全球海洋考察揭示大量新生命形式

編輯: 逍遙路 關(guān)鍵詞: 初中生物 來源: 高中學(xué)習(xí)網(wǎng)

塔拉號(hào)海洋縱帆船
在搭乘一艘縱帆船,對(duì)全球海洋微小生物進(jìn)行了為期3年半的考察工作后,一個(gè)研究團(tuán)隊(duì)日前報(bào)告了這項(xiàng)調(diào)查的第一批成果,揭示了海洋浮游生物豐富而多樣的面貌。

研究人員于2019年9月從法國(guó)洛里昂乘坐36米長(zhǎng)的塔拉號(hào)出發(fā)。他們?cè)诤匠讨械?10個(gè)地方采集了約35000件樣本,該項(xiàng)研究旨在對(duì)地球的上層海洋建立一個(gè)整體認(rèn)識(shí)。

科學(xué)家在5月22日出版的美國(guó)《科學(xué)》上用5篇論文介紹了這一研究成果。包括一個(gè)超過4000萬微生物基因的目錄??大多數(shù)是之前未有報(bào)道的,以及約5000個(gè)病毒基因類型,同時(shí)還有對(duì)15萬種真核生物(復(fù)雜細(xì)胞)的評(píng)估,這大大超過了目前已知的11000種真核浮游生物的數(shù)量。(論文一,論文二,論文三,論文四,論文五,)

伊利諾伊州阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室微生物生態(tài)學(xué)家JackGilbert表示,海洋擁有如此巨大數(shù)量的包含眾多遺傳多樣性的生物體并不讓人感到意外。而最讓Gilbert感到激動(dòng)的是這些論文展示了一個(gè)基因數(shù)據(jù)庫(kù)如何能夠被用來預(yù)測(cè)微生物之間的生態(tài)學(xué)關(guān)系,以及分析海洋生態(tài)系統(tǒng)如何對(duì)環(huán)境變化作出響應(yīng)。

Gilbert說:“整個(gè)項(xiàng)目提供了一個(gè)真正有價(jià)值的數(shù)據(jù)庫(kù),從而使我們能夠以一種前所未有的方式探尋全球的海洋微生物生態(tài)系統(tǒng)!

該項(xiàng)目主管、德國(guó)海德爾堡歐洲分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室細(xì)胞生物學(xué)家EricKarsenti指出:“我們正在嘗試?yán)斫庹麄(gè)生態(tài)系統(tǒng)的行為,而不是研究一個(gè)物種、生物體或分子!

基于J.CraigVenter研究所全球海洋采樣考察的模型,塔拉海洋科考隊(duì)從他們采集的全部海洋生物體樣本中提取了脫氧核糖核酸(DNA)。研究人員利用生物信息學(xué)軟件對(duì)這些DNA進(jìn)行了測(cè)序和分析,旨在確定他們擁有多少不同的生物類型。這種名為宏基因組學(xué)的方法使得科學(xué)家能夠?qū)@些基因的功能進(jìn)行預(yù)測(cè)。

然而Venter研究所的工作主要聚焦于細(xì)菌,塔拉海洋項(xiàng)目的目標(biāo)卻是整個(gè)微觀生態(tài)系統(tǒng)??從病毒到10倍大的魚苗。同時(shí)該項(xiàng)目在深度上還有更大的搜索范圍??從陽(yáng)光照射的上層海水直至2000米深處的“午夜區(qū)域”。研究人員并且對(duì)每一種生物學(xué)樣本都進(jìn)行了詳細(xì)的環(huán)境測(cè)量。

其中一項(xiàng)分析確定了上層海洋區(qū)域微生物群落結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵影響因素??溫度,從而讓科學(xué)家能夠?qū)θ蜃兣瘜?duì)于海洋生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成的戲劇性影響有一個(gè)更加全面的認(rèn)識(shí)。

但Gilbert認(rèn)為,最有趣的是研究團(tuán)隊(duì)如何利用基因數(shù)據(jù)預(yù)測(cè)生物個(gè)體之間的相互作用。

Karsenti指出,在研究中形成的一個(gè)基本觀點(diǎn)是,生物體之間的聯(lián)系有72%是積極的,即大多數(shù)共生或寄生關(guān)系是和平共處的,而不是排他性的關(guān)系。它表明合作??而非競(jìng)爭(zhēng)??可能是生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和生物演化的主要驅(qū)動(dòng)力。

“在進(jìn)化論中,我們總是說適者生存!盞arsenti說,“我不認(rèn)為這是它的工作方式。它更像是系統(tǒng)生存!

研究人員指出,很多數(shù)據(jù)還有待分析,包括那些塔拉探險(xiǎn)收集到的北冰洋樣本。但是,該項(xiàng)目的生物信息學(xué)數(shù)據(jù)和海洋測(cè)量結(jié)果如今已經(jīng)公開供任何人訪問。

海洋浮游生物是指懸浮在水層中常隨水流移動(dòng)的海洋生物。這類生物缺乏發(fā)達(dá)的運(yùn)動(dòng)器官,沒有或僅有微弱的游動(dòng)能力;絕大多數(shù)個(gè)體很小,須在顯微鏡下才能看清其構(gòu)造,只有個(gè)別種的個(gè)體甚大;其種類繁多,隸屬于植物界和動(dòng)物界大多數(shù)門類;數(shù)量很大,分布較廣,幾乎世界各海域都有發(fā)布。


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