En nybeskriven art av brun-vit filippinsk fjärilsfisk -- den karismatiska Roa rumsfeldi -- gjorde en fantastisk, 7, 000 mils resa innan forskare överraskade med sin okända status. Levande exemplar insamlade från 360 fot under havets yta i den filippinska Verde Island Passage undgick särskild uppmärksamhet tills en enda svart fena ryggrad tipsade akvariebiologer tillbaka i San Francisco. Djupdykningsforskare från California Academy of Sciences Hope for Reefs-team – med hjälp av genetisk sekvensering från ett förälder-son-team – delar sin upptäckt av en femte art av Roa denna vecka i ZooKeys . Kredit:© 2017 Luiz Rocha och California Academy of Sciences
En nybeskriven art av brun-vit filippinsk fjärilsfisk – den karismatiska Roa rumsfeldi — gjorde en fantastisk, 7, 000 mils resa innan forskare överraskade med sin okända status. Levande exemplar insamlade från 360 fot under havets yta i den filippinska Verde Island Passage undgick särskild uppmärksamhet tills en enda svart fena ryggrad tipsade akvariebiologer tillbaka i San Francisco. Djupdykningsforskare från California Academy of Sciences Hope for Reefs-team – med hjälp av genetisk sekvensering från ett förälder-son-team – delar sin upptäckt av en femte art av Roa den här veckan i ZooKeys .
"Vi döpte den här revfisken Roa rumsfeldi eftersom, som Donald Rumsfeld en gång sa, vissa saker är verkligen okända okända, " säger seniorförfattaren Dr. Luiz Rocha, Akademikurator för iktyologi och medledare för dess Hope for Reefs-initiativ för forskning, utforska, och upprätthålla globala rev. "Den här fisken fångade oss helt osäkra. Efter att ha rest från Filippinernas djupa rev till vårt akvarium i San Francisco, före detta akvariebiolog och medförfattare Matt Wandell lade märke till en svart fenryggrad som såg annorlunda ut än andra kända Roa som vi har samlat på tidigare. Det var ett glödlampsögonblick för oss alla."
Fjärilsfiskar - som har djärva mönster - är ikoniska korallrevsarter. Eftersom denna grupps taxonomi är relativt väl förstådd, forskare förväntade sig inte att hitta en okänd art på en nyligen genomförd expedition.
Under press
Roa rumsfeldi och dess nära släktingar är bara kända för att leva i mesofotiska "skymningszon"-rev - en plats där solljus är knappt och dykare med traditionella dykutrustning inte säkert kan besöka. I det smala bandet mellan de ljusfyllda grunda reven och det becksvarta djuphavet, dessa föga kända mesofotiska rev, ligger 200 till 500 fot under havets yta, är hem för fascinerande mångsidigt och tidigare okänt marint liv. Som en del av initiativet Hope for Reefs, specialutbildade akademiforskare utforskar dessa relativt okända gränser med hjälp av högteknologisk utrustning som återluftare med slutna kretsar, som kräver omfattande utbildning och låter dem utöka sin forskningstid under vattnet.
"Samarbetet mellan vårt museums forskare och akvariebiologer hjälpte till att lägga till en ny fisk till livets träd, säger Rocha, och tillägger att samarbetet inte är den enda anledningen till att denna fiskupptäckt känns särskilt speciell. "Min tonårsson Gabriel hjälpte till att sekvensera dess gener under en sommarpraktik - hans mamma och jag hjälpte till att visa honom hur man använder komplicerade genomiska processer för att ta en närmare titt på fiskens DNA. Det här är en del av hur vi bevisar att en art är distinkt, och det är alltid ett nöje att dela den lärdomen med ungdomar." Gabriel Rocha, en gymnasieskola på den tiden, hjälpte till att sekvensera mitokondriella DNA-cytokromoxidas I-genen, även känd som "streckkodsgenen". Processen från DNA-extraktion till amplifiering och sekvensering tar bara några dagar - ett perfekt projekt för kort, fördjupade praktikplatser. Kredit:© 2016 Luiz Rocha och California Academy of Sciences
Som en del av deras expeditionsdrivna forskning, Rocha och hans akademikollegor samlar ibland in levande fiskar som de tror är okända arter för att studera deras beteende (som ger mer robust forskning) och inspirera allmänheten att få kontakt med vackert och unikt revliv under akvariebesök.
"Våra människokroppar är inte riktigt komprimerbara, säger Bart Shepherd, Direktör för Steinhart Aquarium och medledare för Academy's Hope for Reefs-initiativet, "but fish have swim bladders for buoyancy that can't make the journey from twilight zone depths to the surface. We gently moved this Roa to a special lightweight decompression chamber designed just for fish, brought it to the surface, and attentively cared for it through the flight back to San Francisco and into our aquarium."
A family affair
"The team effort between our museum's scientists and aquarium biologists helped add a new fish to the tree of life, " says Rocha, adding that the collaboration isn't the only reason this fish discovery feels particularly special. "My teenage son Gabriel helped sequence its genes during a summer internship—his mother and I helped show him how to use complicated genomic processes to take a closer look at the fish's DNA. This is part of how we prove a species is distinct, and it's always a pleasure to share that learning with young people."
Gabriel Rocha, a high school sophomore at the time, helped sequence the mitochondrial DNA cytochrome oxidase I gene, also known as the "barcode" gene. The process from DNA extraction to amplification and sequencing takes just a few days—an ideal project for short, in-depth internships. After the sequence is obtained, the work moves from the lab to the virtual world:Major online databases contain thousands of sequences of this gene for known species, and are a great comparison tool.
This new butterflyfish was collected by the Academy's deep-diving researchers at 360 feet beneath the ocean's surface in the Philippine's Verde Island Passage. Credit:© 2017 Luiz Rocha and the California Academy of Sciences
New discoveries and Hope for Reefs
Considered the "rainforests of the sea, " coral reefs are some of the most biologically diverse, economically valuable, skön, and threatened ecosystems on Earth. They cover less than 0.1% of the ocean but contain more than 30% of marine species. Coral reefs provide critical habitat to vast marine communities—from the tiny coral polyps that make up the reef's foundation to the colorful fishes and sharks that live among them. Coral reefs are integral to the livelihoods and well-being of hundreds of millions of people worldwide, providing protection from erosion and generating income through ecotourism and fishing.
In response to coral reef threats, the Academy launched the Hope for Reefs initiative in 2016 to explore, explain, and sustain the world's coral reefs by making fundamental breakthroughs in coral reef biology; developing new conservation solutions and restoration techniques with partners like SECORE International and The Nature Conservancy; and sharing what we know through innovative exhibits and educational programs.
Every Academy expedition yields new understanding and surprising discoveries, and the public can see new and rare species, many of which have never been displayed in a public aquarium, at Steinhart Aquarium. Explore the great unknown alongside our scientists as they uncover the secrets of our world's critically important reefs. Visitors to the Academy's aquarium can take a closer look at many mesophotic marine creatures from around the world—and discover why they deserve protection—in Twilight Zone:Deep Reefs Revealed.
