铁储存策略可以决定哪些物种在不断变化的海洋中茁壮成长

根据《美国国家科学院院刊》最近的一篇论文，新的研究表明，浮游植物的铁储存策略可能决定哪些物种在海洋变化中茁壮成长，并影响海洋食物网。这项研究调查了两种主要的铁储存方法，发现人们可以更灵活地抵抗稀有和必需元素的短缺。

“浮游植物储存铁的能力促进了重要的化学循环，并塑造了整个海洋的生态，”作者本特温宁(Ben Twining)说，他是高级研究科学家，亨利l多赫尔蒂(Henry l . Doherty)是毕格罗海洋科学实验室的教育副总裁。“如果我们想知道海洋对气候变化的反应，我们需要知道铁循环。”

这项研究的重点是硅藻，一种生活在玻璃外壳中的单细胞藻类，是最丰富的浮游植物群之一。Twining认为，它们成功的秘诀之一是它们储存铁的能力，铁是世界上40%的海洋中缺乏的一种关键营养物质。硅藻主要通过两种方式储存铁：将分子储存在称为液泡的口袋状器官中，或者将它们化学锁定在蛋白质铁蛋白中。

研究人员发现，使用铁蛋白的硅藻比竞争对手有优势。铁往往以脉冲的形式进入贫困地区，被风暴、汹涌的富铁水或从遥远的土地带来灰尘的风蹂躏。然后是一场微摄食狂潮：浮游植物攫取铁，并利用它迅速繁殖。研究小组发现，制造铁蛋白的硅藻可以利用这些充足的时间为随后的长期铁饥饿做准备。

“松鼠能储存的坚果越多，它们就越有可能在贫困中生存，”Twining说。“我们认为浮游植物和铁也是如此。”

随着气候变化改变了铁在全球海洋中的地理位置，一些地区的铁将变得更差——这对制造铁蛋白的硅藻来说听起来是个好消息。有利的条件可以帮助它们超越其他类型的硅藻，最终影响它们所生活的生态系统中的食物网，甚至是大的海洋循环。

研究人员通过一种新方法得出了这些结论。北卡罗来纳大学教堂山分校的阿德里安马切蒂教授利用先进的测序技术观察了硅藻面对铁脉冲时的基因表达，而Twining则测量了单个细胞中的铁含量。

“这项研究很少将分子和生化测量联系起来，以揭示自然浮游植物群落中单个物种的行为，预计这将是未来的方式，”Twining说。“我认为这是一个新的海洋学浪潮，可以展示浮游植物群落是如何塑造海洋的。”

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