科學發(fā)現(xiàn)“光合”藻類如何在黑暗中生存和生長

在一項新研究中，比格洛海洋科學實驗室的科學家們發(fā)現(xiàn)了一些單細胞藻類物種是如何度過大滅絕的，這一發(fā)現(xiàn)可能改變我們對全球海洋進程的理解。

像大多數(shù)藻類一樣，顆石藻是能進行光合作用的，利用太陽的能量來制造食物。然而，小行星撞擊的后果被認為是用幾個月的黑暗籠罩地球，這對世界上大多數(shù)光合作用的生物來說是一個“死刑判決”。再加上其他效應(yīng)的影響，這導致了90%以上的顆石藻物種的滅絕，這些物種是海洋中一些最有影響力的生物。然而，其他的物種卻經(jīng)受住了考驗。

作為新研究的一部分，研究小組進行了實驗室實驗，顯示一些顆石藻可以在沒有光的情況下生存。這表明，這些生物必須有另一種方式來生產(chǎn)它們所需要的能量和碳。

論文的第一作者Jelena Godrijan說：“我們一直停留在藻類只是光合作用生物的范式上，長期以來，它們以其他方式進食的能力被忽視了，”他作為Bigelow實驗室的博士后科學家進行了這項研究?！白岊w石藻在黑暗中生長和生存對我來說是令人驚訝的，特別是當你想到當像恐龍這樣的動物不能生存時，它們是如何設(shè)法生存的。”

該研究揭示了一些顆石藻物種如何使用以前未被認識的有機化合物作為碳源，而不是植物通常使用的二氧化碳。它們可以處理溶解的有機化合物，并在一個叫做滲透作用的過程中立即利用它們。這些發(fā)現(xiàn)可能解釋了這些生物如何在黑暗的條件下生存，例如在小行星撞擊之后，或者在陽光可以照射到的海洋深處。

這項研究發(fā)表在《新植物學家》雜志上，由比格洛實驗室的另外兩名研究人員，高級研究科學家William Balch和高級研究助理David Drapeau共同撰寫。它對海洋中的生命有著深遠的影響。

顆石藻是控制全球海洋和大氣的過程中不可或缺的，包括碳循環(huán)。它們從大氣中吸收溶解的二氧化碳，當它們死亡時，這些二氧化碳被輸送到洋底。

Balch表示：“這對地球上的二氧化碳分布是非常重要的。如果我們沒有這種生物碳泵，我們大氣層中的二氧化碳將比現(xiàn)在高得多，可能是現(xiàn)在的2倍以上?！?/span>

顆石藻在緩解海洋酸度方面也發(fā)揮著重要作用，海洋酸度會對貝類和珊瑚等生物體產(chǎn)生負面影響。這些單細胞藻類從水中清除碳，在自己周圍建立由石灰石制成的保護性礦物板，當它們死亡時，這些礦物板就會下沉。這個過程有效地將堿度抽到海洋深處，這在化學上增強了水的能力，使其能夠抵抗變得更加酸性。

新研究顯示，這些藻類還從水體更深的地方吸收了以前沒有認識到的碳。這可能將顆石藻與一系列新的全球進程聯(lián)系起來，并提出了關(guān)于它們在海洋中的作用的基本問題。

Balch說：“顆石藻以我們從未想象過的方式融入了全球循環(huán)。這項研究真的改變了我對黑暗地區(qū)食物網(wǎng)的思考，在那里光合作用顯然沒有發(fā)生。它改變了范式?！?/span>

研究人員接下來想進行海洋實驗，觀察顆石藻在自然環(huán)境中如何吸收營養(yǎng)，特別是在黑暗中。Godrijan希望她的工作將有助于揭示更多關(guān)于這種生物體、其意義以及它們在我們星球上的復雜作用。

Godrijan說：“顆石藻是很小很小的生物，但是它們對所有的生命有如此巨大的影響，大多數(shù)人甚至沒有意識到。看到這么小的東西能對地球產(chǎn)生如此大的影響，它給我?guī)砹藢ξ覀冏约荷畹南Ｍ?。?/span>