古老的鱼骨揭示了北极鳕鱼物种是如何在最后一个冰河时期幸存下来的

古老的鱼骨揭示了北极鳕鱼物种是如何在最后一个冰河时期幸存下来的

来自北冰洋的冰鳕鱼(左)和极地鳕鱼(右)的沉积物耳石。图片来源:欧盟项目CINEA/EMFF/2020/3.2.1/01/SC07/SI2.860330。

(神秘的地球uux.cn)据斯德哥尔摩大学出版:冰川北冰洋并非贫瘠的冰原沙漠,而是海洋鱼类冷适应进化的繁殖地。这是斯德哥尔摩大学一项新科学论文的主要结论,该论文考察了瑞典破冰船“奥登”号探险中发现的深海沉积物中发现的小鱼骨。

第一作者朱莱克·查瓦尔斯基说:“这些微小的骨头——耳石,直接记录了鱼类在重大气候转变期间何时何地占据北极水域,”他在该研究项目期间曾在斯德哥尔摩大学生态、环境与植物科学系工作。

该论文发表在《自然通讯》期刊上。

过去脊椎动物生活的证据

耳石是硬骨鱼内耳中的小型碳酸钙结构。它们作为鱼类平衡和听觉器官的一部分,能够感知运动、重力和声音振动。这些耳石是在斯德哥尔摩大学协调的北极考察中发现的,该考察旨在利用回声探测和水柱中的鱼类捕获量绘制当今鱼类资源图。

“但当第一批底部样本到达甲板时,我们立刻注意到鱼类耳石,”该研究的主要作者、斯德哥尔摩大学生态、环境与植物科学系的Pauline Snoeijs-Leijonmalm教授说。

沉积物耳石直接提供了中央北冰洋过去脊椎动物生活的证据,而该地区此类证据极为稀少。

“鱼类的存在表明,在上一个冰河时期,这里也存在类似今天的复杂食物网。鱼类是食物网中的关键生物。它们的存在表明有浮游生物,浮游生物作为鱼类食物,而鱼类本身为海鸟和海洋哺乳动物提供食物,“斯诺伊斯-莱约恩马尔姆继续说道。

鱼类遗迹可追溯至过去5万年

研究人员在第一个沉积物样本中发现了更多耳石,另外来自北冰洋不同地点的四个样本也含有耳石。考察结束后,这些遗骸在阿尔弗雷德·韦格纳研究所的放射性碳测年设施(MICADAS)被鉴定和定年。

斯诺伊斯-莱约恩马尔姆说:“测量揭示了两种适应寒冷的北极特有鱼类——冰鳕鱼和极地鳕鱼——在过去5万年的分布模式。”

“样本中耳石很少见;我们需要小心地筛过大量沉积物才能找到它们,但这一切都非常值得。耳石为研究北极生态系统提供了极佳的方式,“斯德哥尔摩大学地质科学系研究员、合著者弗洛尔·弗马森说。

两种物种,不同的生存模式

耳石显示,冰鳕和极地鳕鱼在4.8万至3.5万年前的最后一个冰河时代生态系统生产力极低时,曾存在于北冰洋中部。这两种物种都分布在北纬87–89°,靠近北极点。

在最后一次冰盛期——上一次冰河时代最寒冷的时期,大约持续了27,000年至19,000年前,这两种物种都从北极地区消失了。然而,冰鳕在大约2万年前的这一时期高峰期存活下来,地点更南,地点为84–85°N。

研究人员认为,它可能存在于多层海域——被海冰包围的开放水域。

随着全新世初期约12,000年前气候变暖,这两种物种重新出现在该地区并持续存在至今。

古老的鱼骨揭示了北极鳕鱼物种是如何在最后一个冰河时期幸存下来的

Pauline Snoeijs-Leijonmalm和Julek Chawarski在破冰船Oden号甲板上从沉积物样本中提取耳石。图片来源:瑞典极地研究秘书处

斯诺伊斯-莱约恩马尔姆说:“冰鳕在上一次冰盛期期间存活到这么北,而极地鳕鱼并未表明这两种北极特有鳕鱼物种之间因气候驱动的进化分化机制,这两种鳕鱼被认为在500万至1000万年前分化。”

不同的生存模式表明,过去的气候变化可能帮助塑造了两物种的进化差异。

这对今天的北极鱼意味着什么?

冰鳕和极地鳕鱼能够在极寒环境中生存的适应性,也可能在北极变暖时使它们变得脆弱。中部北冰洋深盆地和海底脊上的海冰变得更薄、更年轻且更具动态,而中层水温也在上升。

“北方针叶林物种如大西洋鳕鱼和阿拉斯加鳕鱼的扩散将增加北冰洋的竞争和捕食。斯诺伊斯-莱约恩马尔姆说:“这使这两种极度适应寒冷的北极特有鳕鱼面临种群下降的显著风险,因为持续的气候变暖很快将超过它们的进化适应极限。”

出版信息

Julek Chawarski 等,《北极特有鳕鱼物种在5万年气候变化期间的生存与分化》,《自然通讯》(2026年)。DOI:10.1038/s41467-026-78810-4




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