鐵儲(chǔ)存策略可以決定哪些物種在不斷變化的海洋中茁壯成長(zhǎng)

根據(jù)《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》最近的一篇論文，新的研究表明，浮游植物的鐵儲(chǔ)存策略可能決定哪些物種在海洋變化中茁壯成長(zhǎng)，并影響海洋食物網(wǎng)。這項(xiàng)研究調(diào)查了兩種主要的鐵儲(chǔ)存方法，發(fā)現(xiàn)人們可以更靈活地抵抗稀有和必需元素的短缺。

“浮游植物儲(chǔ)存鐵的能力促進(jìn)了重要的化學(xué)循環(huán)，并塑造了整個(gè)海洋的生態(tài)，”作者本特溫寧(Ben Twining)說(shuō)，他是高級(jí)研究科學(xué)家，亨利l多赫爾蒂(Henry l . Doherty)是畢格羅海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的教育副總裁。“如果我們想知道海洋對(duì)氣候變化的反應(yīng)，我們需要知道鐵循環(huán)?！?

這項(xiàng)研究的重點(diǎn)是硅藻，一種生活在玻璃外殼中的單細(xì)胞藻類，是最豐富的浮游植物群之一。Twining認(rèn)為，它們成功的秘訣之一是它們儲(chǔ)存鐵的能力，鐵是世界上40%的海洋中缺乏的一種關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。硅藻主要通過(guò)兩種方式儲(chǔ)存鐵：將分子儲(chǔ)存在稱為液泡的口袋狀器官中，或者將它們化學(xué)鎖定在蛋白質(zhì)鐵蛋白中。

研究人員發(fā)現(xiàn)，使用鐵蛋白的硅藻比競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手有優(yōu)勢(shì)。鐵往往以脈沖的形式進(jìn)入貧困地區(qū)，被風(fēng)暴、洶涌的富鐵水或從遙遠(yuǎn)的土地帶來(lái)灰塵的風(fēng)蹂躪。然后是一場(chǎng)微攝食狂潮：浮游植物攫取鐵，并利用它迅速繁殖。研究小組發(fā)現(xiàn)，制造鐵蛋白的硅藻可以利用這些充足的時(shí)間為隨后的長(zhǎng)期鐵饑餓做準(zhǔn)備。

“松鼠能儲(chǔ)存的堅(jiān)果越多，它們就越有可能在貧困中生存，”Twining說(shuō)?！拔覀冋J(rèn)為浮游植物和鐵也是如此?！?

隨著氣候變化改變了鐵在全球海洋中的地理位置，一些地區(qū)的鐵將變得更差——這對(duì)制造鐵蛋白的硅藻來(lái)說(shuō)聽(tīng)起來(lái)是個(gè)好消息。有利的條件可以幫助它們超越其他類型的硅藻，最終影響它們所生活的生態(tài)系統(tǒng)中的食物網(wǎng)，甚至是大的海洋循環(huán)。

研究人員通過(guò)一種新方法得出了這些結(jié)論。北卡羅來(lái)納大學(xué)教堂山分校的阿德里安馬切蒂教授利用先進(jìn)的測(cè)序技術(shù)觀察了硅藻面對(duì)鐵脈沖時(shí)的基因表達(dá)，而Twining則測(cè)量了單個(gè)細(xì)胞中的鐵含量。

“這項(xiàng)研究很少將分子和生化測(cè)量聯(lián)系起來(lái)，以揭示自然浮游植物群落中單個(gè)物種的行為，預(yù)計(jì)這將是未來(lái)的方式，”Twining說(shuō)。“我認(rèn)為這是一個(gè)新的海洋學(xué)浪潮，可以展示浮游植物群落是如何塑造海洋的?！?

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