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4月鲜花为redOrbit.com - 你的宇宙在线本周发表的科学研究报告显示,微小的单细胞藻类和高度特化的细菌如何形成了一种有助于保持海洋受精的伙伴关系

这种共生对从大气中吸收氮,并将其“固定”成其他生物可以使用的形式

该研究的结果来自对具有非常小的基因组的神秘固氮微生物的研究

加州大学圣克鲁兹分校(UCSC)的海洋科学家Jonathan Zehr于1998年首次发现海洋微生物,但它现在似乎是海洋中最普遍的固氮生物

该项目由来自加州大学海洋分流研究所海洋科学研究所,夏威夷大学,马克斯普朗克海洋微生物研究所,罗氏生物学研究所,国家科学基金会以及皮埃尔和玛丽居里大学的科学家合作完成

即使微生物属于一组被称为蓝细菌的光合细菌,它也缺乏实际进行光合作用所需的基因

这就是与藻类的关系所在

“蓝藻是一种氮固定剂,因此它为宿主细胞[藻类]提供氮,宿主细胞为蓝细菌提供所需的碳,这是缺乏机制的

得到它自己,“加州大学圣克鲁兹分校的研究员安妮汤普森解释说

根据美国国家科学基金会(NSF)环境生物学部项目主任马特凯恩的说法,这两种微生物之间的共生直到现在还未被发现

“基因组分析表明,这些生物之间的伙伴关系在某种程度上模拟了导致植物细胞器进化的那种,”凯恩说

从进化的角度来看,该团队表示这是一个有趣的共生,“因为它可以被视为类似于内生虫的早期阶段,导致植物中的叶绿体

”内共生是一个叶绿体,在其中进行光合作用的过程

所有植物都是从最终掺入宿主细胞的共生蓝细菌中进化而来的

此前,Zehr和他的团队研究了在海上加工并带回实验室的样品中的蓝细菌

尽管该团队能够对微生物的完整基因组进行测序,并发现它缺少几种关键代谢途径的基因,但他们只能在研究船上对新收集的海水样本进行分类时才能看到共生关系

“我们在夏威夷大学的合作者Dave Karl和Ken Doggett将一个细胞分选仪放入一个便携式实验室 - 一个盒子里的实验室 - 所以现在我们可以将机器带到海上,并在几分钟前将细胞分类到自然环境中,“汤普森说

“这就是我们发现这种关联的方式

”研究人员承认,目前很难估计这种共生对全球碳循环的贡献

还有更多丰富的藻类,就海洋的碳循环而言可能更为重要

但是,根据Zehr的说法,蓝藻合作伙伴可能使其成为海洋中全球固氮的重要贡献者

“浮游生物的共生非常难以研究,”福斯特说

“这些协会往往很脆弱

在这里,我们使用多种工具来确定浮游生物中这种伙伴关系的第一个例子