海洋微生物:顆石藻拯救海洋
來源:環球科學
發布時間:2021-04-29
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海洋微生物:顆石藻拯救海洋


圖片來源:Pixabay
在6600萬年前,地球發生過一次小行星撞擊事件,這次事件不僅毀滅了恐龍,還讓海洋中所有的生命幾乎折返回了簡單微生物的原始狀態。但科學家推測,之所以海洋生態係統沒有被徹底毀滅,要歸功於一種有外殼覆蓋的顆石藻。它們以其他微生物為食,但同時保留了光合作用的能力。這兩種特征讓它們在漫長的黑暗中仍然為海洋帝國保留下了複雜的食物網基礎。
這種獵食類浮遊生物屬於一種帶殼的藻類微生物,一般被稱為顆石藻或顆石。它們大約在2億年前就出現了,至今還有許多類型的顆石藻像浮遊生物那樣在海裏搖曳穿梭。白堊紀末期的大滅絕之後,它們的幸存變得十分重要。來自小行星撞擊坑和野火的灰燼遮蔽了陽光,時間長達2年。所有的生命都經曆了一個漫長的“撞擊冬季”,在此期間,光合作用幾乎停止了。


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“海洋裏的食物網也是以光合作用供能為基礎的,就像陸地上的一樣,但海洋裏的光合作用由微小的細菌和藻類完成。”英國南安普頓大學古生物學家薩曼莎·吉布斯(Samantha Gibbs,這項研究的主要作者)說。顆石藻是白堊紀時期扮演能量轉換器的角色之一,但在撞擊事件後,約90%的顆石藻種屬都走向了滅絕。相關研究發表在《科學·進展》(Science Advances)雜誌上。
吉布斯還說,沒有光源滿足生物的能量需求時,“隻有極少數能夠捕獲和消化食物的種屬幸存了下來。”顆石藻化石裏的那些小孔表明,這些幸存的顆石藻類有鞭狀的鞭毛使其移動,向其他微生物靠近。研究人員在化石記錄中追蹤了這些獵食性藻類的普遍性,並模擬了它們的演化過程。模擬展示了它們是如何適應沒有太陽光的環境,由此幸免於難的。而當太陽光回歸時,這些藻類便有機會快速繁衍。
一直以來,科學家都在思考一個問題:像顆石藻這類利用光合作用謀生的微生物是如何度過沒有陽光的日子?“這項發現真的令人感到興奮,它在很大程度上解釋了物種大滅絕中那些顯眼的悖論。”美國得克薩斯大學奧斯汀分校古生物學家克裏斯托弗·洛厄裏(Christopher Lowery,並未參與這項研究)說道。


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這項模型或許還能解釋其他微生物的變化。小型生物有孔蟲也受到小行星撞擊的影響,但它們卻幸存下來了。它們的表麵也有殼,而且那些存活下來的小生物還演化出了刺毛。洛厄裏提到,這些刺毛會協作,變成一些微型觸須,幫助有孔蟲捕食較大一點的獵物。這進一步證實了其他單細胞生物也調整了進食方式的看法。
最後,幸存的顆石藻會再次利用光合作用,當陽光出現時,海洋裏的食物網又煥發活力了。可以說,那些體型微小但饑腸轆轆的藻類幫忙拯救了當時的海洋。
撰文:賴利·布萊克(Riley Black)
翻譯:趙歡
引進來源:環球科學
本文來自:環球科學


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