海洋微生物：顆石藻拯救海洋


圖片來(lái)源：Pixabay
在6600萬(wàn)年前，地球發(fā)生過(guò)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(jiǎn)單微生物的原始狀態(tài)。但科學(xué)家推測(cè)，之所以海洋生態(tài)系統(tǒng)沒(méi)有被徹底毀滅，要?dú)w功于一種有外殼覆蓋的顆石藻。它們以其他微生物為食，但同時(shí)保留了光合作用的能力。這兩種特征讓它們?cè)诼L(zhǎng)的黑暗中仍然為海洋帝國(guó)保留下了復(fù)雜的食物網(wǎng)基礎(chǔ)。
這種獵食類浮游生物屬于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(xiàn)了，至今還有許多類型的顆石藻像浮游生物那樣在海里搖曳穿梭。白堊紀(jì)末期的大滅絕之后，它們的幸存變得十分重要。來(lái)自小行星撞擊坑和野火的灰燼遮蔽了陽(yáng)光，時(shí)間長(zhǎng)達(dá)2年。所有的生命都經(jīng)歷了一個(gè)漫長(zhǎng)的“撞擊冬季”，在此期間，光合作用幾乎停止了。


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“海洋里的食物網(wǎng)也是以光合作用供能為基礎(chǔ)的，就像陸地上的一樣，但海洋里的光合作用由微小的細(xì)菌和藻類完成?！庇?guó)南安普頓大學(xué)古生物學(xué)家薩曼莎·吉布斯（Samantha Gibbs，這項(xiàng)研究的主要作者）說(shuō)。顆石藻是白堊紀(jì)時(shí)期扮演能量轉(zhuǎn)換器的角色之一，但在撞擊事件后，約90%的顆石藻種屬都走向了滅絕。相關(guān)研究發(fā)表在《科學(xué)·進(jìn)展》（Science Advances）雜志上。
吉布斯還說(shuō)，沒(méi)有光源滿足生物的能量需求時(shí)，“只有極少數(shù)能夠捕獲和消化食物的種屬幸存了下來(lái)?！鳖w石藻化石里的那些小孔表明，這些幸存的顆石藻類有鞭狀的鞭毛使其移動(dòng)，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，并模擬了它們的演化過(guò)程。模擬展示了它們是如何適應(yīng)沒(méi)有太陽(yáng)光的環(huán)境，由此幸免于難的。而當(dāng)太陽(yáng)光回歸時(shí)，這些藻類便有機(jī)會(huì)快速繁衍。
一直以來(lái)，科學(xué)家都在思考一個(gè)問(wèn)題：像顆石藻這類利用光合作用謀生的微生物是如何度過(guò)沒(méi)有陽(yáng)光的日子？“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)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?！泵绹?guó)得克薩斯大學(xué)奧斯汀分校古生物學(xué)家克里斯托弗·洛厄里（Christopher Lowery，并未參與這項(xiàng)研究）說(shuō)道。


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這項(xiàng)模型或許還能解釋其他微生物的變化。小型生物有孔蟲(chóng)也受到小行星撞擊的影響，但它們卻幸存下來(lái)了。它們的表面也有殼，而且那些存活下來(lái)的小生物還演化出了刺毛。洛厄里提到，這些刺毛會(huì)協(xié)作，變成一些微型觸須，幫助有孔蟲(chóng)捕食較大一點(diǎn)的獵物。這進(jìn)一步證實(shí)了其他單細(xì)胞生物也調(diào)整了進(jìn)食方式的看法。
最后，幸存的顆石藻會(huì)再次利用光合作用，當(dāng)陽(yáng)光出現(xiàn)時(shí)，海洋里的食物網(wǎng)又煥發(fā)活力了?？梢哉f(shuō)，那些體型微小但饑腸轆轆的藻類幫忙拯救了當(dāng)時(shí)的海洋。
撰文：賴?yán)げ既R克（Riley Black）
翻譯：趙歡
引進(jìn)來(lái)源：環(huán)球科學(xué)
本文來(lái)自：環(huán)球科學(xué)


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