沃里克大学的研究人员首次全面揭示了保持海洋稳定的基础微生物间的相互作用。文章题为“Nutrient recycling facilitates long-term stability of marine microbial phototroph-heterotroph interactions”，6月26日在线发表在《Nature Microbiology》上。
生物科学学院的Joseph Christie-Oleza博士和David Scanlan教授发现，海洋中最丰富的两种微生物—光合细菌和异养细菌，在营养循环方面通力合作，从大气中获取碳，转化为能量供给海洋生态系统。而此前的主流科学观点认为，海洋光合生物和异养生物是竞争关系，对海水中的稀缺营养物质展开争夺。
光合细菌利用光能将“二氧化碳”从空气中“固定”，将其转化为有机物质，并被异养细菌消耗，这一过程又将无机碳释放回生态系统，使光养细菌能够继续工作：进行光合作用并固定更多的碳。
这种相互作用能使海洋的营养水平相对恒定，是保持海洋健康的基础，也是维持整个海洋食物网的基础。海洋生态系统的有效运转可产生地球上一半的初级生产力和一半的氧气。这些营养物循环的速度决定着海洋缓冲大气中二氧化碳这一主要温室气体的速度。
研究人员在实验室中分别培养每种细菌的纯培养物，然后将它们在天然海水中混合，并进行了长时间的营养和分子生物学分析，观察它们的相互作用。
令人吃惊的是，两种微生物都达到了稳定状态，彼时光合细菌和异养细菌被认为形成了互惠互利的关系：光合细菌消耗无机营养物质进行光合作用固碳，而形成的有机碳可作为异养细菌的碳源和能量来源，重新将碳变为无机营养物的形式供光合细菌使用。
生命科学学院海洋微生物学教授Scanlan评论说：“更加深入地了解这些驱动海洋“发动机”运行的基本过程，将有助于提高对海洋的保护程度，并能更好地预测未来海洋将如何应对气候变化以及大气二氧化碳含量的增加。”
Christie-Oleza博士评论说：“本研究就生态学中的一个基本概念给出了实验证据：营养需要流通，以保持生态系统的稳定，如同经济系统中的金钱。如果一个合作伙伴花费太多而不回报，他本人将会承受长期的后果。这个系统会进行自我调节，并始终保持稳定的状态。”
（郭琳 编译）
原文链接：https://www.nature.com/articles/nmicrobiol2017100
