研究:熱液噴口的微生物捕食者在深海碳循環中發揮著重要作用

據媒體報導,來自東北太平洋戈爾達海嶺擴張中心的熱液噴口流體在深海中形成了一個生物活動中心。在那里,在黑暗的海洋中,一個獨特的食物網不是靠光合作用,而是靠來自噴口流體的化學能而茁壯成長。在戈爾達海嶺噴口「大快朵頤」的生物中,有各種各樣的微生物真核生物或原生動物,它們以化學合成細菌和古細菌為食。一項新研究發現,這種原生動物進食是微生物食物網中碳運輸和循環的一個關鍵機制,在熱液噴口處施加的捕食壓力比周圍的深海環境中要高。

研究:熱液噴口的微生物捕食者在深海碳循環中發揮著重要作用

研究人員在發表於《美國國家科學院院刊》(PNAS)上的一篇論文中稱,「我們的發現提供了對熱液噴口食物網內原生生物捕食壓力的初步估計,突出了不同深海原生生物群落在深海碳循環中發揮的重要作用。」

論文指出,原生動物是初級生產者和更高營養級之間的紐帶,它們的進食是微生物食物網中碳運輸和循環的一個關鍵機制。

研究發現,原生動物消耗了戈爾達海嶺排放的熱液噴口流體中28-62%的細菌和古細菌生物量,該海嶺位於俄勒岡州南部海岸約200公里處。此外,研究人員估計,原生動物的進食可能會消耗或轉移多達22%的碳,這些碳是由排放口流體中的化合群體固定的。盡管所有這些碳的命運還不清楚,但論文指出,”原生動物的進食將把一部分有機碳釋放到微生物循環中,作為排泄物、排泄物和草率進食的結果”,並且一些碳將被消耗原生動物細胞的大型生物體所吸收。

在從戈爾達海嶺的海崖和阿波羅熱液噴口區收集了噴口流體樣本後,研究人員進行了實驗,這帶來了一些需要克服的技術挑戰。例如,”為這些原生動物准備高質量的食物是非常困難的,”主要作者、伍茲霍爾海洋研究所(WHOI)海洋化學和地球化學部門的博士後調查員Sarah Hu說。

“能夠在一個深海噴口現場做這項研究真的很令人興奮,因為那里的食物網非常迷人,它是由這個排放的噴口流體發生的事情驅動的,”Sarah說。「有這樣一個完整的微生物系統和群落,在陽光照射不到的覆水層下面運作。我很高興能擴大我們對這些噴口的微生物群落的了解。」

Sarah和研究合著者Julie Huber說,定量測量對於了解食物網在原始和未受干擾的噴口地點如何運作很重要。

“海洋為我們提供了許多人熟悉的生態系統服務,如海產品和碳匯。然而,當我們考慮微生物生態系統服務時,特別是在深海,我們只是沒有那麼多關於這些食物網如何運作的數據,”WHOI海洋化學和地球化學部門的副科學家Huber說。

「獲得基線測量結果 越來越重要,因為這些棲息地正被用於深海采礦或碳封存。」她說:「這可能會影響多少碳的生產或回收?」

「我們需要了解這些棲息地和它們支持的生態系統,」Huber說。「這項研究正在連接一些我們以前無法連接的新點。」

這項研究得到了美國宇航局、美國國家海洋和大氣管理局、海洋探索信託基金、國家科學基金會和WHOI的支持。

來源:cnBeta