Nature：光敏色素——使微藻能够在深海中找到出路的“眼睛”

　　

众所周知，海洋中的浮游植物在海洋生态系统和气候调节中发挥着关键作用。像陆生植物一样，它们储存大气中的二氧化碳，并通过光合作用产生地球上一半的氧气。然而，控制它们分布的机制仍然知之甚少。

通过研究硅藻（一种浮游植物）的光感知过程，CNRS和索邦大学（Sorbonne university）的科学家们1,2发现，这些微藻使用在其基因组中编码的光变传感器：光敏色素。这些光感受器使它们能够探测到水柱中光谱的变化，从而提供关于它们在水柱中的垂直位置的信息。这种功能在受大量水混合影响的湍流水生环境中尤其重要，例如高纬度、温带和极地地区，以调节它们的生物活性，特别是光合作用。

通过分析塔拉海洋公司海洋采样活动的环境基因组数据，研究小组观察到，只有来自巨蟹座和摩羯座热带以外地区的硅藻才具有光敏色素。这些区域具有明显的季节性特征，包括白天长度的主要差异，这表明光敏色素使配备它们的硅藻能够测量季节的时间流逝。

这项研究发表在2024年12月18日的《自然》杂志上，揭示了浮游植物探测和响应光以在环境中找到路的机制。它还强调了综合方法在实验室和自然环境中的重要性，以了解海洋生态系统的复杂动态和生物适应环境变化的能力。