一组研究人员花了数年时间从开阔的海洋中驯服神秘的海洋微生物，使其在实验室中生长，以研究它们的摄食习惯。由夏威夷大学马诺阿分校海洋学教授 Grieg Steward 和 Kyle Edwards 领导的该小组的最新发现表明，他们收集的各种各样的浮游植物不仅仅是光合作用;在许多情况下，它们也是贪婪的掠食者。该研究发表在ISME 杂志上。

浮游植物利用太阳光进行光合作用和生长，有些光合作用并吃掉猎物，就像捕蝇草一样。但是，与肉食性陆地植物不同，这些具有双重功能的浮游植物是微观的——每个都是一个不到人类头发宽度十分之一的单细胞——它们使用鞭毛游泳以捕捉细菌猎物。因为这些浮游植物混合了两种不同的摄食模式(光合作用和捕食)，所以它们被称为混合营养生物(来自 mix 加上与食物有关的希腊 trophikós)。

“海洋学家早就知道混合营养生物，但在过去十年中，随着我们了解它们在海洋生态系统中的普遍性和重要性，对它们的兴趣确实在增长，”该研究的主要作者李倩说。 UH Mānoa 海洋与地球科学与技术学院 (SOEST) 微生物海洋学研究与教育中心 (C-MORE) 的前博士后研究员。李现在是中国上海交通大学的教员。

分离和生长浮游植物

这项研究的主要贡献之一，也是当前研究的基础，是从公海培养了大量不同的混合营养生物，这一过程由克里斯托弗·施瓦茨 (Christopher Schvarcz) 在研究生和博士后研究员期间进行。 C-更多。

“我们收集的这些物种中有许多是使用流行的分子鉴定方法在海水中检测到的，但它们以前从未在培养基中生长过，”Schvarcz 说。“因此，关于谁生活在公海中的大量数据一直在积累，但我们不知道他们在做什么，也不知道他们做的速度有多快。”

“在文化中拥有这种史无前例的物种集合非常令人兴奋，它完全改变了我们可以提出的问题，”研究合著者兼 SOEST 教授爱德华兹说。

填补知识空白

其中一个问题是“这些混合营养菌吃原绿球菌的速度有多快?”——一种光合细菌，是公海光合作用的最大贡献者之一。弄清楚谁吃掉了这些微小的细胞是了解海洋生态系统的基础。

Mixotrophs 似乎是细菌的主要消费者，其中包括光合细菌，如 Prochlorococcus，但直到现在还没有直接观察到任何混合营养菌会吃掉海洋食物网的这个关键参与者，也没有关于它们的速率的数据这样做。这项新研究比较了数十种独特浮游植物分离株的摄食率，并量化了摄食率如何受到食物供应的影响，这种情况发生了巨大变化。

“李博士为这项研究做了大量细致的实验工作，”研究合著者、SOEST 教授 Steward 说。“她表征的新海洋浮游植物的数量非常多，它揭示了不同种类的混合营养生物的摄食率差异很大。这些数据有助于填补我们对不同混合营养生物如何融入海洋食物网的知识的巨大空白。”

作者从他们的工作中得出结论，混合营养生物——海洋中的那些微小的捕食性植物——非常多样化、丰富且分布广泛，它们共同食用了大量的初级产品。

“我们希望这项工作能让人们对这些我们称之为‘浮游植物’的东西有新的认识，”李说。“很多美丽的复杂性都隐藏在一个词中，我们越看越发现有趣的东西。”