海洋浮游植物和Alteromonas细菌在对pCO2和共同培养的反应中共同进化

科学领域:

• 海洋微生物生态学
• 进化生物学是进化的生物学.
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• 气候变化科学 气候变化科学

背景情况:

• 人类活动正在迅速改变地球的大气和气候.
• 预计未来的海洋条件,包括二氧化碳 (pCO2) 的部分压力升高,将影响海洋浮游生物群落.
• 现有的模型往往忽略了进化和微生物相互作用在这些变化中的作用.

研究的目的:

• 研究实验进化对植物浮游生物生长和与细菌相互作用的影响,在当前和未来的pCO2水平下.
• 了解在不断变化的海洋中控制植物浮游生物-细菌关系的进化机制.
• 评估进化和物种间相互作用对预测未来海洋生物地质化学的影响.

主要方法:

• 多种植物浮游植物物种在共同培养中与异质型细菌Alteromonas sp.的实验进化. 在EZ55.5中使用.
• 在当前或预测未来的pCO2条件下进行化.
• 分析生长率,突变特征和相互作用动态 (例如,黑女王假说).

主要成果:

• 植物浮游生物的生长率通常随着时间的推移而增加;Thalassiosira oceanica在高pCO2的进化后显示出增长权衡.
• 进化减少了Prochlorococcus在高pCO2和axenic培养中的生长缺陷,可能是通过抗氧化基因突变.
• 阿尔特莫纳斯系表现出方向选择,这表明代谢切换有利于与不同类型的浮游植物相互作用;进化的阿尔特莫纳斯对Prochlorococcus的益处较小.

结论:

• 植物浮游生物对增加的pCO2的反应受到进化适应和与其他微生物的相互作用的影响.
• 黑皇后过程可能会支配一些植物浮游生物-细菌相互作用,而不是互惠主义.
• 进化和物种间的动态都是准确预测未来海洋生物地球化学周期的重要组成部分.