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学习更好地理解藻类的语言

2022-11-02 14:56:07 来源: 用户: 

藻类会说话吗?“好吧,尽管它们没有嘴或耳朵,但藻类仍然与自己的同类以及周围的其他生物交流。它们通过释放到水中的挥发性有机物质来做到这一点,”PatrickFink博士说,UFZ马格德堡遗址的水生态学家。

这些化学信号被称为BVOC(生物挥发性有机化合物),相当于空气中的气味,开花植物与之交流并吸引传粉者。当受到寄生虫的攻击时,一些植物会释放气味,吸引寄生虫的天敌。

“藻类也采用这种相互作用和保护机制,”芬克说。“毕竟,它们是地球上最古老的生物之一,化学通讯是进化史上最原始的信息交换形式。然而,我们在这方面的知识仍然非常零碎。”

PatrickFink是最近发表在《生物评论》上的文章的通讯作者,他总结了藻类化学通讯的研究现状。

“例如,我们从实验室调查中得知,某些蓝藻通过在水中释放BVOC来阻止水蚤。这个信号显然起到驱虫剂的作用,对藻类具有真正的附加价值,即有效的放牧保护,“芬克说。

相比之下,尚不清楚为什么一些淡水藻类在岩石或贝类壳上以生物膜的形式生长,例如,在池塘蜗牛放牧时会释放BVOCS。因为:这些化学信号会吸引更多的蜗牛。“池塘蜗牛非常清楚地利用BVOC来发挥自己的优势——但它们实际上对藻类有什么作用仍然未知,”芬克说。

海洋中的一个例子:硅藻绽放代表了桡足类的真正盛宴。这种丰富的营养物质应确保其人口随后增长。然而,这种情况并非如此。

“虽然桡足类营养良好,但它们携带在卵袋中的卵子面临严重风险。因为来自硅藻的BVOCS会阻碍细胞分裂,从而破坏胚胎发育,”Fink解释说,“通过这种方式,硅藻可以防止过度捕食他们的后代——从而确保他们的同类得以保存。”

藻类语言在1970年代初的大型藻类研究中首次被发现。

“大型藻类——比如在德国海岸也知道的膀胱残骸——通过将配子释放到水中进行繁殖。雄性和雌性配子各自释放信息素,这样它们也可以在浩瀚的海洋中找到彼此,”博士解释说.MahaswetaSaha,英国普利茅斯海洋实验室(PML)的海洋化学生态学家。“这是藻类通过化学信号进行交流的第一个迹象,它们具有重要的生态功能。”

在他们的出版物中,作者二人提到了BVOCS在水生生态系统中可能产生的重大影响,确定了知识差距并指出了未来可能的研究领域,例如信号发送者和接收者之间的共同进化过程或人类对水生生态系统造成的环境变化的后果生态系统。

“作为初级生产者,藻类构成了所有水生食物网的生命基础,”芬克说。“因此,重要的是我们学会更好地了解藻类的化学通讯及其在水生生态系统中的基本功能关系。”

作者认为,增加对藻类语言的理解也可能具有有用的技术应用,例如使用化学信号来阻止寄生虫,从而减少水产养殖中药物的使用。更好地了解化学通讯路径对于制定更有效的环境战略也很重要。

“除非我们了解其内部调节机制的功能,否则我们无法保护水域,”芬克说。初步研究表明,由于气候变化导致海洋酸化加剧,海洋藻类的化学通讯过程受到干扰。

“人类来源的微污染物与藻类BVOC之间也极有可能发生相互作用。这破坏了长期保持稳定的精细平衡的化学通讯过程,这可能对水生生态系统的功能产生严重后果,“芬克警告说。

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