德国 GEOMAR 亥姆霍兹基尔海洋研究中心领衔的国际团队，借助德国 HYDRO-BIOS 公司的 MultiNet Maxi 多联浮游生物采样网，在挪威吕勒峡湾与松恩峡湾采集了深海头盔水母（Periphylla periphylla），并首次结合生理测定、基因表达与共生微生物三方面证据，系统评估了模拟海洋增温与深海采矿沉积物羽流对该物种的影响。研究证实，升温与悬浮泥沙都会显著加剧水母的代谢压力：4 °C 增温即上调免疫相关基因、抑制有氧呼吸；悬浮泥沙则诱发大量黏液分泌与急性能量消耗。相关成果于 2023 年发表于《Nature Communications》。
研究背景
深海远洋是地球上最大的栖息地，占海洋可生存体积的九成以上，却因难以抵达而长期被认为受人类活动影响有限。近年来人们逐渐发现，海洋增温、脱氧、酸化与污染等压力几乎作用于整个水体；与此同时，深海海底采矿正快速逼近商业化，采矿作业会在水柱中扬起大量细颗粒沉积物，形成长时间悬浮的“沉积物羽流”。这些人为扰动对深海生物究竟意味着什么，此前几乎缺乏物种层面的实证。
头盔水母是深海远洋分布最广、丰度最高的水母之一，在北极与高纬度峡湾尤为常见，是深海生态系统中能量流转的重要环节。作为适应低温、低食物环境的凝胶状生物，它对外界压力可能格外敏感：一旦代谢需求被迫升高，而深海食物本就稀缺，其能量收支可能迅速失衡。要弄清这一点，必须把实验室模拟与野外原位取样结合起来——前者需要大量状态健康、来源清晰的活体样本，后者则要求精确掌握水母在水柱中的垂直分布与所处水团的现场温度。这就对采样装备的分层能力与活体采集的完整性提出了极高要求。
研究过程
研究团队于 2021 年 3 月搭乘 R/V Heincke 号（航次 HE570）、2021 年 11 月搭乘 R/V Alkor 号（航次 AL568），分别在挪威吕勒峡湾（60.692°N，5.155°E）与松恩峡湾（61.100°N，5.585°E）开展采样。为刻画头盔水母的垂直分布并确定其种群的现场温度，团队使用德国 HYDRO-BIOS 公司的 MultiNet Maxi 多联采样网进行斜拖作业——该网网口面积 0.5 m2，配备九张网衣、网孔 2 mm，并装有流量计以精确计量滤水量。用于实验的活体个体则在日落后通过锥形浮游生物网的慢速垂直拖网采集（0–800 m），网底采用非过滤式集水器以减少损伤。
采集后，未受损的个体在现场水温（温跃层以下，7.5 °C）中适应 7—14 小时。增温实验将水母置于 60 L 水箱，分别暴露于 7.5 °C、9.5 °C 与 11.5 °C 三种温度处理 7—9 小时；模拟沉积物羽流实验则在 30 L 循环水槽中进行，通过气泵产生细小气泡维持水流，测定悬浮泥沙在 17 mg/L 与 167 mg/L 等浓度下对水母的影响。由于该水母的红色卟啉色素具光毒性，所有操作均在暗室与红光下进行。研究综合测定了耗氧率、铵盐排泄、基因表达谱以及体表共生微生物群落的变化。
图1. 德国HYDRO-BIOS公司MultiNet Maxi多联浮游生物采样网
图2. 头盔水母对升温的代谢响应（耗氧率与铵盐排泄）
实验结果
1. 增温显著抬升代谢需求。 在 4 °C 增温条件下，头盔水母的代谢活动明显增强，铵盐排泄与基因表达变化最为突出；免疫相关基因被上调，而有氧呼吸相关基因受到抑制，提示其能量代谢发生战略性调整。
2. 悬浮泥沙触发最急性的应激。 模拟沉积物羽流是本研究中最剧烈、能量代价最高的压力：当泥沙浓度达到 17 mg/L 及以上时，水母大量分泌黏液；浓度升至 167 mg/L 及以上时，有氧呼吸与伤口修复相关基因被诱导表达。
图3. 模拟沉积物羽流下水母的代谢响应与健康评级
3. 黏液分泌是主要防御手段。 面对泥沙刺激，水母通过过量黏液将颗粒物包裹并排出，研究中的健康评级显示，黏液与泥沙覆盖程度可作为个体受损状态的直观指标。
4. 共生微生物群落保持稳定。 尽管宿主承受显著生理压力，其体表共生微生物群落在两种压力处理下均未见明显改变，研究者认为黏液分泌在一定程度上维持了微生物群落的组成稳定。
研究结论
这项研究从生理、分子与微生物三个层面证明，深海头盔水母对增温和沉积物羽流均会产生明确的应激反应，其中悬浮泥沙造成的急性影响尤为突出。研究者提醒，若这类响应在其它凝胶状深海生物中具有代表性，那么即将到来的深海海底采矿，可能损害深海远洋的生物多样性与生态系统功能，相关活动的监管必须审慎。
在本研究的野外采样环节，德国 HYDRO-BIOS 公司的 MultiNet Maxi 多联采样网发挥了不可替代的作用。MultiNet Maxi 一次下放即可在同一站位按预设深度同步闭合九张网衣，配合流量计精确计量各层滤水体积，使研究者能够准确掌握头盔水母在水柱中的分层分布，并据此确定其种群的现场温度。该系列采用模块化设计，网口面积与网孔可灵活选配（如 2 mm 网孔适合大型凝胶状生物），最大工作水深可达数千米，并可加装CTD及多种传感器，适用于深海生物分层调查、垂直分布研究与大个体活体采集，是深海生态学与海洋环境监测研究的可靠采样平台。
参考文献
Stenvers, V. I., Hauss, H., Bayer, T., Havermans, C., Hentschel, U., Schmittmann, L., Sweetman, A. K., Hoving, H. T. Experimental mining plumes and ocean warming trigger stress in a deep pelagic jellyfish. Nature Communications 14, 7352 (2023). https://doi.org/10.1038/s41467-023-43023-6
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