生活在珊瑚細(xì)胞中的微藻可能在鐵元素有限的情況下補(bǔ)充其他金屬

當(dāng)鐵元素受到限制時(shí)，生活在珊瑚細(xì)胞中的微藻(可以滿足珊瑚的大部分營(yíng)養(yǎng)需求)會(huì)改變吸收其他微量金屬的方式，這可能會(huì)對(duì)重要的生物功能產(chǎn)生連鎖反應(yīng)。03010雜志的一項(xiàng)新研究探索了這些微藻的不同種類是如何依賴鐵的。隨著海水變暖，海洋中已經(jīng)有限的鐵可能會(huì)減少，這可能會(huì)加劇氣候變化對(duì)珊瑚的影響。

該研究的作者、賓夕法尼亞州立大學(xué)生物學(xué)研究生漢娜賴克說(shuō)：“缺鐵不僅是人類的問(wèn)題，也是其他生物的問(wèn)題。”“大多數(shù)生物需要一定量的鐵和其他微量金屬來(lái)滿足基本的生理需求。因?yàn)楹Ｑ鬁囟鹊纳邥?huì)改變鐵的利用率，所以我們想知道通常生活在珊瑚細(xì)胞中的共生植物的微藻對(duì)石灰的反應(yīng)。很多鐵開始明白他們是如何應(yīng)對(duì)氣候變化的?！?

這些微藻與珊瑚保持共生關(guān)系，通過(guò)光合作用產(chǎn)生能量，提供珊瑚高達(dá)90%的日常營(yíng)養(yǎng)需求。氣候變化將影響珊瑚和微藻。由于海水變暖而處于壓力之下的珊瑚通常會(huì)在一種叫做漂白的過(guò)程中排出它們的共生細(xì)菌。

研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵缺乏時(shí)，他們研究的所有五種微藻在培養(yǎng)中生長(zhǎng)不良，而當(dāng)鐵濃度非常低時(shí)，其中四種生長(zhǎng)不良。鑒于微量金屬在細(xì)胞呼吸和光合作用等基本生理功能中的重要作用，這并不奇怪。研究人員認(rèn)為，第五種可能性對(duì)鐵的要求沒有那么嚴(yán)格，這可能有助于解釋為什么鐵仍然存在于一些漂白或患病的珊瑚中。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，當(dāng)鐵元素受到限制時(shí)，微藻可以通過(guò)每種物種特有的方式獲得不同量的其他微量金屬。例如，一種物質(zhì)吸收更多的錳，而另一種物質(zhì)吸收更多的銅。

賓夕法尼亞州立大學(xué)生物學(xué)教授、論文作者托德拉朱尼斯(Todd LaJunis)說(shuō)，“我們認(rèn)為，這些差異反映了我們研究的物種的廣泛生理和生態(tài)?！薄拔覀儼l(fā)現(xiàn)，生態(tài)位相似的物種——發(fā)現(xiàn)于相似的棲息地或共享生態(tài)容量的物種——具有相似的金屬特征。如果微藻以不同的量或不同的方式使用微量金屬，鐵的限制可能會(huì)對(duì)光合作用等重要功能以及它們是否能攝取其他營(yíng)養(yǎng)以維持生存產(chǎn)生級(jí)聯(lián)效應(yīng)?！?

由于溫度變化會(huì)影響鐵的有效性，研究人員提出，水溫升高引起的鐵的有效性變化會(huì)加劇熱應(yīng)力對(duì)珊瑚的影響。接下來(lái)，研究人員計(jì)劃研究鐵限制和溫暖溫度的結(jié)合如何影響這些微藻的健康。

Reich說(shuō)：“我們的發(fā)現(xiàn)為理解鐵的利用如何影響共生植物的細(xì)胞過(guò)程提供了基礎(chǔ)，并揭示了鐵的局限性，鐵可以通過(guò)影響微藻的生長(zhǎng)和其他微量金屬的使用，加劇氣候變化對(duì)珊瑚的影響?！?

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