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海洋微生物分工合作应对食物稀缺

 

 

 

来源:伍兹霍尔海洋生物学实验室(MBL)                                 发布时间:2021年7月16日

 

 

        当食物稀少时,饥饿的海洋微生物必须捕获营养物质(氮、磷、铁等元素)才能得以生存,但在广阔的海洋中,营养物质极其稀缺。本周在《美国国家科学院院刊》杂志上报道了一项海洋微生物针对这一挑战的巧妙解决方案。在低营养环境中,海洋微生物聚集在一起,并与表面有振动的毛状附属物(纤毛)的更细小的细胞结合在一起。跳动的纤毛产生微电流,可以在微生物触及范围内吸收多达10 倍的营养,从而通过合作应对饥饿环境。

Coscinodiscus wailesii diatom with an attached Pseudovorticella coscinodisci ciliate epibionts. Streak lines were derived from flows generated by the ciliate epibionts.  Credit:

       美国普罗维登斯学院和伍兹霍尔海洋生物实验室(MBL) 的研究人员指出,即使海洋剧烈动荡,微生物也可以菌团的形式分工合作。除了极端的海洋涡流外,海洋微生物细胞总是生活在比海洋涡流柔和的流体空间中,在他们的世界里,周围的流体总是粘稠的,而非人类所感觉到的湍急的水流。

        该团队使用一种称为粒子图像测速(PIV) 的技术来测量海洋微生物(光合海洋硅藻Coscinodiscus wailesii)周围流体流动的方向和大小。实验设置为两组1)光合硅藻附着有纤毛虫 "伙伴" Pseudovorticella coscinodisci;2)光合海洋硅藻未附着纤毛虫。他们发现,由纤毛振动产生的流体流动可以增加流向硅藻细胞表面的养分流量,比硅藻单独存在时的流量高4-10 倍。这种合作形式是微生物在低营养环境中应对饥饿的方案之一。另一种先前已知的单个细胞生存策略是下沉到更深的地方。下沉过程中细胞和周围的水之间产生相对运动,并增加其暴露于更高营养浓度的可能性。硅藻在从大气中去除二氧化碳的过程中具有重要作用。这项研究有助于理解对气候变化越来越重要的海洋-大气交换。

 

 

 

原文链接:Ocean Microbes Team Up Brilliantly to Gather Food When It's Scarce 

编译:刘晓琳