Phaeocystis是一种属于Prymnesiophyte类的藻类,隶属于更大的Haptophyta界。作为广泛分布的海洋浮游植物,它能在多样的温度和盐度条件下生存。这一属的成员生活在开放海洋及海冰中,具有多形的生活史,从自由生活的细胞到大型群落不等。 Phaeocystis的独特之处在于其形成漂浮群落的能力,数百个细胞嵌入在多糖凝胶基质中,在繁荣时期体积可大幅增长。在极地海域中,P. pouchetii和P. antarctica形成的大型繁殖潮是最为显著的,这种强烈的Phaeocystis生产力通常持续约三个月,覆盖南半球的夏季大部分时间。
Phaeocystis丰富的生态系统通常与商业价值重要的甲壳类、软体类、鱼类和哺乳类动物相关联。
但值得注意的是,Phaeocystis在海洋生态系中对较高的营养阶层可能产生负面影响,并且对人类活动(如鱼类养殖和沿海旅游)的影响也不容忽视。在繁荣过后,Phaeocystis在海滨形成的臭味泡沫就是一个明显的例子。这种能力的存在对于Phaeocystis在海洋碳循环中扮演的角色至关重要。
Phaeocystis的自由生活形式在全球范围内广泛分布,存在于多种海洋栖息地,包括沿海海洋、开放海洋、极地海域和海冰中。目前有七个种类被归入此属:P. antarctica、P. jahnii、P. globosa、P. pouchetii、P. scrobiculata、P. cordata和P. rex。其中特定几种如P. globosa、P. pouchetii和P. antarctica与富养区域的繁荣形成相关,而这些区域要么是天然形成的(例如在罗斯海、格林兰海或巴伦支海),要么是由人为影响造成的(例如南海湾或波斯湾)。
一般而言,P. globosa在温带和热带水域繁荣生长,而P. pouchetii和P. antarctica则更适应于北极和南极的寒冷水域。
虽然P. pouchetii也能容忍较高的水温,但这种藻类的环境适应能力使其遍布于各种水域。基因组比较表明,RUBISCO空间区域(在两个亚单位的酶中位于质体DNA中)在紧密相关的Phaeocystis物种中高度保守,而在P. antarctica、P. pouchetii及两种温暖的P. globosa中则完全相同。
Phaeocystis属是3-二甲基硫代丙酸(DMSP)的主要生产者,这是二甲基硫(DMS)的前体。生物来源的DMS每年向大气中贡献约1.5×1013克的硫,并在全球硫循环中发挥重要作用,这对云层形成及潜在的气候调节有显著影响。
Phaeocystis物种是棘囊动物内共生的物种。收集到的棘囊动物在不同的海洋盆地中宿主的Phaeocystis物种各不相同。 P. antarctica是南极海的主要共生物,而P. cordata和P. jahnii则是在印度洋和太平洋的暖水地带中常见的共生物。
这种共生关系是否真正代表了一种互惠的效应,至今仍有争议。部分案例中观察到的极端细胞重塑现象,包括叶绿体数量的急剧增加和中央液泡的扩大,可能是宿主宿主诱导,以增加共生体的光合作用输出。然而,若该现象使Phaeocystis的共生细胞未来无法进行细胞分裂,这对Phaeocystis来说又是一次死亡之结。
这种共生关系在普遍营养元素匮乏的区域产生了初级生产热点,其生态意义不容忽视,但Phaeocystis的进化如何受到该共生关系的影响,仍需要进一步的探究。
随着全球气候变化的影响加剧,Phaeocystis在海洋碳循环中的角色会如何演变?