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这些矿物开采规章的起草,对可能开放开采区域内发现的物种进行分类鉴定、分类和描述,对于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)的《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,并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)确定为其六个战略研究优先事项之一。
在先驱投资者和勘探承包商过去 40 年所做工作的基础上,国际海底管理局正在与世界各地的承包商和分类学家密切合作,推动深海分类学的发展。他们共同致力于推广标准化方法、利用新技术和创建全球专家网络,以支持在现有最佳数据和信息的基础上制定完善的监管框架。
勘探区域、栖息地和生物多样性
迄今为止,国际海底管理局已批准了 31 项合同,其中 22 项合同涉及在太平洋、 印度洋和大西洋的海底区域勘探三种类型的矿产资源,这些矿产资源与不同类型的栖 息地相关,因此也与不同的生物群落相关。多金属结核矿区位于深海平原,富钴铁锰结壳形成于海山,多金属硫化物位于洋中脊热液喷口系统。
承包者多年来一直在开展环境调查,以确定各自地区从微生物区系到巨型动物的生物群落特征。在某些情况下,已经进行了二十多年。近年来,这项工作极大地促进了对深海生物多样性的集体认识。以克拉里昂-克利珀顿区为例,得益于这项工作,一年之内(2017-2018年)就有近100种新生物被正式描述。
深海分类学的挑战与机遇
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,分类工作流程涉及广泛而漫长的步骤。要推进深海分类学的发展,就需要提高方法和规程的标准化水平,增加资金投入,培养训练有素的专家,并加强所有相关机构之间的合作。
生物样本的采集、保存和存档
实物标本是分类学家的主要样本。在环境调查过程中,国际海底管理局的承包商在水体和海底/近海底采集标本,并在船上保存。采集和保存方法必须确保样本形态和分子的完整性。样本上岸后,应长期保存在经过精心策划的生物藏品中,最好是公共藏品,例如在自然历史博物馆,用于研究和教育目的。
物种的识别和描述
物种的识别依赖于形态描述、相关元数据(如位置)和照片记录,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 短片的方法--也得到了广泛应用。在深海采样的物种中,有很大一部分是科学界的新物种(在某些组别中占 90%),它们仍然缺乏符合国际标准(即《国际动物物种命名法》)的公认名称形式的适当分类标识。然而,由于缺乏协调和标准化的图像目录和基因组库,在属或种一级进行可靠的分类鉴定存在困难。建立这样的目录和资料库对于提高不同调查的一致性、开发自动化常规分析(如通过人工智能和机器学习方法)以及最终加强深海生物多样性评估和监测至关重要。
分类数据的存档和共享
分类工作流程会生成三类数据:图像(和/或图纸)、元数据(包括位置和分布)以及 DNA 序列。要求国际海底管理局承包商共享基线调查期间收集的所有环境数据。这些数据存储在国际海底管理局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,国际海底管理局已开始与教科文组 织政府间海洋学委员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获取大量深海物种记录的机会,包括新发现的物种。
建立全球深海分类平台
只有通过加强国际海底管理局、其承包商、学术和科研机构、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、使用和共享深海分类信息。国际海底管理局一直在努力建立一个深海分类学知识平台,包括通过在 2020 年 9 月举办深海分类学标准化讲习班,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;改善数据访问和共享。这样一个合作平台将有助于提供高质量的深海分类数据和信息,这是国际海底管理局为全人类的利益履行其保护 "区域 "内海洋环境的任务所需的重要科学基础。
本文是联合国海洋十年在线系列报道的一部分。每周将发表一篇与 "海洋十年 "七项成果相关的倡议、新知识、伙伴关系或创新解决方案的报道。点击此处访问海洋十年数字特刊。