近日，实验室海洋生物与生态教研室陈飚副教授为第一作者，其指导的2023级海洋科学本科生张新蕊为第二作者，在国际深海研究领域经典期刊Deep-Sea Research II发表了题为“Archaea microbiota dynamics and interactions in deep-sea wood fall in the South China sea: insight into the driving patterns of diversity center, community assembly, and biogeochemical processes”研究论文。研究聚焦南海深海木落微型生态系统，旨在揭示南海大型深海木落的形成年代与潜在来源、古菌群落多样性中心成因及其互作关系、古菌群落构建机制及其对深海甲烷代谢、氮循环以及异养营养过程的生态贡献。
木落（wood fall）是寡营养深海区域重要的有机质沉降类型之一，其相较于鲸落、热液、冷泉具备更广泛的地理分布、更大的沉降通量以及更高木质纤维素含量，对于维持深海区域“黑暗食物链”、深海底栖生物扩散以及地球深部生物地球化学循环过程具有重要作用。本研究以2021年南海中南海山区域发现的大型深海木落（深度：2321.6m；长：125cm；宽：38cm；高：14cm）为对象，通过AMS 14C同位素测年、木质结构鉴定、二代扩增子测序等技术手段对其开展交叉学科研究，主要发现如下：1.深海木落的潜在来源与年代特征。基于木质结构鉴定与AMS 14C年代学结果显示，中南海山所发现大型深海木落属于中国海南与越南区域优质造船树种—红花天料木（Homalium hainanense Gagnep.），其形成可能与1979—1981年及之后的大型木质沉船存在关联。2.深海木落古菌群落的生物与功能多样性中心及其成因。基于二代扩增子测序结果显示，深海木落古菌物种与功能多样性中心位于各接触面的过度区域（Transition Region；TR），其显著高于海水接触面（Seawater Contact Surface；SWCS）与沉积物接触面（Sediment Contact Surface；SDCS）。TR区域的古菌群落具备更高的净迁入率、交互作用网络恢复力与能量—信息传递效率，这是其维持物种与功能多样性中心的主要原因。3.深海木落古菌群落构建过程及其生态效应。深海木落古菌群落构建过程主要由随机性过程驱动（>90%），木落丰富的营养供应与高生产力可为古菌群落漂变与生物多样性维持提供稳定生境，并减少环境筛选压力。但是，深海木落内部营造的复杂微型栖息生境结构促使古菌群落产生了扩散限制与同质化扩散过程。4.古菌对深海木落生物地球化学循环的驱动作用。古菌群落主要驱动深海木落的甲烷代谢、氮代谢以及化能异养过程。TR中古菌群落的生态功能主要由甲烷代谢（65.7%）和氮代谢（34.3%）共同主导，而SDCS和SWCS中的古菌群落则分别显著富集于甲烷代谢（97.6%）和氮代谢（100%）。该结果指示了在深海木落降解的早—中期，其古菌群落中的甲烷代谢更为活跃；而在深海木落降解晚期，氮代谢则在其古菌群落的生物地球化学活动中占据主导。
研究成果有效揭示了深海木落生态系统中古菌群落多样性特征、生态功能及其对木落生物地球化学过程的贡献机理，对于深入理解陆源有机质沉降对深海物质能量循环过程的生态影响及其微生物驱动机制提供了新视角。
论文详细信息：
Chen, B., Zhang, X., Yu, K., Bao, Z., Liang, X., Li, X., Liang, L., Wu, Q., Li, H., Xu, L., 2026. Archaea microbiota dynamics and interactions in deep-sea wood fall in the south china sea: insight into the driving patterns of diversity center, community assembly, and biogeochemical processes. Deep-Sea Research II, 230, 105718. doi:10.1016/j.dsr2.2026.105718.
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文字作者：张新蕊
图片来源：期刊论文
编辑：周剑、李艳丹
一审一校：陈飚、周剑
二审二校：刘旗扬
三审三校：余克服
