原生动物，尤其纤毛虫原生动物，是浮游动物的主要类群。因其为单细胞真核生物，较轮虫和小型甲壳动物等后生浮游动物对环境变化更为敏感，被广泛用于水环境监测。但因个体微小，鉴定困难，国内淡水浮游动物调查中常忽视该类群，导致当前对我国淡水浮游原生动物群落的了解仍较为缺乏。近年来环境DNA（eDNA）方法的使用，降低了研究门槛，使得该类群研究受到日益关注。

为了农业灌溉和防洪防汛，崇明岛早期开挖了众多河道、沟渠，当前呈现交错纵横的复杂河网结构。这种复杂结构造成崇明岛内陆水体具有极强的连通性，更易于浮游生物的扩散。同时作为河口岛屿，水体盐度不稳定，变化剧烈。这些因素均可能降低浮游生物对当地水质的指示能力。

本工程中心潘宏博副教授研究小组为进一步探究在复杂河网中以纤毛虫为代表的原生动物是否对水环境具指示作用，结合基于形态鉴定的定量蛋白银（QPS）方法和eDNA方法对崇明岛河道开展了调查。相关结果分别发表于国际原生生物学会主办刊物《Journal of Eukaryotic Microbiology》和《湖泊科学》上。

图1 采样点分布图

结果发现，eDNA法检出的种类更多，共检测到11个纲，包含QPS法检到的8个纲（图2）。但在较低级的分类等级中，两种方法检测到的纤毛虫类群差异较大。一方面显示出eDNA具有更高灵敏度和分辨率；另一方面，结合降水数据分析发现，强降水将纤毛虫底栖类群从河床侧壁和底质中搅起，是造成了eDNA结果的多样性指数在夏季显著高于其他季节的主要原因（图5C）。

图2 两种方法在各分类等级的鉴定结果

在纲级水平，两种方法均表明崇明岛的纤毛虫群落存在明显的季节演替，但演替模式有所不同（图3）。丁丁目（Tintinnida），环毛目（Choreotrichida）和寡毛目（Oligotrichida）在两种方法的结果中均为主要优势类群，在各季节的相对丰度占比超过50%（QPS法在冬季的结果除外）。

图3 崇明岛河道浮游纤毛虫群落组成

零模型分析显示，不同季节的浮游纤毛虫群落组装机制均主要受随机过程影响（图5）。其中均匀扩散是所有季节的主要过程，春季占81.05%，夏季占84.21%，秋季占61.04%，冬季占83.98%（图5B）；可变选择次之，其在秋季贡献最大（20.35%），在夏季贡献最小（5.26%）；漂变则呈现出不同的模式，秋季占比最高（16%），冬季最小（1.30%）。推测自然降水和崇明岛频繁的开闸等水文管理导致了浮游纤毛虫群落构建以同质扩散为主导。

虽然随机过程主导了崇明岛河道浮游纤毛虫群落构建，但纤毛虫群落结构变化仍与与营养盐等水质指标（NO2-，NH4 ，TP）显著相关，但盐度对其影响并不显著（图4），表明纤毛虫群落在河口岛屿复杂河网环境中仍可指示环境的变化。

图4 浮游纤毛虫群落α多样性和β多样性

图5 崇明岛河道浮游纤毛虫群落构建机制

进一步利用指示值（IndVal）分析，发现奇异海游虫、象鼻拟长颈虫、透明裂隙虫等纤毛虫可作为崇明岛河道潜在指示物种。

表1 原生动物潜在指示种

总结

研究团队结合eDNA法和传统（QPS）方法研究崇明岛复杂河网中浮游纤毛虫的多样性。两种方法都表明，纤毛虫群落存在季节性演替，营养盐、水温和溶解氧是驱动这种演替的关键环境因素，证明了纤毛虫可作为有效的环境指示生物。在崇明岛的网状河网中，同质扩散是驱动纤毛虫群落构建的主要过程，河网拓扑结构和水工程运行的影响可能会掩盖环境因素的作用。本研究结果将为崇明生态岛建设和水环境监测评估提供基础数据。

本研究获得国家自然科学基金面上项目(32170533,31772477)和上海市科委部分地方院校能力建设项目(19050501900)资助。

原文信息：

Chu, C., Zhao, L., Chen, L., Chen, L., Wang, L., Li, C., Jiang, J. and Pan, H. (2025) Stochastic processes drive the assembly of planktonic ciliates in a trellised river network. J. Eukaryot. Microbiol., 72: e70016.

https://doi.org/10.1111/jeu.70016

叶华建,王冠华,陈乐乐,陈立婧,李晨虹,姜佳枚,潘宏博 (2024) 崇明岛河道纤毛虫原生动物群落结构及对水环境的指示.湖泊科学, 36(6):1879-1887.