科學網—氣候變化給鞭毛微藻生存帶來嚴峻挑戰

2021-01-16 科學網
中國水產科學研究院黃海水產所 氣候變化給鞭毛微藻生存帶來嚴峻挑戰

 

本報訊（記者廖洋 通訊員張雯）近日，中國水產科學研究院黃海水產研究所研究員葉乃好團隊在《自然—氣候變化》發表研究論文，首次從鞭毛運動和再生能力角度，解析了水體酸化對微藻運動能力的負面影響及機制，闡述了運動能力改變對微藻群體演變的潛在影響，為系統研究氣候變化條件下水域生態系統生物多樣性格局變遷提供了新思路。

具有鞭毛的微藻通過垂直、水平和瞬時運動獲取光能、吸收營養、逃避敵害，因而鞭毛的運動能力對其生存和繁衍起著至關重要的作用。迄今為止，無機碳濃度升高引起的水體酸化對海洋、鹹水和淡水鞭毛藻類運動能力的影響與機制尚不清楚。

研究團隊分別建立了6個不同無機碳梯度的室內微藻長期純化培養體系及野外中試實驗平臺，設計並製作了微藻運動監測計數裝置。通過對極地冰藻、廣鹽性鹽藻和淡水萊茵衣藻長達6年的室內傳代培養及野外中尺度實驗，團隊發現，水體酸化條件下三種微藻的運動速率和再生能力顯著降低。長期酸化條件下，極地冰藻與鞭毛運動能力調控正相關的輪輻蛋白、鈣離子通道蛋白和動力蛋白基因表達下調；磷酸化調節途徑中負相關的蛋白磷酸酶2A和蛋白磷酸酶1基因表達上調，正相關的酪蛋白激酶1與蛋白激酶A基因表達下調。在鈣信號調節和磷酸化調節兩條途徑的交互作用下，極地冰藻的運動能力顯著降低。

研究表明，氣候變化導致極地海冰的覆蓋面積和平均厚度逐年降低，海冰對光照的調控能力日趨減弱，生活在冰下的微藻需要更長距離的垂直運動應對日夜間光照強度變化，鞭毛運動能力損傷加劇了微藻的生存威脅。由此可見，酸化對極地鞭毛微藻的負面影響更加凸顯。

相關論文信息：https://doi.org/10.1038/s41558-020-0776-2

《中國科學報》 (2020-07-07 第4版 綜合)

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