分类室揭示深海冷泉生态系统中真核微生物多样性及其在食物网中的作用

  冷泉是深海中重要的生态系统,孕育了极其特殊的生物群落。高丰度的化能自养细菌和古菌,可利用甲烷和硫化氢生产有机物,哺育着丰富的无脊椎动物。但原核生物和无脊椎动物无法形成完整的食物网,缺失了重要的一环:真核微生物。目前有关冷泉中真核微生物研究极为欠缺,仅描述了基本群落构成,哪些真核微生物参与到了冷泉食物网?发挥着何种作用?仍不清楚。

  本研究针对上述科学问题,结合环境DNA的高通量测序和跨域生物网络构建,开展了冷泉生态系统中真核微生物多样性及其在食物网中作用的研究,勾勒出冷泉食物网的主要成分,并明确真核微生物如何参与到食物网的能量传递。其中ANME与SRB类群作为冷泉生态系统主要的生产者,提供高初级生产,真核微生物参与到复杂的微型生物互作网络中,增高负相关占比,影响甲烷代谢过程。冷泉网络中SEEP-SRB与ANME占比较高,这两类原核微生物主要参与到甲烷代谢过程中。冷泉中与SEEP-SRB和ANME呈负相关的真核微生物类群主要为Acantharea类群,且Acantharea也与小型后生类群存在负相关联系,表明Acantharea可作为连接初级生产者和更高营养级的桥梁,对冷泉碳循环过程有着重要意义。寄生现象在冷泉中十分普遍,主要由Syndiniales占主导,其拥有广泛的宿主,一方面造成宿主死亡,另一方面释放的大量孢子,可作为其他生物的食物来源。此外,寄生现象广泛存在,导致典型的浮游类放射虫Polycystinea死亡, 其尸体沉降至冷泉处,可能是冷泉生态系统的外源有机碳输送的重要来源(图1)。

   

  图1 冷泉生态系统食物网概念图

  本研究创新性的挖掘以往被忽视的冷泉真核微生物这一类群,发现了其在冷泉生态系统中具有极其重要的作用,在冷泉能量流动和物质循环中具有重要作用,可为深刻认知深海冷泉生态系统提供科学数据。相关研究结果发表在Progress in Oceanography。

  发表文章信息:

  L.Li,F.Zhao*,S.Filker,W.Liu,R.Zhao,Y.Wan,K.Xu*,2024, Microeukaryotes have unexpected importance in cold seep food webs through predation and 

  parasitism. Progress in Oceanography, 222, 103216  


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