含有酸性液泡的生物在贫营养的Argo海盆水域（东印度洋）中占真核微生物群落的绝大多数

《Deep Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography》：Acidic vacuole-containing organisms are a majority of the eukaryotic microbial community in oligotrophic Argo Basin waters (eastern Indian Ocean)

东印度洋阿戈渊夏季表层水温暖贫营养，混合营养生物占比显著。通过流式细胞术结合LysoTracker Green染色分析，发现约58%的异养浮游生物为酸真空泡阳性的混合营养体，其比例在表层至叶绿素最大深度层逐渐增加，可能与营养限制下的资源竞争策略相关。混合营养体与浮游绿藻呈负相关，而与异养细菌正相关，提示存在复杂的微生物互作网络，可能通过增强营养转化效率改变食物网能量流动模式。

　　在广阔的海洋生态系统中，微生物群落是维持生态平衡和能量流动的基础。这些微生物主要包括自养生物、异养生物和兼养生物，它们在海洋食物链中扮演着不同的角色。自养生物，如浮游植物，通过光合作用获取能量，利用太阳能将无机营养物质转化为有机物。异养生物则依赖于其他生物的有机物质为食，而兼养生物则具备光养和吞噬两种营养获取方式，能够同时利用光合作用和捕食活动来维持生存。近年来，随着对海洋微生物生态功能的深入研究，科学家们逐渐认识到兼养生物在海洋生态系统中的重要性，尤其是在营养贫乏的区域，它们可能在能量传递中起到关键作用。

本研究聚焦于印度洋东部的阿戈盆地（Argo Basin），这是一个典型的寡营养海域，其特点是表层水温较高（28.5-30.6°C），营养物质含量较低（硝酸盐和磷酸盐浓度均低于0.1 μM）。在南半球夏季（2022年2月），阿戈盆地的表层水体呈现出较浅的混合层，而叶绿素生物量的最大值则出现在较深的水层。这一现象表明，尽管该区域的营养物质较为匮乏，但某些微生物群体仍然能够通过深层水体中的资源维持较高的生产力。

为了更深入地了解阿戈盆地微生物群落的营养策略，研究团队在2022年1月至3月期间，参与了BLOOFINZ-IO（蓝鳍金枪鱼幼体在寡营养海洋食物网中的研究）科考项目。该项目的主要目标是调查该区域的微生物群落结构及其在幼体蓝鳍金枪鱼栖息地中的作用。研究团队利用船上流式细胞仪技术，结合LysoTracker Green（LTG）荧光染色法，对微生物样本进行了深度解析。LTG是一种能够特异性标记酸性溶酶体的荧光染料，它能够在细胞内积累，从而帮助科学家识别那些具有吞噬功能的微生物。

研究结果显示，阿戈盆地的微生物群落中，兼养生物占据了相当大的比例。在表层水体中，大约40%的含有叶绿素的真核生物显示出酸性溶酶体的荧光信号，表明它们具备吞噬功能。这一发现挑战了传统上将微生物分为严格自养和异养两类的观念，表明兼养生物在海洋生态系统中的普遍存在和重要作用。此外，研究还发现，兼养生物的丰度和生物量在不同水层中存在显著差异。在较浅的水层中，兼养生物的丰度相对较低，而在深层水体中，它们的数量则大幅增加，这可能与深层水体中更高的营养物质浓度有关。

与此同时，异养真核生物的丰度在表层水体中保持相对稳定，平均为524 ± 36个细胞/mL，并且它们与自养生物中的Prochlorococcus存在显著的正相关关系。然而，异养真核生物并未表现出与兼养生物之间的显著关联。这一现象可能反映了异养生物和兼养生物在营养获取策略上的不同。异养生物主要依赖于其他微生物的有机物质，而兼养生物则在光养的基础上，通过吞噬活动获取额外的能量来源。因此，兼养生物可能在海洋食物链中起到桥梁作用，将初级生产力传递给更高营养级的生物。

在研究过程中，科学家们还利用Hoechst染色法对微生物样本进行了分析，Hoechst是一种能够标记细胞核的荧光染料，用于检测细胞的活性和结构。结合Hoechst和LTG的双重染色方法，研究团队能够更全面地评估微生物的营养策略。这种方法不仅能够区分自养和异养生物，还能识别兼养生物的存在，从而为理解海洋微生物群落的动态变化提供了新的视角。

此外，研究还发现，兼养生物的丰度在营养贫乏的表层水体中较高，而在营养相对丰富的深层水体中，其比例则有所下降。这种变化可能与兼养生物在不同水层中对营养物质的获取策略有关。在营养贫乏的环境中，兼养生物可能更倾向于通过吞噬活动获取额外的营养物质，而在营养相对丰富的环境中，它们可能更多地依赖光合作用。这一发现进一步支持了兼养生物在海洋生态系统中具有重要的生态功能，特别是在营养贫乏的区域，它们可能在维持生态系统的稳定性和生产力方面发挥关键作用。

研究团队还注意到，异养细菌的丰度与兼养生物之间存在显著的正相关关系，而与Prochlorococcus之间则没有明显的关联。这可能表明，异养细菌和兼养生物在营养物质的循环中存在一定的相互作用，而Prochlorococcus则更多地依赖于光合作用获取能量。因此，兼养生物可能在促进异养细菌的生长和活动方面起到重要作用，从而在海洋食物链中形成更复杂的营养网络。

本研究不仅揭示了阿戈盆地微生物群落的结构和功能，还为理解海洋生态系统中的能量流动提供了重要的数据支持。通过分析不同水层中的微生物群落，科学家们能够更准确地评估营养物质的分布和利用情况，从而为海洋生态系统的管理和保护提供科学依据。此外，研究还强调了兼养生物在海洋食物链中的重要性，特别是在营养贫乏的区域，它们可能在维持生态系统的稳定性和生产力方面发挥关键作用。

研究团队在分析过程中还考虑了可能的方法学问题。例如，LTG染色法主要用于活细胞的检测，一旦细胞死亡或被保存，LTG会从细胞中泄漏，从而影响结果的准确性。因此，在分析过程中，科学家们特别注意了样本的保存和处理方法，以确保结果的可靠性。此外，流式细胞仪技术虽然能够快速枚举和分析微生物，但在实际应用中仍然存在一定的挑战，例如如何准确区分不同类型的微生物，以及如何确保染色过程的标准化。

研究还发现，阿戈盆地的微生物群落中，真核生物的丰度在表层和深层水体中存在显著差异。在表层水体中，真核生物的丰度相对较低，而在深层水体中，其数量则大幅增加。这一现象可能与深层水体中更高的叶绿素生物量有关，表明在营养贫乏的环境中，某些微生物群体仍然能够通过深层水体中的资源维持较高的生产力。此外，研究还注意到，真核生物的叶绿素含量在不同水层中存在显著变化，这可能反映了不同微生物群体对光和营养物质的适应策略。

本研究的结果对于理解海洋微生物群落的动态变化具有重要意义。通过分析阿戈盆地的微生物群落，科学家们能够更全面地了解不同微生物群体在营养物质的获取和利用方面的策略，从而为海洋生态系统的管理和保护提供科学依据。此外，研究还揭示了兼养生物在海洋食物链中的重要作用，特别是在营养贫乏的区域，它们可能在维持生态系统的稳定性和生产力方面发挥关键作用。

研究团队在分析过程中还结合了其他方法，如卫星遥感和现场调查，以获取更全面的数据支持。这些方法帮助科学家们更准确地识别阿戈盆地的生态特征，并为研究提供了更多的背景信息。例如，通过卫星遥感，科学家们能够监测该区域的海表温度、盐度和叶绿素浓度，从而为分析微生物群落的分布和功能提供了重要的环境参数。此外，现场调查帮助科学家们更准确地选择采样站点，并确保采样过程的科学性和规范性。

在研究过程中，科学家们还特别关注了微生物群落的季节性变化。阿戈盆地的微生物群落可能在不同的季节表现出不同的特征，例如在南半球夏季，由于光照充足和水温较高，微生物的活动可能更加活跃。因此，研究团队在2022年2月的采样过程中，特别注意了季节性因素对微生物群落的影响，并尝试通过长期监测来了解微生物群落的动态变化。此外，研究还发现，阿戈盆地的微生物群落可能受到洋流和海洋环流的显著影响，这些因素可能在不同水层中导致微生物的分布和丰度发生变化。

本研究的结果不仅有助于理解阿戈盆地的微生物群落结构，还为全球海洋生态系统的研究提供了重要的参考。通过分析不同海域的微生物群落，科学家们能够更全面地了解海洋生态系统中的能量流动和营养循环，从而为海洋生态系统的管理和保护提供科学依据。此外，研究还揭示了兼养生物在海洋食物链中的重要作用，特别是在营养贫乏的区域，它们可能在维持生态系统的稳定性和生产力方面发挥关键作用。

总之，阿戈盆地的微生物群落研究为理解海洋生态系统的复杂性和多样性提供了重要的数据支持。通过结合多种分析方法，科学家们能够更全面地评估不同微生物群体在营养物质的获取和利用方面的策略，从而揭示海洋生态系统中的能量流动和营养循环机制。这些发现不仅有助于推动海洋生态学的研究，还为海洋资源的管理和保护提供了重要的科学依据。