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1 Nature Sustainability发表中国科学院烟台海岸带所关于潮间带多环芳烃分布影响机制的最新成果 2020-07-03

中国科学院烟台海岸带研究所吕敏助理研究员、陈令新研究员等利用其在复杂环境基质样品分析方面的技术优势,在海岸带污染过程及机制研究领域取得重要进展,研究成果“人为因素对中国潮间带多环芳烃分布的影响”(Human impacts on polycyclic aromatic hydrocarbon distribution in Chinese intertidal zones)发表在最新一期的《自然·可持续发展》(Nature Sustainability)上。 潮间带是地球表面资源最丰富、物质和能量交换最激烈的区域。与浩瀚的海洋和陆地相比,潮间带区域狭窄,但具有很高的生产力,其固碳能力高于世界草地和森林的平均值,在海洋经济发展中发挥着重要作用。因此,潮间带生态环境现状直接关系到海岸带资源的保护、开发和可持续发展利用。然而,工业化和城市化的迅猛发展给该区域带来了空前的环境压力,人类活动产生的污染物通过地表径流等途径进入到潮间带区域,对其生态系统产生了强烈的影响。多环芳烃(PAHs)具有高毒性、持久性、生物累积性,能够远距离迁移,在环境中广泛存在。由于PAHs是由含碳物质的不完全燃烧和石油产品的释放产生的,传统能源消耗和经济发展等诸多因素均能影响PAHs的产生和排放。鉴于潮间带的资源和生态意义,阐明潮间带沉积物中影响PAHs分布的主要因素及其机制,将为潮间带生态系统的评估与保护提供思路。 本次在《自然·可持续发展》发表的研究,充分利用了多年来在复杂环境基质样品分析技术上的优势,对覆盖我国所有11个沿海省份和直辖市的典型潮间带的枯季、雨季沉积物样品进行PAHs分析,同时结合沉积物理化性质、气候因素以及人口、城市化水平等34种经济社会指标,系统并定量研究了它们对PAHs分布的直接或间接影响。研究发现,所有PAHs均与沉积物中总有机碳含量(TOC)呈现高度正相关关系;进一步利用TOC对PAHs归一化,发现经济社会因素对低分子量(LMW)和高分子量(HMW)PAHs的影响不同。其中,人口与经济水平对HMW PAHs的影响最大,而城市化水平对LMW PAHs的影响最大。研究还发现经济社会因素可通过影响沉积物TOC含量间接影响PAHs的分布。该研究结果揭示了潮间带沉积物中PAHs污染特征,可在一定程度上反映区域工业化和城市化水平,同时为其它潮间带区域PAHs水平的预测与评估提供指导,为海岸带生态环境安全评估和可持续发展管理提供技术支撑,助力可持续发展的海岸带生态环境建设。 该研究成果得到了科技部基础调查专项(2014FY210600)、国家自然科学基金(41601525;21677167;21976209)等项目的支持。文章的第一作者为吕敏助理研究员,文章通讯作者为生态环境研究中心的廖春阳研究员、华东师范大学的刘东艳教授和烟台海岸带研究所的陈令新研究员。 查看详细>>

来源:中科院烟台海岸带研究所 点击量:2

2 中国科学院海洋研究所发现深海细菌环脂肽类抗生素抑制病原菌运动新机制 2020-07-03

7月1日,国际经典微生物学期刊Environmental Microbiology在线刊发题为“The cyclic lipopeptides suppress the motility of Vibrio alginolyticus via targeting the Na+-driven flagellar motor component MotX”的文章,报道了中国科学院海洋研究所孙超岷研究组关于深海细菌环脂肽类抗生素抑制病原菌运动新机制的研究成果,为发展新型深海微生物源抗生素提供了新的靶点和理论依据。 在前期研究中,孙超岷研究组在分离深海微生物的过程中偶然发现一株芽孢杆菌能有效抑制水产重要病原溶藻弧菌的运动,而运动能力很大程度上影响着病原菌的致病性。基于这一发现,研究人员借助生物化学手段分离并解析了抑制病原菌运动的活性物质的结构(Applied and Environmental Microbiology,2017),明确了该活性物质为一种新型环脂肽类抗生素,但对其抑制病原菌运动的具体机制并不清晰。本研究中,研究人员进一步利用转录组学和分子遗传学等手段,精确定位了该环脂肽类抗生素的作用靶点为病原菌鞭毛分子马达的关键组分MotX,解释了该抗生素为何能有效抑制病原菌的运动和致病性。更为重要的是,MotX在各种能侵染水产动物和人类的病原弧菌(包括鳗弧菌、灿烂弧菌、副溶血弧菌和创伤弧菌等)中广泛存在,该环脂肽类抗生物素对上述各类病原弧菌的运动也具有显著的抑制效果,而不抑制缺乏MotX细菌的运动能力,是一种极具应用潜力、广谱且有选择性的抗菌药物,相应细菌菌株和化合物的产权和相关信息已经申请国家发明专利保护。 实验海洋生物学重点实验室刘瑞副研究员为第一作者,孙超岷研究员为通讯作者。本研究得到了国家重点研发计划、大洋协会“深海生物资源计划”及中科院战略先导专项等项目联合资助。 近年来,孙超岷研究组围绕深海细菌脂肽类抗生素进行了系统研究,分别解析了丰原素(Applied and Environmental Microbiology,2018)、表面活性素(Marine Drugs,2019)和伊枯菌素(Applied and Environmental Microbiology,2020,修稿中)等脂肽分子的结构和作用机制,为脂肽类抗生素的进一步开发应用奠定了坚实基础。 查看详细>>

来源:中科院海洋研究所 点击量:1

3 透视海底热液区深部岩浆房及岩浆演化过程研究获新进展 2020-07-03

俯冲带岩浆活动是海底热液地质学研究的热点问题之一,由于俯冲洋壳、俯冲沉积物等物质影响,俯冲带火山岩往往成分多样,成因复杂。弧后盆地作为重要的俯冲构造单元,其海底热液区火山岩的研究可为进一步明确俯冲带岩浆作用过程提供帮助。传统全岩研究由于受到后期岩浆演化及蚀变作用影响,不能很好地刻画岩浆演化过程。单斜辉石是岩浆演化过程中的早期结晶矿物,可存在于岩浆演化的大部分阶段,且不同结构环带、元素组成的单斜辉石具有不同的成因。因此,单斜辉石可以保存岩浆房物理化学状态及岩浆演化过程信息,指示多期岩浆充填或混合现象,是研究岩浆组成、岩浆演化及岩浆运移的理想工具。 中国科学院海洋研究所曾志刚研究团队及合作者对采自西太平洋弧后盆地热液区附近的玄武岩、安山岩、粗安岩和流纹岩内的单斜辉石进行了详细的岩相学及矿物学研究,并分析了主量和微量元素地球化学特征。根据环带结构、主量元素及稀土元素特征可将不同火山岩内的单斜辉石分为多种类型。其中玄武岩内Type 1的单斜辉石与粗安岩内Type 1单斜辉石在地球化学特征上具有相似性,表现出亏损LREEs和无明显Eu异常;玄武岩内Type 2的单斜辉石与安山岩内及粗安岩内Type 2单斜辉石在地球化学特征上具有相似性,表现出亏损LREEs及明显Eu负异常。 研究人员通过对单斜辉石的微量元素模拟发现,不同岩性内的单斜辉石可以通过玄武质岩浆发生单斜辉石+斜长石±斜方辉石±副矿物的分离结晶获得。此外,在安山岩中存在与玄武岩内单斜辉石成分相似的环带,表明了同源岩浆的充填、混合在不同岩性单斜辉石间普遍存在,并根据单斜辉石与熔体间元素分配系数获得了基性岩中单斜辉石平衡熔体成分。通过对平衡熔体的成分模拟,结果显示源区岩浆受到明显的俯冲沉积组分影响,且俯冲熔体的影响强于俯冲流体。 单斜辉石的研究突破了全岩成分对岩浆信息刻画的局限,对明确海底热液区岩浆成分、分析火山岩成因具有重要意义。基性-中性-酸性岩中系统的单斜辉石研究明确了分离结晶及同源岩浆混合对研究区内中酸性火山岩成因起着主导地位。研究成果发表在国际地学期刊LITHOS(JCR一区)上,第一作者为李晓辉博士后。本研究得到国家自然科学基金、中国科学院海洋地质与环境重点实验室开放基金、全球变化和海气相互作用等基金项目支持。  论文链接:https://doi.org/10.1016/j.lithos.2019.105320  查看详细>>

来源:中科院海洋研究所 点击量:1

4 中国科学院深海科学与工程研究所海洋哺乳动物研究团队研究进展 2020-07-03

近期,中国科学院深海科学与工程研究所李松海研究团队分别在Aquatic Conservation:Marine and Freshwater Ecosystems,Frontiers in Marine Science,Journal of the Acoutical Society of America,Marine Biology,Aquatic Mammals等国际专业期刊发表了7篇SCI收录的研究论文,涉及海洋哺乳动物繁殖生理学、生态学、行为学、保护生物学和生物声学等学科领域,不仅揭示了基础性的科学问题,同时也为中华白海豚、斑海豹等珍稀濒危动物的有效保护提供了科学基础。详细研究成果如下: 1.2019年12月26日,期刊Aquatic Conservation:Marine and Freshwater Ecosystems在线发表了题为“Determining spatial use of the world's second largest humpback dolphin population:Implications for place‐based conservation and management”的文章。研究团队就湛江中华白海豚的栖息地空间利用模式进行了调查。结果表明,湛江中华白海豚种群的栖息地利用已呈现出碎片化现状,并且现有的保护区仅覆盖了三个主要栖息地之一的小部分区域,难以满足该世界第二大驼海豚种群的保护需要。此结果为该海域中华白海豚自然保护区的规划提供了科学支撑。 2.2020年1月23日,期刊Aquatic Conservation:Marine and Freshwater Ecosystems在线发表了题为“Food risk trade-off in the Indo-Pacific humpback dolphin:An exploratory case study”的文章。研究团队选择湛江港入海口对“拥有较丰富的鱼类资源是中华白海豚选择河口作为栖息地的原因”假说进行验证。研究表明,中华白海豚选择高风险的河口作为栖息地是迫于获取食物的压力。因此,近海过度捕捞引起的渔业资源衰退,可能会诱使它们更多地采用冒险捕食行为,从而导致更高的死亡率。 3.2020年3月3日,期刊Marine Biology在线发表了题为“Investigating the age composition of Indo?Pacific humpback dolphins in the Pearl River Estuary based on their pigmentation pattern”的文章。研究团队分析了珠江口中华白海豚种群体色变化规律和性别差异,并推断活体的个体年龄和种群年龄结构。结果显示,体色与年龄有显著的相关性,且雌性个体褪色速度要高于雄性;泛珠江口海域白海豚的年龄组成存在显著区域差异;伶仃洋海域现存的老龄化结构更可能造成群体补充速率减缓而加速种群衰退。 4.2020年4月28日,期刊Frontiers in Marine Science在线发表了题为“Monitoring of anearshore small dolphin species using passive acoustic platforms and supervised machine learning techniques”的文章。研究团队探讨了水下声学平台阵列所记录的声学数据是否可以用于中华白海豚回声定位信号的识别,进一步研究了该种群的时空分布模式和声学行为。研究表明利用被动声学平台阵列获取的声学数据,采用机器学习技术和声谱图检查结合的方法,可以在大时空尺度上监测沿海栖息的海豚物种的分布和栖息地使用情况,为进一步监测和研究近海鲸类动物提供了新思路。 5.2020年5月11日,期刊Aquatic Mammals在线发表了题为“Aging and Seasonal Serum Cortisol Concentrations in Captive Spotted Seals(Phoca largha)from the Liaodong Bay Colony”的文章。研究团队对辽东湾人工养殖斑海豹皮质醇浓度积聚规律进行了分析并探讨其在生殖周期中生理状态的变化。研究表明,斑海豹皮质醇水平随年龄的增长缓慢降低并以6岁作为转折点后缓慢升高;在性成熟和非性成熟期间,不同性别间皮质醇浓度并无显著差异,但在不同季节皮质醇浓度存在显著差异。本研究为判断野生斑海豹健康状况建立了一个参考标准,同时可以用作评估其受自然或人为胁迫的压力响应。 6.2020年5月11日,期刊Aquatic Mammals在线发表了题为“Group sizes of Indo-Pacific humpback dolphins in waters southwest of Hainan Island,China:Insights into rare records of large groups”的文章。研究团队对海南岛西南近岸水域中华白海豚的集群特征进行了调查。结果表明,海南中华白海豚种群平均集群规模比世界上许多已调查的驼海豚种群的集群规模都大,并且更偏向于集大群;相比于照相识别估计的集群规模,现场计数低估了海南中华白海豚集群规模,平均低估了25%左右。 7.2020年6月12日,期刊The Journal of the Acoustical Society of America在线发表了题为“Influence of acoustic habitat variation on Indo-Pacific humpback dolphin(Sousa chinensis)in shallow waters of Hainan Island,China”的文章。研究团队对被动声学监测点的中华白海豚声呐信号以及其它不同声源信号进行了检测。研究表明食物的利用是中华白海豚生境选择的重要因素;对中华白海豚的声音类别进行记录和识别可以了解特定栖息地环境下动物的不同声行为。本研究为海洋声学环境对该珍稀濒危动物的影响评估提供了基本指标。 查看详细>>

来源:中科院深海科学与工程研究所 点击量:1

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