海洋中的隱藏英雄:Phaeocystis如何影響全球碳循環?

Phaeocystis是一種屬於Prymnesiophyte類的藻類,隸屬於更大的Haptophyta界。作為廣泛分布的海洋浮游植物,它能在多樣的溫度和鹽度條件下生存。這一屬的成員生活在開放海洋及海冰中,具有多形的生活史,從自由生活的細胞到大型群落不等。Phaeocystis的獨特之處在於其形成漂浮群落的能力,數百個細胞嵌入在多糖凝膠基質中,在繁榮時期體積可大幅增長。在極地海域中,P. pouchetii和P. antarctica形成的大型繁殖潮是最為顯著的,這種強烈的Phaeocystis生產力通常持續約三個月,覆蓋南半球的夏季大部分時間。

Phaeocystis豐富的生態系統通常與商業價值重要的甲殼類、軟體類、魚類和哺乳類動物相關聯。

但值得注意的是,Phaeocystis在海洋生態系中對較高的營養階層可能產生負面影響,並且對人類活動(如魚類養殖和沿海旅遊)的影響也不容忽視。在繁榮過後,Phaeocystis在海濱形成的臭味泡沫就是一個明顯的例子。這種能力的存在對於Phaeocystis在海洋碳循環中扮演的角色至關重要。

分布與生活史

Phaeocystis的自由生活形式在全球範圍內廣泛分布,存在於多種海洋棲息地,包括沿海海洋、開放海洋、極地海域和海冰中。目前有七個種類被歸入此屬:P. antarctica、P. jahnii、P. globosa、P. pouchetii、P. scrobiculata、P. cordata和P. rex。其中特定幾種如P. globosa、P. pouchetii和P. antarctica與富養區域的繁榮形成相關,而這些區域要麼是天然形成的(例如在羅斯海、格林蘭海或巴倫支海),要麼是由人為影響造成的(例如南海灣或波斯灣)。

一般而言,P. globosa在溫帶和熱帶水域繁榮生長,而P. pouchetii和P. antarctica則更適應於北極和南極的寒冷水域。

雖然P. pouchetii也能容忍較高的水溫,但這種藻類的環境適應能力使其遍布於各種水域。基因組比較表明,RUBISCO空間區域(在兩個亞單位的酶中位於質體DNA中)在緊密相關的Phaeocystis物種中高度保守,而在P. antarctica、P. pouchetii及兩種溫暖的P. globosa中則完全相同。

對全球海洋的影響

Phaeocystis屬是3-二甲基硫代丙酸(DMSP)的主要生產者,這是二甲基硫(DMS)的前體。生物來源的DMS每年向大氣中貢獻約1.5×1013克的硫,並在全球硫循環中發揮重要作用,這對雲層形成及潛在的氣候調節有顯著影響。

Phaeocystis物種是棘囊動物內共生的物種。收集到的棘囊動物在不同的海洋盆地中宿主的Phaeocystis物種各不相同。P. antarctica是南極海的主要共生物,而P. cordata和P. jahnii則是在印度洋和太平洋的暖水地帶中常見的共生物。

這種共生關係是否真正代表了一種互惠的效應,至今仍有爭議。部分案例中觀察到的極端細胞重塑現象,包括葉綠體數量的急劇增加和中央液泡的擴大,可能是宿主宿主誘導,以增加共生體的光合作用輸出。然而,若該現象使Phaeocystis的共生細胞未來無法進行細胞分裂,這對Phaeocystis來說又是一次死亡之結。

這種共生關係在普遍營養元素匱乏的區域產生了初級生產熱點,其生態意義不容忽視,但Phaeocystis的進化如何受到該共生關係的影響,仍需要進一步的探究。

隨著全球氣候變化的影響加劇,Phaeocystis在海洋碳循環中的角色會如何演變?

Trending Knowledge

極地的繁榮之謎:為何Phaeocystis在南北極形成巨型繁殖潮?
Phaeocystis,一種屬於Prymnesiophyte綱的藻類,難以想像它們在南北極海域中會形成如此巨型的繁殖潮。這種有著特殊構造的浮游植物,能在廣泛的溫度和鹽度環境中生存,無疑是極地海洋生態系統的重要組成部分。這種藻類的一大特點是其多形態生命週期,既可以以自由生活的細胞形式存在,也能形成大型的聚集體。當聚集體形成時,數百個細胞被包埋在一個多糖凝膠基質中,使它們在繁殖潮期間
看不見的合作夥伴:Phaeocystis與放射蟲的神秘共生關係是如何演化的?
在廣闊的海洋中,無數微小生物默默地互相依賴、生存與繁衍。Phaeocystis,這一海洋藻類的代表,屬於有孔蟲類,賦予了生態系以生命力與活力。在極地海域,Phaeocystis 的繁盛氾濫影響著海洋生態系的運作,形成了獨特的共生關係,尤其是與放射蟲的互動,至今仍是生態學研究的熱點。 Phaeocystis的獨特性與生態功能 Phaeocystis 以其多形態的生活週期聞名,不同生活形式從自由生
從微小到壯觀:Phaeocystis大繁殖潮為何會驚動海洋生態系?
在海洋深處,有著一種鮮為人知的微小生物,卻能在合適的條件下,驚人地快速繁殖,形成壯觀的水華,這就是Phaeocystis。這種微藻屬於Prymnesiophyte類,廣泛分布於全球海域,尤其是在極地海洋,更以其特有的聚集行為及生態影響而引起了科學家的關注。 Phaeocystis的生態特性 Phaeocystis的生活週期具有多態性,可以以自由細胞或大型群體的形式存在。這

Responses