新研究：有壳虫可以作为环境变化的敏感指示生物

来源：中科院之声

全球湖泊生态系统在气候变化和人类活动的多重压力下，正在发生一系列的变化。甚至，受人类活动影响相对较小的高原湖泊，也面临着水质恶化、生态退化和生物多样性丧失等生态环境问题。

高原湖泊的保护与管理，离不开对湖泊生态系统长期演化过程和规律的系统认知。然而，在千年的时间尺度上，我们对高原湖泊生态系统的演化过程和规律，还缺乏系统全面的认知。

以我国五大湖区之一的云贵高原湖泊群为例，多属于构造深水湖泊，地质历史时期人为扰动较小，因此保存有连续且完整的湖泊沉积和丰富的生物信息，是研究水生态系统长期演变对气候变化和人类活动响应的理想场所。

但研究过去长期（千年）尺度的生态环境变化，还需要借助能够记录环境变化信息并保存于沉积物的水生生物，这些生物的个体、种群和群落特征是湖泊生态环境研究的重要载体。

有壳虫是一类具有坚硬外壳的原生动物，是湖泊生态系统结构的重要组成部分。中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组（杨军团队）和中国科学院南京地理与湖泊研究所羊向东团队选择云贵高原的泸沽湖为研究对象，以有壳虫群落分析为切入点，结合地球化学指标和年代分析研究有壳虫群落的历史演变特征，分析驱动有壳虫群落变化的生态因子和生态过程，借此了解整个湖泊生态系统的演化过程。

泸沽湖（图片来源 ：城市环境所 唐超）

研究发现泸沽湖生态系统演化可以划分为三个阶段，分别对应了不同的自然变化和人类活动：第一阶段的演化，以流域内土壤侵蚀的自然变化为最大驱动力，这一阶段的有壳虫物种多样性较低，群落受自然变化和随机过程影响较大；第一阶段向第二阶段过渡时期，受印度夏季季风增强影响，流域侵蚀加强，有壳虫群落发生激烈的变化，优势物种从匣壳虫快速地转变为砂壳虫；第三阶段群落变化速率最快，因为该流域内人口增加、人类活动加强，增大了营养盐和污染物的输入，确定性过程和随机性过程对有壳虫群落影响都比较大。

最后，研究进一步指出，有壳虫可以作为环境变化的敏感指示生物，其群落可用于监测和重建湖泊生态系统的演变过程，进而服务于湖泊生态系统的可持续利用与管理。

过去2500年以来泸沽湖有壳虫群落演变的三个阶段

研究结果以 Effects of natural and anthropogenic changes on testate amoebae communities in an alpine lake over the past 2500 years 为题发表于环境生态领域国际期刊 Science of the Total Environment。中国科学院城市环境研究所博士生 Jean Claude Ndayishimiye为第一作者，杨军研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金和国家重点研发计划“全球变化及应对”重点专项的资助。

有壳虫的扫描电子显微照片

A—半圆表壳虫（Arcella hemisphaerica）. B—卡巴砂壳虫（Difflugia kabylica）. C—-锥形曲颈虫（Cyphoderia trochus）. D—有棘鳞壳虫（Euglypha acanthophora）. E—盔饰片口匣壳虫（Centropyxis platystoma armata）. F—坛状曲颈虫（Cyphoderia ampulla）. G—湖沼砂壳虫（Difflugia limnetica）. H—针棘匣壳虫（Centropyxis aculeata）. I—球形叉口砂壳虫（Difflugia gramen globulosa）. J—小扁楔颈虫（Sphenoderia lenta）. K—喜石砂壳虫（Difflugia lithophila）. L—瘤棘砂壳虫（Difflugia tuberspinifera）. M—木兰砂壳虫（Difflugia mulanensis）. N—斜口三足虫（Trinema enchelys）. O—切割咽壳虫（Pontigulasia incisa）. P—适当旋扁壳虫（Lesquereusia modesta）. Q—无棘匣壳虫（Centropyxis ecornis）. R—大针棘匣壳虫（Centropyxis aculeata grandis）. S—刻刀砂壳虫（Difflugia smilion）. T—尖顶砂壳虫（Difflugia acuminata）. A–P 标尺 = 30 μm, Q–T 标尺 = 50 μm.