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研究揭示了海洋浮游生物丰富而多样的面貌

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-05-25  浏览次数:0
  在搭乘一艘纵帆船,对全球海洋微小生物进行了为期3年半的考察工作后,一个研究团队日前报告了这项调查的第一批成果,揭示了海洋浮游生物丰富而多样的面貌。

研究人员于2009年9月从法国洛里昂乘坐36米长的塔拉号出发。他们在航程中的210个地方采集了约35000件样本,该项研究旨在对地球的上层海洋建立一个整体认识。

科学家在5月22日出版的美国《科学》上用5篇论文介绍了这一研究成果。包括一个超过4000万微生物基因的目录—大多数是之前未有报道的,以及约5000个病毒基因类型,同时还有对15万种真核生物(复杂细胞)的评估,这大大超过了目前已知的11000种真核浮游生物的数量。

伊利诺伊州阿贡国家实验室微生物生态学家jackgilbert表示,海洋拥有如此巨大数量的包含众多遗传多样性的生物体并不让人感到意外。而最让gilbert感到激动的是这些论文展示了一个基因数据库如何能够被用来预测微生物之间的生态学关系,以及分析海洋生态系统如何对环境变化作出响应。

gilbert说:“整个项目提供了一个真正有价值的数据库,从而使我们能够以一种前所未有的方式探寻全球的海洋微生物生态系统。”

该项目主管、德国海德尔堡欧洲分子生物学实验室细胞生物学家erickarsenti指出:“我们正在尝试理解整个生态系统的行为,而不是研究一个物种、生物体或分子。”

基于j.craigventer研究所全球海洋采样考察的模型,塔拉海洋科考队从他们采集的全部海洋生物体样本中提取了脱氧核糖核酸(dna)。研究人员利用生物信息学软件对这些dna进行了测序和分析,旨在确定他们拥有多少不同的生物类型。这种名为宏基因组学的方法使得科学家能够对这些基因的功能进行预测。

然而venter研究所的工作主要聚焦于细菌,塔拉海洋项目的目标却是整个微观生态系统—从病毒到10倍大的鱼苗。同时该项目在深度上还有更大的搜索范围—从阳光照射的上层海水直至2000米深处的“午夜区域”。研究人员并且对每一种生物学样本都进行了详细的环境测量。

其中一项分析确定了上层海洋区域微生物群落结构的关键影响因素—温度,从而让科学家能够对全球变暖对于海洋生态系统构成的戏剧性影响有一个更加全面的认识。

但gilbert认为,最有趣的是研究团队如何利用基因数据预测生物个体之间的相互作用。

karsenti指出,在研究中形成的一个基本观点是,生物体之间的联系有72%是积极的,即大多数共生或寄生关系是和平共处的,而不是排他性的关系。它表明合作—而非竞争—可能是生态系统结构和生物演化的主要驱动力。

“在进化论中,我们总是说适者生存。”karsenti说,“我不认为这是它的工作方式。它更像是系统生存。”

研究人员指出,很多数据还有待分析,包括那些塔拉探险收集到的北冰洋样本。但是,该项目的生物信息学数据和海洋测量结果如今已经公开供任何人访问。

海洋浮游生物是指悬浮在水层中常随水流移动的海洋生物。这类生物缺乏发达的运动器官,没有或仅有微弱的游动能力;绝大多数个体很小,须在显微镜下才能看清其构造,只有个别种的个体甚大;其种类繁多,隶属于植物界和动物界大多数门类;数量很大,分布较广,几乎世界各海域都有发布。(赵熙熙)

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