研究:热液喷口的微生物捕食者在深海碳循环中发挥着重要作用

2021年07月21日 15:22 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,来自东北太平洋戈尔达海岭扩张中心的热液喷口流体在深海中形成了一个生物活动中心。在那里,在黑暗的海洋中,一个独特的食物网不是靠光合作用,而是靠来自喷口流体的化学能而茁壮成长。在戈尔达海岭喷口“大快朵颐”的生物中,有各种各样的微生物真核生物或原生动物,它们以化学合成细菌和古细菌为食。一项新研究发现,这种原生动物进食是微生物食物网中碳运输和循环的一个关键机制,在热液喷口处施加的捕食压力比周围的深海环境中要高。

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研究人员在发表于《美国国家科学院院刊》(PNAS)上的一篇论文中称,“我们的发现提供了对热液喷口食物网内原生生物捕食压力的初步估计,突出了不同深海原生生物群落在深海碳循环中发挥的重要作用。”

论文指出,原生动物是初级生产者和更高营养级之间的纽带,它们的进食是微生物食物网中碳运输和循环的一个关键机制。

研究发现,原生动物消耗了戈尔达海岭排放的热液喷口流体中28-62%的细菌和古细菌生物量,该海岭位于俄勒冈州南部海岸约200公里处。此外,研究人员估计,原生动物的进食可能会消耗或转移多达22%的碳,这些碳是由排放口流体中的化合群体固定的。尽管所有这些碳的命运还不清楚,但论文指出,"原生动物的进食将把一部分有机碳释放到微生物循环中,作为排泄物、排泄物和草率进食的结果",并且一些碳将被消耗原生动物细胞的大型生物体所吸收。

在从戈尔达海岭的海崖和阿波罗热液喷口区收集了喷口流体样本后,研究人员进行了实验,这带来了一些需要克服的技术挑战。例如,"为这些原生动物准备高质量的食物是非常困难的,"主要作者、伍兹霍尔海洋研究所(WHOI)海洋化学和地球化学部门的博士后调查员Sarah Hu说。

"能够在一个深海喷口现场做这项研究真的很令人兴奋,因为那里的食物网非常迷人,它是由这个排放的喷口流体发生的事情驱动的,"Sarah说。“有这样一个完整的微生物系统和群落,在阳光照射不到的覆水层下面运作。我很高兴能扩大我们对这些喷口的微生物群落的了解。”

Sarah和研究合著者Julie Huber说,定量测量对于了解食物网在原始和未受干扰的喷口地点如何运作很重要。

"海洋为我们提供了许多人熟悉的生态系统服务,如海产品和碳汇。然而,当我们考虑微生物生态系统服务时,特别是在深海,我们只是没有那么多关于这些食物网如何运作的数据,"WHOI海洋化学和地球化学部门的副科学家Huber说。

“获得基线测量结果 越来越重要,因为这些栖息地正被用于深海采矿或碳封存。”她说:“这可能会影响多少碳的生产或回收?”

“我们需要了解这些栖息地和它们支持的生态系统,”Huber说。“这项研究正在连接一些我们以前无法连接的新点。”

这项研究得到了美国宇航局、美国国家海洋和大气管理局、海洋探索信托基金、国家科学基金会和WHOI的支持。

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