“浮游植物工厂”——从营养物到藻类的生长

浮游植物是海洋生态系统的基础:像雨林一样，它们从大气中消耗碳，形成海洋食物网的基础，并对鱼类数量和全球气候具有决定性影响。GEOMAR Helmholtz Kiel海洋研究中心参与的一项国际研究，现已发表在《Science Advances》杂志上，为研究海洋生态系统基础上的复杂生物地球化学过程提供了新的见解。

　　

   

   

南大洋的浮游植物。

所有的生命都起源于小范围，海洋也是如此。微观生物，浮游植物，构成了整个海洋生态系统的重要基础，它最终决定了鱼类资源的发展以及海洋吸收多少大气中的二氧化碳。在这方面，了解海洋生态系统的基础对于我们人类未来的两个基本问题是重要的:营养和气候。

来自达尔豪西大学、利物浦大学、基尔和斯克里普斯海洋研究所的科学家们开发了一种新的模型来研究海洋中的浮游植物生长。该模型与元蛋白质组学和环境数据相结合，以准确预测南大洋浮游植物的生长速率。该研究的主要作者、加拿大达尔豪斯大学生物系博士生Scott McCain解释说:“你可以把浮游植物的生长想象成工厂里的工业生产:材料进入工厂，在装配线上加工，创造出最终产品。我们自问如何提高产量，也就是离开工厂的产品数量。应用到浮游植物上，这意味着它们如何能生长得更快?

“作为研究的一部分，我们发现浮游植物会重新排列它们的‘细胞装配线’来做到这一点，”该研究的合著者Eric Achterberg教授解释说。“我们不关心对浮游植物生长至关重要的可用营养物质的数量，包括铁和锰，而是关心浮游植物的‘细胞装配线’如何处理它们生长所需的源物质，以适应变化。”为了做到这一点，研究人员创建了一个浮游植物的数学模型，使他们能够模拟这些过程。该模型与来自南大洋宏蛋白质组学(溶解铁和锰)的实验室和巡航数据相关联。这使得他们对各种浮游植物的生长过程有了新的解释。“我们的结果表明，累积的细胞成本决定了环境条件如何改变浮游植物的生长，”Achterberg教授说。“这从根本上改变了我们看待浮游植物生长的方式，并将导致更好地预测浮游植物在海洋中如何生长。”据加拿大科学家称，这些发现对预测鱼类资源的发展和全球气候变化也很重要。

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[1]宏蛋白质组学是研究环境源微生物群落和微生物群系中所有蛋白质的实验方法的总称。宏蛋白质组学用于分类实验，处理从复杂的微生物群落中鉴定和定量的所有蛋白质。(来源:维基百科)。

原文检索：Science Advances. DOI 10.1126/sciadv.abg6501