Dunaliella是一种单细胞的光合绿藻,以其在极高盐度环境中超越其他生物的能力而闻名。虽然大多数Dunaliella物种存在于海洋环境中,但少数淡水物种却比较稀有。这个属中的某些物种能在极端的生长条件下积聚相对大量的β-胡萝卜素和甘油,例如高光强度、高盐浓度以及有限的氧气和氮气水平。尽管如此,Dunaliella却仍然广泛分布于世界各地的湖泊和泻湖中。 Dunaliella的物种很难仅靠形态学及生理学区分,这是因为它缺乏细胞壁,能改变形状,加之它具有不同的色素,因此能根据环境条件改变颜色。透过分子系统发生学分析,识别Dunaliella的分类系统变得至关重要。
Dunaliella的研究已有超过一百年之久,成为研究藻类耐盐适应过程的重要模式生物。
Dunaliella最初由法国植物学家米歇尔·菲利克斯·杜纳尔于1838年首次发现,当时被命名为Haematococcus salinus。然而,当此生物在1905年被正式描述并命名为一个新的属时,德卢斯特的名字被改为Dunaliella以纪念最初的发现者。为了描述这个属,德卢斯特研究了来自罗马尼亚盐湖的活样本,记录了颜色、运动及一般形态特征。在同年,另一位生物学家克拉拉·汉堡也对这个属进行了描述,但不巧的是,德卢斯特的论文先于她的文章发表。此后,针对Dunaliella的各种研究逐渐展开,例如1906年卡瓦拉扩展汉堡的盐田研究,1914年皮尔斯在加州盐颈海的研究,以及拉贝的生态学研究等。
1906年,德卢斯特描述了两个物种,分别为Dunaliella salina及Dunaliella viridis,并且可以根据其大小和颜色进行区分。后来的研究揭示,D. salina的红色来自于其积累了大量的胡萝卜素,而D. viridis则是更小且带有绿色的变种。 1921年,拉贝进行了一项研究,将Dunaliella置于较低的盐度环境,观察到这些生物适应新的环境,颜色变得更绿。此发现突显了在极高盐度时,胡萝卜素积累所带来的颜色变化。
Dunaliella salina等嗜盐物种在全球各地的盐湖、盐田及结晶池等极端环境中大量繁殖。它们的耐盐性让其能够卓越于其他生物,成为超盐度生态系统中的关键初级生产者。更重要的是,Dunaliella被视为小型滤食者及各种浮游生物的主要食物。
例如,在大盐湖中,Dunaliella是北湾的主要初级生产者,并且在南湾也是光合群落中重要的成分。
在这些极度盐度的环境,Dunaliella可以长期积累大量的胞内甘油以抵抗外部的高渗透压。这使得它们可以繁殖,并在极端环境中忍耐生存的挑战。
Dunaliella是一种摇摆不定的绿藻,其形状因物种而异,包括椭圆形、卵形及圆柱形等。在某些生长阶段,Dunaliella的细胞可将其变化成圆形的休眠体。其细胞通常长7至12微米,依环境条件,像是光照、盐度及营养供应的变化,这些细胞会有所差异。 D. salina细胞则显著较大,通常长达16至24微米。
这些细胞的两条相等长度的鞭毛大约为细胞长度的1.5至2倍,并能快速摆动以推动细胞前进。 Dunaliella的细胞膜有着明显的厚粘性包覆,且没有合成转运泡,这使得其具有更为灵活的适应能力。
在光强度和盐度较高的情况下,β-胡萝卜素的积累能让细胞呈现出橙色至红色的颜色。
Dunaliella细胞在不利环境下会进行有性繁殖。当两个单倍体动性细胞接触时,它们会融合,形成厚壁的二倍体合子,该合子将能在严峻环境下存活,直到适宜的环境再次出现。此后,合子将经过减数分裂,释放出数十个单倍体的子细胞。当前生态环境变化如高盐或者缺乏水分时,这是一种有效的生存策略。
如果我们不重新审视Dunaliella的环境适应能力,或许会错过理解如何应对未来环境变化的机会。
Dunaliella的颜色与生态的关系密切,这种独特的外观变化使我们对这种藻类的生存策略与环境互动产生了深入思考。您认为环境变化会如何影响未来的藻类生态系统?