近日，中国科学院烟台海岸带研究所在海洋酸化对水母的影响及其机制方面取得新进展，相关成果以“CO2-induced seawateracidification impairs the stinging cells of a jellyfish”为题发表在Limnology and Oceanography。该研究发现海洋酸化会损害海月水母刺细胞，并对其捕食和生长产生负面影响，为理解和评估海洋酸化对水母类海洋生物的影响提供了重要科学依据。
水母是近岸海域海洋生物的重要类群，会捕食浮游生物、鱼卵和仔鱼等生物，也会被鱼类、海龟、企鹅等捕食，因此也是海洋食物链的重要一环。尤其当水母暴发时，会对海洋生态系统物质循环和能量流动产生重要影响。有研究表明，海洋酸化可能会重塑捕食者与猎物的关系进而影响海洋食物链。然而，目前海洋酸化对水母类海洋生物摄食的影响及其机制仍不清楚。
该研究以全球广布灾害水母海月水母（Aurelia coerulea）碟状体为研究对象，通过室内受控模拟实验，结合生理指标、转录组学和单细胞转录组学等技术手段，探究了海洋酸化对其摄食的影响及其机制。研究结果表明，海水酸化显著抑制了海月水母碟状体的摄食和生长（图1）。转录组学分析发现海洋酸化显著降低了海月水母碟状体毒素和刺丝囊相关基因的表达。刺细胞是水母等刺胞动物所特有的攻击和防御性细胞，对于其捕食至关重要。为验证海洋酸化是否影响刺细胞，研究团队开展了单细胞转录组测序分析，证实海水酸化损害了刺细胞的毒素活性和能量代谢（图2）。另外，酸化恢复实验表明，将酸化暴露的海月水母碟状体转移至正常海水中，其摄食、生长以及毒素和刺丝囊相关基因表达均显著升高。该项研究揭示了海洋酸化通过影响水母刺细胞进而影响水母摄食的新机制，为深入认识海洋酸化对水母类海洋生物的影响提供了新见解。
图1 海水酸化对海月水母碟状体摄食和生长的影响
图2 基于单细胞转录组学分析海水酸化对海月水母碟状体刺细胞的影响
中国科学院烟台海岸带研究所特别研究助理孙婷婷和博士生李勇学为论文的共同第一作者，董志军研究员为通讯作者，研究工作得到国家自然科学基金、中国科学院战略性先导专项、泰山学者计划等项目资助。
相关论文信息：https://doi.org/10.1002/lno.12616