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“浮游植物工厂”——从养分到藻类生长

发布时间:2021-08-10 14:15:39

所有生命都始于小规模,也在海洋中。微型生物浮游植物构成了整个海洋生态系统的重要基础,最终决定了鱼类种群的发育方式以及海洋吸收了多少大气二氧化碳。在这方面,了解海洋生态系统的基础对于人类未来的两个基本问题非常重要:营养和气候。

来自达尔豪斯大学、利物浦大学、GEOMAR Helmholtz 海洋研究中心和斯克里普斯海洋学研究所的科学家开发了一种研究海洋中浮游植物生长的新模型。该模型与元蛋白质组学和环境数据相结合,可以准确预测例如南大洋浮游植物的生长速率。“你可以把浮游植物的生长想象成工厂的工业制造:材料进入工厂并在装配线上加工,创造出最终产品,”该研究的主要作者、生物学系博士生 Scott McCain 解释说在加拿大达尔豪斯大学。“我们问自己如何增加产量,即出厂产品的数量,”麦凯恩补充道。适用于浮游植物,

“作为研究的一部分,我们发现浮游植物重新排列它们的‘细胞装配线’来做到这一点,”GEOMAR 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很重要的可用营养物质的数量,包括铁和锰,而是关心浮游植物中的‘细胞装配线’如何处理它们生长的源物质的问题适应变化,”Achterberg 继续说道。为此,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。该模型与南大洋有关宏蛋白质组学、溶解铁和锰的实验室和巡航数据相关联。这使他们能够获得对各种浮游植物过程的新解释。“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将如何在海洋中生长,”斯科特麦凯恩补充道。据加拿大科学家称,这些发现对于预测鱼类种群的发展和全球气候变化也很重要。

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