的了解与日俱增,尤其是最近人们对深海海底资源的兴趣与日俱增。虽然深海环境异常恶劣,压力极大,没有阳光,但最近的研究表明,深海中的生命还是非常丰富的。

随着国际海底区域("区域")深海矿物勘探的进展,以及未来开发这些矿物的条例的起草,对在可能开放开发的区域内发现的物种进行分类鉴定、分类和描述,对制定适当措施保护深海生物多样性和相关生态系统服务至关重要。

国际海底管理局(ISA)2019-2023年战略计划和高级别行动计划以及支持联合国海洋科学促进可持续发展十年的行动计划都强调了加强深海生物多样性集体科学知识的必要性,该计划将深海生物多样性评估方法的标准化,包括 "区域 "内的分类鉴定和描述,作为其六个战略研究重点之一。

在先驱投资者和勘探承包商过去40年所做工作的基础上,ISA正与世界各地的承包商和分类学家密切合作,推进深海分类学。他们一起努力促进标准化的方法;利用新技术并建立一个全球专家网络,以支持在现有最佳数据和信息的基础上制定一个健全的监管框架。

勘探中的地区,生境和生物多样性

迄今为止,国际海底管理局已经批准了31份合同,其中22份是为了勘探太平洋、印度洋和大西洋的海底斑块,这些斑块与不同类型的生境有关,因此也与不同的生物群落有关。多金属结核区位于深海平原,富钴铁锰结壳形成于海山,多金属硫化物位于大洋中脊热液喷口系统。

承包者多年来一直在进行环境调查,以确定各自区域内从微生物群到巨型动物的生物群落的特征。在某些情况下,已经超过20年了。这项工作大大有助于提高近年来对深海生物多样性的集体认识。例如,在克拉里昂-克利珀顿区,由于这项工作,在一年内(2017-2018)正式描述了近100种新生物。

深海分类学的挑战和机遇

分类学工作流程涉及广泛而漫长的步骤,从生物样本的收集、保存和归档,到物种的识别和描述,再到分类数据的归档和共享。推进深海分类学将需要提高方法和协议的标准化水平,增加资金,训练有素的专家和所有参与机构之间的合作。

生物样本的收集、保存和归档

物理标本是分类学家的主要样本。在环境调查期间,ISA承包商在水体和海床上/附近收集标本,并在船上保存。采集和保存的方法需要确保样本的形态和分子的完整性。一旦上岸,应将样本长期保存在精心策划的生物藏品中,最好是公开的,例如自然历史博物馆,用于研究和教育目的。

识别和描述的物种

物种的识别依赖于形态学描述、相关的元数据(如位置)和摄影记录,包括在原地和实验室中。最近,DNA条形码--一种使用特定基因的DNA短节的方法--也被广泛使用。深海中很大一部分取样物种对科学来说是新的(在某些群体中占90%),并且仍然缺乏符合国际标准(即动物物种的国际动物学命名规则)的公认名称的适当分类身份。然而,由于缺乏协调和标准化的图像目录和基因组库,难以在属或种的层次上进行有把握的分类鉴定。建立这样的目录和资料库对于提高各次调查的一致性、发展自动化的常规分析(例如通过人工智能和机器学习方法)以及最终加强深海的生物多样性评估和监测至关重要。

分类学数据的归档和共享

分类工作流程产生三种类型的数据:图像(和/或图纸)、元数据,包括位置和分布,以及DNA序列。国际海底管理局承包商必须分享基线调查期间收集的所有环境数据。这些数据储存在ISA深海海底和海洋数据库(DeepData)中,可供公众查阅。为了进一步促进对这些数据的利用和帮助深海分类,ISA已经开始与教科文组织海委会的海洋生物多样性信息系统(OBIS)合作,以促进数据交换。预计这一合作将大大增加公众对深海物种广泛记录的获取,包括新的发现。

迈向全球深海分类学平台

只有通过加强ISA、其承包商、学术和科学机构、博物馆和其他相关利益攸关方之间的合作,才能有效地生成、使用和分享深海分类学信息。ISA已经努力,包括通过在2020年9月举办深海分类学标准化研讨会,建立一个深海分类学知识平台,汇集广泛的专业知识,目的是开发和传播分类学工作流程的标准化方法和工具;促进深海分类学不同领域的能力建设;改善数据获取和共享。这样一个合作平台将有助于提供高质量的深海分类学数据和信息,这是国际海底管理局为履行其保护 "区域 "内海洋环境以造福全人类的任务所需要的关键科学基础。

这篇文章是专门为联合国海洋十年推出的在线系列报道的一部分。每周将发表一篇与以下七个海洋十年成果相关的倡议、新知识、伙伴关系或创新解决方案的故事。请点击这里访问专门为海洋十年设计的数字特刊。

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