Asterinides sp.：一种来自近海洞穴的地方性地下水海星及其与原核生物群落的相互作用

隐匿水下世界的生命

在科苏梅尔岛游客海滩深处，存在着一个截然不同的世界：黑暗的漫水洞穴，那里奇异且苍白的动物在没有阳光的条件下生存。该研究聚焦于一种尚未命名的洞穴栖息海星及其赖以生存的黏滑微生物毯。通过检测这些垫体中的生物及最终出现在海星胃内的物质，研究者揭示了无形的微生物如何可能为较大型动物提供食物并塑造整个隐蔽生态系统。

陆地与海洋之间的洞穴

研究在墨西哥科苏梅尔岛的 El Aerolito 近海洞穴系统开展，该洞穴切割于石灰岩中。近海洞穴充满与海洋通过岩石孔隙和通道相连的地下水。当咸海水与较淡的地下水相接触时，会形成化学成分异常的分层，包括高溶解盐度和极少或没有光照。这些严苛且孤立的条件使此类洞穴成为“天然实验室”，物种在此以独特方式进化，常常是地球上独有的。

拥有本地化地址的海星

El Aerolito 中最引人注目的居民之一是 Asterinides sp.，一种体型小、肤色苍白的海星，仅在洞穴的少数通道中被发现。它终生附着在较深、咸水层的洞壁上，通常其柔软的腹面直接贴在薄薄的微生物垫表面。由于其近缘种是通过翻出胃来摄食的机会性杂食者，研究团队推测这类洞穴海星可能以这些微生物垫为主要食物来源。

取样洞穴中看不见的生命

在狭窄且漆黑的通道中工作需要专业洞穴潜水技术和新型工具。团队采集了四类样本：洞穴水、墙面上的微生物垫、一块被垫体覆盖的岩石，以及海星的胃内容物。为在不伤害动物的情况下获得肠道物质，他们使用了专门设计的捕获收集室（Catcher Collection Chamber），允许海星将胃内容物温和地反流到受保护的容器中。回到实验室后，他们从这些样本中的细菌提取 DNA，并对标记基因进行测序，以识别存在哪些微生物群体以及它们在碳、氮和硫循环中可能扮演的代谢角色。

共享的微生物与共享的化学特征

该洞穴寄居着一个出人意料的丰富且大部分未知的细菌群落，以被称为变形菌门（Proteobacteria）的一类和许多尚未分类到已命名属的谱系为主。微生物垫、洞水和海星反流物都共享若干关键细菌类群，其中包括先前与硫与碳代谢相关联的类型。有些细菌仅出现在海星肠道中，暗示它们与宿主消化系统存在特殊关系。当研究者比较预测的代谢功能时，发现微生物垫与胃内容物之间的相似性高于它们与周围水体的相似性。在这三种栖息地中，能够氧化硫并固碳的微生物——在全黑暗环境中能够产生能量的过程——尤其重要。

食物网、污染与保护

综合这些证据，研究支持微生物垫是 Asterinides sp. 的主要食物来源的观点，通过其密集的细胞和粘性分泌物为海星提供能量和养分。这些分泌物可以结合金属和污染物，意味着海星也可能暴露于来自地表开发和邻近道路渗入的污染物。同时，如此多未被充分了解的微生物被发现，也凸显了我们对近海洞穴生命的认知之匮乏。将洞穴动物的饮食与微生物活动关联起来，本研究为今后的研究提供了框架，并强调了保护这些脆弱且具有独特进化价值的水下世界的必要性。

引用: Solís-Marín, F.A., Vergara-Ovando, C., Rojas-Oropeza, M. et al. Asterinides sp. an endemic stygobitic seastar from an anchialine cave and its interactions among prokaryotic communities. Sci Rep 16, 5926 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36065-5

关键词: 近海洞穴, 洞穴海星, 微生物垫, 地下水生态系统, 硫循环