2019-03-19 22:50:02
寄生砷循环的发现可以提供未来更温暖的海洋生活的一瞥

一种新发现的寄生周期,其中海洋细菌将浮游植物保存在营养解毒的能量消耗的跑步机上,可以预示进一步的海洋变暖会带来什么。

这项研究由俄勒冈州立大学的科学家在百慕大附近的马尾藻海进行,也可以解释细菌SAR11如何变得如此多产。

调查结果今天发布在mBio上。

在大型水体中,浮游生物是无法逆流而生的有机体的集合。

浮游植物是指群落中的自养或自养成分 - 通常通过光合作用产生的有机化合物,如脂肪,蛋白质和碳水化合物,来自环境中的物质。

在许多广阔,温暖的海洋区域,浮游植物已经必须应对区分磷酸盐(一种对细胞生长至关重要的稀缺营养素)和砷酸盐的挑战,砷酸盐在化学上相似但有毒。

“许多浮游植物,包括温暖海洋中最常见的浮游植物类型,Prochlorococcus,通过添加甲基来解毒砷酸盐,”俄勒冈州立大学的微生物学研究员,该研究的共同作者Kimberly Halsey解释道。

甲基是与三个氢原子键合的一个碳原子。

“我们发现海洋中最丰富的非光合作用的浮游生物,SAR11细菌,去除甲基,释放出有毒形式的砷回到水中,”俄勒冈州立大学微生物学杰出教授Steve Giovannoni说道。作者。 “这表明砷化合物的甲基化和去甲基化形成了一个浮游植物永远无法前进的循环 - 它们不断将能量转移到抗砷酸盐的SAR11。”

这个过程使SAR11实际上成为寄生虫。

“这可能有助于解释为什么SAR11如此成功,超过了所有其他浮游生物的数量,”Giovannoni说。

马尾藻海是地球上唯一被描述为没有任何陆地边界的海域,是百慕大以东的亚热带海洋环流;环流是一个很大的循环流系统。

马尾藻海以深蓝色和独特的棕色羊栖菜海藻而闻名,位于墨西哥湾流和北大西洋,金丝雀和北大西洋赤道流之间。

“马尾藻海有时被称为海洋沙漠,因为水中没有足够的磷来支持浮游植物的大量繁殖,”哈尔西说。 “随着海洋吸收热量并变得更暖和,海洋沙漠正在扩张。”

寄生砷循环是科学家预测随着地球继续变暖而变得更加普遍的过程。

“这个循环可能有助于解释为什么海洋中的光合作用速率有时会比我们预期的要高得多,”哈尔西说。 “换句话说,SAR11使浮游植物的工作变得更加困难。海洋学的一大挑战是了解导致浮游植物光合作用速率变化的原因。”

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