密切的细菌 信贷:夏威夷马诺大学蒂娜卡瓦略(NIH)

海洋微生物

介绍

丹尼尔•霍尔
由艾莉森澳网和莎拉Laperriere,加州大学圣芭芭拉

肉眼看不见,有一个丰富的微生物生活在海洋的世界的复杂性和多样性,竞争对手的其他所有地球上的生命。包括细菌、病毒、古细菌、原生生物、真菌。如果你权衡所有的海洋生物,90%的重量将会从微生物。仅仅因为这些微生物看不见并不意味着他们不重要。微生物往往是生态系统的引擎,否则将无法获得他们所需要的食物和营养。欧宝体育稳不稳许多也健康生态系统的管理员,清洁经常浪费和防御疾病的海洋而不是传播它。欧宝体育稳不稳微生物生活在一些最极端的环境中,从滚烫的热液喷口地下在南极冰川湖。他们甚至第一个生活在这个星球上,没有氧气生活在一个古老的海洋。他们可以发光,帮助形状的云,产生一个世界上最致命的毒素。

微生物是必不可少的一个繁荣的海洋生态系统。没有他们,我们知道的世界将不存在。

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在史密欧宝娱乐是哪里的公司森学会的海洋,我们有教案,活动,和资源来帮助你与你的学生我们的海洋的奇迹。

什么是微生物?

微生物无处不在,包括海洋。一公升海水约有十亿100亿细菌和病毒。但是这是什么意思是微生物吗?微生物是一个极其微小的有机体,它不一定是在一个统一的组织,密切相关。事实上,微生物存在于所有三个领域的生活。有微生物细菌、古生菌的微生物,微生物是更复杂的领域的一部分,植物和动物是真核生物有很大的一部分。甚至病毒,一群科学家争论甚至生命的一种形式,被认为是细菌。微生物非常多样化,住在熙熙攘攘的微观世界,我们的眼睛是看不见的。

你可以看到所有这些微生物中涉及到另一个交互式海洋微生物生命之树或了解更多信息,请继续阅读。

细菌

微生物的彩色显微照片
Silicibacter是一种海洋细菌生活在特定主机腰鞭毛虫。没有Silicibacter,腰鞭毛虫将死。 (罗伯特·贝拉博士)

通常被视为向量的疾病,大多数细菌是无害的,事实上不可或缺的全球生态系统。欧宝体育稳不稳他们也非常丰富只是一滴水可以有超过100种细菌。他们被发现在地球上几乎每一个表面,甚至在那些看似荒凉的地方。最小的是100毫米,最大的纳米比亚海岸的海洋沉积物中,四分之三的毫米,大到足以用肉眼看到。虽然一些获取能量通过光合作用,有的则可以通过不同的化学反应产生能量。细菌的蛭弧菌属属甚至会追捕和使用其他细菌。一些细菌,如蓝藻、生活在35亿多年前,在前寒武纪。他们存在的证据可以在化石中找到成堆称为叠层石,看似不起眼的石头,事实上,一层在层的死蓝藻。

细菌是单细胞生物,或与一个相对简单的原核生物,细胞结构。他们通常的形状是一个杆,球,或螺旋,虽然有些像一个特别紧密的螺旋线圈有独特的特征。细胞包括细胞膜的渗透性、DNA、蛋白质工厂称为核糖体,保护外层细胞壁。与更复杂的有机体,如真核生物、细菌缺乏一个封闭的核,而DNA漂浮在一个叫做类核的集中式纠结。细菌的DNA通常是组织成一个圆形的染色体。偶尔会携带细菌DNA在小环称为质粒。通常一个质粒从一个细菌传播到另一个在诸如交互称为共轭。

海洋细菌的一个3 d表示
的三维模型Pelagibacter细菌。 (由晓伟赵)

海洋中细菌适应最适合他们的环境。那些接近水面,如蓝藻,往往是photosynthesizers。是有道理的,类型和数量的细菌表面往往与位置和时的赛季,他们利用温度和阳光刚刚好。一些细菌享用死亡浮游植物数量,只生长在有季节性的赤潮。

细菌在更深的深度开发独特的适应没有阳光和,在一般情况下,这将导致更大的细菌多样性在深度。大约70%的海洋微生物生活在黑暗的大海。这里,细菌更容易有效与反面即鞭毛,游泳者必须避免饥饿的捕食者。其他人坚持死粒子质量下降,腐烂的物质一个完美的营养来源。

古生菌

密切的古生菌细胞
扫描电子显微图显示了古生菌Methanocaldococcus绒毛 (由格华纳、慕尼黑大学,德国)

虽然一度被认为是专门的细菌、古生菌现在已知自己独特的生活领域。的困惑源于视觉相似的细菌。他们也单细胞生物有一个基本的细胞结构。但仔细观察可以发现,其实他们的许多基因更类似于复杂的生命,像动物一样。许多古菌生活在地球上最极端的环境,包括地方非常咸,热,酸,或放射性。即使在滚烫的温泉在黄石公园,这些生物茁壮成长。他们持有的记录最高允许温度在266华氏度(130摄氏度),和一些研究表明他们可以容忍到302华氏度(150摄氏度)。一些古菌可以承受环境接近35% salt-shockingly咸考虑海水措施只有3.5%。

作为第一个发现古生菌被发现在极端环境中,最初古生菌被分类为“极端微生物。“然而,现在知道他们生活无处不在,在不同的地方,例如牛肠道的海底。大约40%的微生物生活在海洋古生菌。有些是大到足以用肉眼看到的,像一个物种生长在白色丝状垫在红树林根在西印度群岛,尽管大多数是微观的。一些生活与珊瑚、海绵和鱼类而其他人,像Thaumarchaeota,漂浮在水柱主要存在微小的浮游生物。

病毒

特写噬菌体病毒
一个病毒叫做噬藻体蓝藻袭击。酒吧表示规模100海里。 (本倪,Chisholm实验室、麻省理工学院)

看起来像一个古怪的要求,但我们生活在一个由病毒所主导的世界里。有超过1030.病毒在海洋里,因此高约十亿倍的数量已知宇宙的星星。

病毒是一种传染病,必须占据一个宿主细胞(如细菌)复制。他们的基本结构包括外壳称为蛋白质衣壳,其遗传物质,DNA或RNA。病毒感染细菌和古生菌称为噬菌体。一些病毒也有膜称为一个信封,衣壳的内部或外部。感染宿主后,病毒劫持的生殖细胞的机械就变成了病毒复制工厂。复制的能力通常被认为是生命的一个限定特征科学家经常争论病毒是否能被认为是活着。

海洋中经常存在的病毒感染特定主机当细菌群落的变化,这样的病毒类型出现在海洋。一般来说,阳光照射部分的感染率更高水柱。Prochlorococcus光合细菌,尤其容易感染,所以当有高水平的Prochlorococcus在水中,病毒的数量也很高。

原生生物

原生生物

微生物不同的形状
这是一个混合的单细胞原生生物——硅藻、甲藻、放射虫和有孔虫。 (基督教Sardet漂浮的浮游生物——奇迹世界中,大学出版社2015)

一些微生物是单细胞,但包含相同的内部机械(称为细胞器)等更复杂的多细胞生物植物和动物。这些生物分为原生生物和可以有类似特征的植物,动物,或两者兼而有之。一些获得能量从他们的叶绿体,细胞器负责光合作用,并被认为是微藻,而其他人则鞭打反面即鞭毛,他们用来推动自己在水中的细菌和其他较小的原生生物,他们吞噬,摄取。一种原生生物,称为领鞭虫类,冲水通过30到40的边缘头发与陷阱的细菌的鞭毛,和一个腰鞭毛虫Pfiesteriapiscicida(“鱼杀手”)使用一个喂食管吸液体从鱼组织,行为可以杀死鱼。其他人可以光合作用和食用猎物。

虽然小,原生生物可以戏剧性的对生态系统的影响。欧宝体育稳不稳许多可以快速增加的数量,形成有毒藻类大量繁殖,而另一些则贪婪的捕食者,它们抑制细菌的数量。珊瑚依靠共生黄藻,原生生物的一种叫做腰鞭毛虫,为他们提供食物和一些热带地区的世界水将从发光原生生物发光蓝或红色。尽管其重要性,原生生物的海洋中最难理解的微生物。

真菌

带颜色的地衣的海岸线
这些岩石在苏格兰海洋地衣,看起来像一个有机体,但实际上是一个共生真菌和藻类之间的关系。乐队代表不同类型的地衣,适应各种距离趋势线。 (维基共享)

霉菌、酵母、蘑菇和毒菌化妆非常多样化的组真菌在陆地上,但在海洋里,他们比较难找。大多数海洋真菌与植物材料的分解,可以发现在盐沼,深海沉积物红树林,尽管他们在近岸泥还发现,动物的消化道,深海热液喷口,海藻和珊瑚。通常在浅水区时,真菌Rhodotoula被发现在马里亚纳海沟位于海平面以下11000米。其他真菌生活寄生虫在海洋植物,藻类和动物。

它是具有挑战性的研究极其微小的真菌在他们喜欢的海洋环境中,营养物质丰富,但它们在生态系统中发挥重要作用回收养分感染更大的物种,如珊瑚或龙虾。

生态关系

在食物网:微生物循环

历史的大部分时间里,科学家们理解海洋食物网由生产商,像植物和藻类,和消费者,像鱼类和哺乳动物。从本质上讲,大吃小事情。但这排除一个拼图食物链的积分。肉眼看不见,微生物并不被认为是重要的。

但这是远离现实。微生物对海洋食物网通过微生物循环,一个过程,微生物回收浪费其他生物和循环的剩余资源和能源浪费回食物网。微生物吸收或“喂”死亡生物的微观残余废物,材料,否则积累和污染海洋。当其他生物吃微生物,它们通过食物链,能源和资源。

这张照片是一个辅助图像视频的响应性。
史密森学会

微生物食物链的一部分是一个外国的世界的生物。细菌生物被称为nanoflagellates,微小的球体和一个或两个尾巴,有时一条裙子。那些nanoflagellates然后吞没略大的生物称为纤毛虫,无定形捕食者与毛发覆盖身体。直到现在生物大到足以用肉眼看到。桡足类、昆虫型的甲壳类动物和其他浮游动物饲料的主要食物来源是纤毛虫和小鱼。

正是这种微生物循环保持海洋干净和清晰。没有微生物,海洋将是一个荒原。

大海的味道

硫不仅作为能量的来源也可以用作一种化学防御。通过分解化合物由浮游植物、细菌释放出芳香二甲基硫醚(DMS)到大气中。小剂量DMS产生一种微妙的香味,这对许多人来说是愉快的然而咸和海的刺激性气味,然而,浓缩剂的赤潮导致令人讨厌的气味。

许多藻类物种是不动的,因此必须加强自身对无论他们的方式。如果一个寒流应该交叉居住地他们不能简单地起身离开寻找温暖的海域。他们也不能离开如果一群贪婪的捕食者游泳。相反,他们会产生无数的保护像杀虫剂的化学物质或防冻剂。有一个特别流行的海洋藻类产生的化学名为dimethylsulfoniopropionate。一口,科学家称它为DMSP。尽管确切的使用高硫的化学仍然是一个谜,科学家们猜测它可以帮助阻止捕食者,避免病毒感染,防止紫外线辐射,调节盐度和温度,并可能作为防冻剂。

seafoam
泡沫泡沫的这张照片是由微生物分解DMSP。气体释放在这个过程中,当足够的微生物存在泡沫的形式。 (维基共享)

藻类创建很多DMSP,多达6 x 107每年吨。大多数的藻类不能分解DMSP和当他们产生这种化学物质也锁定了大量的硫磺。这些藻类已经创建了自己的难题——他们需要构建蛋白质的硫。这是微生物发挥作用的地方。细菌含有特殊的酶,DMSP转换为可用的形式的硫。多达90%的藻类转化为消费品生产的DMSP硫细菌。剩下的10%转化为DMS,极其不稳定物质漂浮到大气中气体和浪花气味的来源。一个微小的藻类叫Phaeocystis是一种非常多产DMSP生产商,也可以将化学转换为DMS。一个Phaeocystis布鲁姆可以导致增加十倍甚至100倍的大气DMS相比平均发现在开放海域附近。

DMS的香味是一种强大的诱惑海鸟。信天翁,扑打,海燕有敏锐的嗅觉,他们遵循的浮游生物,因为它的气味承诺美味的磷虾和鱼,以藻类为食。DMS在大气中也可以导致云的形成。云形成,水滴必须压缩到浮动粒子,像灰尘、烟灰,火山灰,汽车尾气,或DMS。因为云的形成有助于阻止太阳辐射和排斥远离地球回外太空,DMS的生产由细菌作为一个潜在的地球的温度调节器。世界有更多的浮游植物,因此更多的DMS,地球上可能有一个小的冷却效果。

共生关系

微生物生活在社区和生活依赖于另一个。在社区内,个别类型的微生物可以支持集团的整体福祉的角色。例如,分解是一个过程,微生物分解死生物得到碳锁(见“微生物代谢引擎”一节)。这需要多个步骤,所以有时微生物将生活在一起,specialize-each单个物种将执行分解过程的一个步骤。在另一个例子,微生物可以改变环境使它成为一个更美好的地方生活。一个细菌能分泌一种酸,这样的环境是在正确的酸度(pH)其他人加入。科学家们只是在了解皮毛微生物相互作用,和这一领域的研究发现一些有趣的关系在不久的将来。

虽然绝大多数的微生物之间的共生关系,在某些情况下,微生物将与一个更大的生物。这些微生物关系构成了微生物。

红色蠕虫穿透孔骨
僵尸蠕虫(贪吃roseus也叫)侵蚀的死鲸的骨头已经下降到海底。 喜田岛藤原/ JAMSTEC

微生物群落的微生物组是一个术语,居住在另一个有机体的身体。许多微生物生活在另一个物种的表面或体内发挥重要作用在宿主的生存,作为回报他们得到一个安全的地方生长,充足的食物。虽然对于大多数微生物关系每个共生有机体提供尚不清楚确切的好处,微生物通常供应食物,防御机制,促进疾病免疫力较强’一说相矛盾。没有生气的,嗜骨蠕虫Osedax frankpressi不会存在没有微生物活细胞内和分解胶原蛋白、胆固醇和脂质骨架的鲸鱼死亡和下降到海底。的庞贝蠕虫羽毛蠕虫,住在热液喷口附近,可以承受的温度高达176华氏度(80摄氏度),屏蔽与耐热菌的末端。微生物也可以作为其他微生物的共生体。在潮间带,藻类和真菌和形式生活在一起地衣。真菌建立严格的结构,帮助地衣坚持岩石尽管海浪的冲击,通过光合作用和海藻供应食品。

河豚,一个熟悉的亚洲美食佳肴,细菌共生体提供一个重要的防御捕食者产生神经毒素河豚毒素。对于许多食肉动物,包括人类,这是一个致命的毒素。暴露于毒素可以关闭肌肉收缩的关键一个跳动的心脏,呈现一个强大的防御的毒素饥饿的捕食者。许多其他动物除了河豚也依靠毒素挡开那些attackers-blue-ringed章鱼、海星、马蹄蟹、蛋花蟹,和几个土地住宅使用生物毒素,造成科学家想知道为什么那么多远亲物种使用相同的毒素。目前的研究表明,共生菌的来源致命的毒素。河豚和其他物种获得环境和隔离的细菌毒素的器官。有毒的物种可以容忍的神经毒素的浓度500到1000倍什么能够承受正常的物种,由于专业蛋白在神经元,它们已进化到抵抗毒素。

粉色桶海绵
一桶海绵微生物是一个伟大的回家。海绵形成共生关系复杂的微生物群落包括古生菌,细菌和单细胞真核生物。海绵的微生物进行必要的工作不能自行吸收营养和国防生产的化学物质。在一些海绵微生物可以占总重量的40%。 花园银行国家海洋保护区(NOAA)

是否作为一个防御机制,以避免捕食者,一个诱人的诱饵吸引猎物,或作为一种手段来吸引异性,对许多生物,在日常生活中扮演着一个关键的角色。虽然一些自己能够产生光,其他人获得的帮助下能够发光微生物伙伴。琵琶鱼使用微小的称为发光细菌发光的细菌,它进入了鱼的光电子能谱(“诱惑”),结构在其“鱼竿。“每个物种的琵琶鱼对发光细菌的独特物种。

截尾的鱿鱼,也依赖于发光细菌费氏弧菌,将选择性地允许这种细菌生长在它的发光器官称为发光器。出生时,一位年轻的短尾猫鱿鱼缺乏生物荧光细菌和必须找到发光微生物的水柱。在人生的这个阶段,乌贼的器官不发达但小头发沿着发光器扫描细菌,和分子的威慑禁止所有细菌除了费氏弧菌进入。一旦细菌成功进入繁殖成千上万的发光器,热刺的殖民发光器的充分发展。没有细菌,短尾猫鱿鱼的发光器不会发展,呈现光器官无用的隐身器件。费氏弧菌是一种常见的生物发光与许多其他生物,微生物欠他们的发光的技能。

健康和疾病

一个健康检查

微生物有一个坏名声疾病导致细菌,但大部分微生物实际上是许多生物生存所必需的。这些健康大陆奉献幸福的伴侣通过提供服务主机无法执行。众所周知,一些微生物产生抗菌分子阻止不受欢迎的细菌,真菌和古生菌。即使只是良好的微生物的存在就足以阻止不必要的,从殖民主人的身体有害微生物,因为任何新人都必须争夺空间和资源。微生物也可以直接影响宿主细胞内基因表达,从而改变细胞的产生。再次,目前的研究只是掩盖表面时海洋生物的微生物。目前,大多数研究涉及找出微生物存在的最终目标定位特定微生物的作用以及它们如何影响他们的主机。

的研究就是一个例子鲸鱼排放从气孔承诺揭示的方法评估鲸鱼健康完全呼吸道肠道菌群的变化。科学家们能够使用一组盘连接到一个无人驾驶飞机盘旋俯冲在鲸鱼就像他们要呼气,赶上microbe-filled空气。一旦科学家建立细菌应该存在于一个健康的鲸鱼,他们可以比较这个基线微生物与其他鲸鱼来判断是否生病了。

海洋暴发

就像在人类疾病是在海洋中生活的一部分。虽然海洋居民绝大多数微生物都是良性的,少数是疾病的向量。传染病是由病毒、细菌、真菌和原生生物寄生虫,这些都是被称为病原体。大多数鱼类在海洋里举办大量的寄生虫和病原体尽管出现或多或少的健康。

但有时,爆发疾病开始传播,可以有显著的生态影响。通常,爆发是由环境因素和一种病原体的存在。浑浊的水,污染、酸性水,风暴、热浪、其他压力,甚至其他病原体会导致潜在的宿主更容易受到感染。感染珊瑚战斗伤害造成寄生真菌孔隧道通过碳酸钙骨骼产生罚款,水晶片块真菌。但是科学家担心这种防御机制可能成为无效的酸性海洋。通常疾病传播到海洋中,只有当被感染的是商业上重要的或有魅力,人们注意。一些更引人注目的海洋世纪的疾病包括海草消耗性疾病在北大西洋在1930年代,一个生态系统改变白人乐队在加勒比海珊瑚疾病爆发在1980年代,在虾白斑疾病暴发在1990年代,和龙虾壳疾病从1990年代末到2000年代初。

一块珊瑚感染与白色斑点
白色痘在1996年首次出现在佛罗里达。鹿角珊瑚上的白色斑点表明病变组织。 (吉姆Stuby)

在2013年和2015年之间海洋疾病在聚光灯下神秘病原体感染开始海星数量在美国西部的海岸。总共大约20家不同的物种被感染的海星浪费综合症,一种疾病,有效地把海星的咕。虽然一些海星物种能够抵御感染,其他像向日葵明星(Pycnopodia)将完全瓦解仅一周后第一个接触的迹象。在温哥华,超过90%的向日葵明星人口死于这种疾病。并不是所有的海星物种开始表现出疾病的暴露时,暗示可能会有多个病原体和环境条件触发综合症。

全球变暖

海洋温度上升为疾病的传播提供完美的环境,一般来说,大多数细菌、病毒和真菌可以在温度茁壮成长。温度就像一个快进微生物的细胞内机制,加快化学反应在基因水平和增加突变可以导致新菌株。微生物也可以扩大他们的栖息地他们跟着变暖水和洋流改变,他们遇到新的主机。从1990年到1991年,气温比正常水引起的一种传染性牡蛎寄生虫传播北部500公里(310英里)从切萨皮克湾到科德角,最终出现缅因州海岸的几年后。的爆发弧菌感染的细菌,属牡蛎(导致人类霍乱),现在在北纬地区发生更频繁。第一次,弧菌阿拉斯加水域在2004年特别热的夏季。

紫色的细菌
扫描电子显微镜的图像霍乱弧菌细菌。 (Darthmouth学院电子显微镜设备)

不仅有新主机从未暴露在这些纷扰的病原体,他们正在与气候变暖的压力,因此更容易受到感染。许多微生物感染瘟疫珊瑚只出现在珊瑚变得足够强调由严重的风暴或热漂白。2005年,在加勒比海珊瑚属维尔京群岛开始恢复从严重的白化事件只有屈从于白色瘟疫疾病,爆发,导致该地区50%的珊瑚死亡。

栖息地

从地壳深处湖泊在冰川在南极,微生物是殖民者的一些地球上最极端的栖息地。他们可以承受沉重压力,温度热得足以融化铅,和几千年在饥饿的边缘。甚至海洋生物的表面和勇气充满了微生物,常常不知道他们的主人。

水柱

生活在海洋表面附近的水柱和阳光是微生物生长的好地方。这一地区拥有一些世界上最大的photosynthesizers。

最令人印象深刻的是一个藻青菌Prochlorococcus。据估计更丰富的比地球上任何其他光合作用,并负责生产20%的氧气在大气中。你呼吸的每五,你欠Prochlorococcus。也许令人惊讶的是,科学家在1988年才发现了这极大丰富光合作用!

绿颜色的细菌细胞原。球藻
原是地球上最丰富的光合作用和球藻产生大约20%的氧气在地球大气层。 (安妮·汤普森,Chisholm实验室、麻省理工学院)

水柱也是什么可能是地球上最丰富的微生物,细菌Pelagibacter。这种微生物通常约占25%的微生物在水里列,但开花期间可能会占到50%。不同于蓝藻,Pelagibacter以死的有机物为食,溶解在海水,喂养过程是微生物循环的一部分。微生物等Pelagibacter生活在死亡的有机物的水柱和饲料有助于保持海洋清洁和明确的。

海底

一粒沙子与微生物高亮显示为绿色
这张图片显示了砂粒的微生物殖民。 (大卫·Probandt / Andreas Ellrott马克斯普朗克研究所的海洋微生物学)

桑迪的海洋海底微生物生活的好地方。海底约10000倍比大海更密集,和99%的海底居住微生物生活在沉积物。细菌把自己保护的凹槽和磕碰的沙粒。一粒沙子可以港多达100000个细菌

下继续沿着海底世界几乎完全空白的营养和光线,你仍会发现微生物。这些细菌是丰盛的幸存者被活埋数百到数千年前藻类从地表水。随着时间的推移细菌进一步埋地下藻类积累和食物依靠继续消耗。缺乏营养,细菌新陈代谢迟缓,缓慢繁殖。虽然有些水体中的细菌可以在不到一天的两倍,地下深处相同的重复可以几百年。一项研究认为细菌生活在一个4900岁的沉积物层复制每100年一次。但深度只触及到了问题的表面。科学家发现细菌一英里半海底以下在20年前的煤矿,最深的细菌被发现。

生物膜

岩石覆盖在泥泞的微生物
微生物垫覆盖海底的岩石。 (NOAA)

生物膜是一个相互关联的微生物包括细菌、藻类、原生生物,和病毒,在坚硬的地面上,形成了一个电影,就像一块石头或海底。作为单细胞生物,微生物经常漂浮在小殖民地单独或在开放水域,但如果他们漂移接近表面的像一块石头或海藻可以附加和卡住。一旦第一个微生物被抓,多米诺骨牌效应随之而来,微生物将继续坚持到另一个几乎好像被尼龙搭扣。随着微生物堆积他们可以形成一种层独特的微生物群落最终构建成微生物垫几毫米厚。一旦微生物高度生物膜会发生一系列的变化,将最适合一个固定网络包围其他微生物存在。最重要的变化是生产水泥微生物分泌物,胶水粘在一起。2008年的一项研究发现,生物膜细菌产生的毒素,阻止放牧bacteria-eating原生生物,表明生物膜有几个优点的生活相比,浮动暴露在开放海域。霍乱弧菌,细菌负责霍乱、自然生活作为生物膜覆盖浮游动物,发现由Rita Colwell。

热液喷口

海洋深处的表面,热液喷口是生活温床。首先检查,似乎unlikely-from地壳的裂缝喷出滚烫的水被加热地球深处温度高达752华氏度(400摄氏度),热得足以融化铅温度。这些喷口也如此之深,他们再也看不到一丝的光从太阳。尽管存在这些障碍,蛤蜊,贻贝、虾、和巨型蠕虫茁壮成长在这些栖息地。它们的存在是由于细菌。

塔在水下喷出白烟
许多微生物利用营养物质从热液喷口喷出。这个特定的发泄是一种白烟,烟雾排放的颜色命名的塔。 (NOAA)

生活在深海热液喷口依赖共生细菌产生的能量。上的细菌生活在身体或宿主的表面。但与大多数地球上的生命,用太阳光作为能源,这些细菌通过化学反应产生能量,使用矿物质从通风口。

这张照片是一个辅助图像视频的响应性。
PBS数码工作室

科学家第一次听说这种共生关系的研究Riftia多毛虫。自1977年第一次发现热液社区时,科学家们感到困惑的多样性和丰富的生活。蠕虫的血红色羽流过滤水和硫化氢吸收氧气和通风口。硫化氢通常是有毒的,但是Riftia蠕虫有一种特殊的适应,身体的其余部分分离开来。他们的血液中含有血红蛋白,氧和氢硫化物结合紧密。进一步调查这些独特的栖息地显示的许多其他生物生活的喷口也依赖共生菌。雪人蟹波在水中武器帮助培养细菌小胳膊上的毛发,然后消耗。

珊瑚礁

半透明的珊瑚虫的特写照片,显示里面的共生藻类生活。
brownish-green斑点的黄藻最浅,温水珊瑚取决于他们的食物的大部分时间。 (©osf.co.uk。版权所有。)

想象一个珊瑚礁和色彩斑斓的珊瑚的愿景,螃蟹,想到和成群的鱼,但珊瑚礁也对海洋微生物的温床。珊瑚和某些细菌和古生菌形成共生关系,他们互相依赖。这些微生物可以找到外表面覆盖的珊瑚,他们的组织深处,或者在礁哪里有下的沉积物10000倍细菌的数量相比,周围的水。珊瑚甚至会分泌粘液的保护,提供营养细菌作为一种选择性的“好”影响他们的微生物群落。微生物作为回报为珊瑚提供基本服务提供氮、分解有毒废物,和喂养营养珊瑚共生的藻类伙伴,黄藻的微生物(也)。他们也可能阻止有害微生物的生长,以宜居的表面,阻止不必要的定居者或通过抗生素的生产。一项研究表明,特定的微生物可以帮助珊瑚温暖的水的压力作斗争,这将成为珊瑚生存的关键强烈热浪增加由于气候变化。

微生物代谢发动机

大部分的地球上的生命依赖于从太阳光获得能量,通过光合作用直接或通过使用光合生物及其储存能量。光合作用是一系列的化学反应,接受来自太阳的能量并将其转换成能量的一种形式,细胞可以使用。虽然许多微生物参与这种方法获取能源,一些生活在环境阳光无法到达的地方。在海洋的深处,光线穿透下来650英尺(200米)和一些微生物生活深处沉积物。然而即使在最深的和黑暗的区域海洋他们能够生存。大多数微生物靠下降的有机物质(腐烂的尸体,食物残渣、废物)来自地表水,但选择其他人已经开发出新的方法来产生能量。而不是阳光,这些专门的生物获得能量通过化学反应,这一过程被称为化学合成。所有化学合成的微生物利用化学反应获得能量,但是他们所使用的化学物质不同物种基于他们生活的地方和什么化学物质是可用的。

来自太阳的力量

科学家利用海洋卫星图像来估计叶绿素浓度在水中。你可以看到黄色的漩涡的浮游植物集中在海洋表面的图像。
科学家利用海洋卫星图像来估计叶绿素浓度在水中。 (美国宇航局,罗伯特·西蒙和杰西·艾伦)

碳是一种生活的主要构建块。所有有机体需要构建分子在他们的身体,包括人类。但碳分子进来许多形式,只可以使用特定的生物。二氧化碳,例如,必须由有机体转化为了用作构建块在一个活体。这通常是通过光合作用,这一过程也释放氧气,但微生物也可以通过其他化学反应完成这一壮举。微生物是惊人的碳变压器和发挥重要作用在穿梭碳在海洋食物网。通过吸收大气中的二氧化碳,海洋微生物也发挥了至关重要的作用在调节地球的气候。

并不是所有的碳是相同的。事实上,大多数的环境中碳锁在无法使用形式。例如,对于大多数生物来说,碳在二氧化碳不能被处理。海洋微生物发挥重要作用在大气中的二氧化碳,并将其转变为新的碳分子称为碳水化合物,通常被称为“碳水化合物”。这些碳水化合物分子可以被用作构建块体内。这个过程发生在光合作用的能源来自太阳的力量碳转换。蓝藻在海洋里,等Procholorococcus聚球藻属,负责几乎一半的光合作用在地球上!生物体不能光合作用获得碳当他们吃光合作用或其他生物吃photosynthesizers。

回收机

然而,大多数微生物利用碳源容易触手可及,而不是自己生产。

肉眼看不见,分子的蛋白质,脂肪,碳水化合物,和核酸(DNA和RNA)漂移整个水柱。统称为溶解有机物(DOM),这些分子太小对普通消费者消费,但完美的燃料来源的细菌。通过使用分子、细菌时引入临界能量回食物网略大的生物,像磷虾,吃了细菌。

男性桡足类截然不同于女性的桡足类。
桡足类是一种浮游动物导致“草率喂食。” (r . Hopcroft UAF,隐藏的海洋2005年NOAA)

如何溶解分子中存在呢?相反经常见简单的食物网,一顿饭是浪费的一大笔消费。海洋生物是非常没有效率的时候吃。微型浮游动物咀嚼通过浮游植物和失去他们的目标是吃的东西。而不是消费,一些浮游植物是撕裂的嚼着下颚和细胞内部释放到开放的海洋,它们成为悬浮在水柱DOM。科学家称这个过程为“草率喂食。”

在另一个进程,单细胞原生生物,如草履虫,导致溶解有机物当他们排泄废物。席卷浮游植物在消化后袋食物泡,草履虫将使用的所有营养物质,留下浪费和消化蛋白质。一旦营养物质被吸收,与外膜和液泡融合良将剩下的内容。大约25%的摄取碳最终排出废物。(我们)俗话说,“一个人的垃圾是另一个(我们)人的宝贝,“所以细菌使用草履虫认为不可用的燃料。

发光的点显示病毒
噬藻体的一个示例(病毒攻击细菌)辉光从染色放大图像。 (马太福音沙利文,Chisholm实验室、麻省理工学院)

但是最大的DOM来源来自浮游植物细胞由于病毒的死亡。大多数海洋病毒通过裂解周期操作,这一过程会导致宿主细胞溶解,或破裂。一次浮游植物病毒感染宿主细胞复制本身使用细胞的遗传机制。然后宿主细胞死亡,驱逐其内在内容,包括新病毒生长,到海洋中。每一天,20 - 40%的海洋微生物感染了病毒。

微生物不仅得到营养大餐吃DOM时,他们也为环境中的一个关键的角色。海洋微生物清理这个浪费,如果没有海洋微生物将大部分充满了腐烂。微生物循环很重要,科学家们认为这是微生物的最重要的生态作用。

变革的力量

而不是阳光,专门的生物可以通过化学反应获得能量,这一过程被称为化学合成。所有化学合成的微生物利用化学反应获得能量,但是他们所使用的化学物质不同物种基于他们生活的地方和什么化学物质是可用的。

成熟的死亡和腐烂的气味物质是生活的物质古生菌。生产有气味的甲烷,一种碳基分子,由这些微生物是一个最后的努力使用剩余的腐烂的物质,没有其他微生物可以使用它来产生能量。这些微生物产甲烷古菌,他们想出了一个办法来推动能源生产与清心寡欲吃剩的含碳分子。这些独特的古菌化学氢和二氧化碳转化为甲烷产生能量在一个特殊的过程被称为甲烷生成。甲烷生产的微生物主要是发生在沼泽,涝的湿地,但可以在任何地方发生的氧是有限的和有大量的将碳从腐烂的问题。

沿海沼泽
沿海湿地是一个生态系统,产甲烷细菌茁壮成长。 (Kelly杞人忧天/物)

一个这样的富氢环境包括热液喷口。MethanopyruskandleriMethanocaldococcus嗜热古细菌物种,使家里的热液喷口,他们有足够的氢气,它们转化成甲烷。Methanocaldococcus首次发现底部白色的吸烟者在太平洋的中间吗Methanopyruskandleri被隔绝热液沉积物Kolbeinsey岭冰岛和海岸的瓜伊马斯盆地在加利福尼亚湾。在实验室Methanopyruskandleri细胞可以分裂在122°C,最高温度已知兼容微生物增长,尽管它生长最好在98°C。Methanopyrus翻译“甲烷火。”

而对于一些微生物,甲烷是一种废弃物,为他人甲烷是能量的来源。古生菌和细菌都被分解甲烷的过程中产生能量。大约半英里在南极洲的冰川湖,充斥着大量的微生物。的一个子集,这些微生物产甲烷菌生活在湖床土壤和饲料的腐烂的植物和动物,被困在沉积物数百万年前。令人惊讶的是,很少有甲烷在湖里的水。这是因为以细菌消耗多99%湖泊沉积物中甲烷的产生。

微生物真菌也可以发挥重要作用在分解复杂的碳分子锁在死去的植物和动物的尸体。真菌分泌的特殊化合物进入环境,然后分解复杂的结构。通常,二氧化碳被释放,为其他海洋生物提供了一个重要的资源。在深海底环境,真菌可以主导在微生物群落和碳循环中起着关键作用。

Riftia管状蠕虫
这些riftia管虫依赖于微生物产生能量使用硫化氢从深海热液喷口喷出。 (NOAA)

对许多生物,包括人类,需要氧气生产能量。这就是为什么我们呼吸的氧气。但在没有氧气的地方,微生物有办法维持交叉时,转向硫分子。硫酸分子充满氧气生产能量。

硫的使用是特别重要的热液喷口附近深海生态系统缺乏阳光,经常排放硫化氢到周围的海水。欧宝体育稳不稳的过热“黑烟”通风口,颜色从各种矿物质提供微生物硫化氢的来源,一个分子,当搭配oxygen-releases能量。整个生态系统,欧宝体育稳不稳包括蠕虫、螃蟹和鱼依靠这些微生物的能力来产生能量的硫化合物。喷口附近的其他微生物获取能源氢气和产生硫化氢硫化合物从喷口喷出。在附近的一个独特的系统西马塔火山海岸的萨摩亚相信微生物的垫覆盖周围的海底火山获取能量从硫酸硫称为白色的另一种形式。

大约78%的氮气气氛。然而,对大多数生物需要氮生存这是一个问题。对于大多数浮游植物处理气态氮是不可能的。是一样的概念作为一个口渴,孤立无援的水手seawater-water的海洋包围,到处是水,但没有一滴喝。就像人类一样需要淡水生存,大多数的浮游植物需要氮化学铵(NH的形式4+)或硝酸盐(NO3-)。细菌能够将气态氮转换为可用的形式通过一系列的化学反应。把空气中的气态氮的过程叫做铵氮固定。

一个滑翔伞飞过大海
束毛藻属是一种丝状藻青菌负责大部分的海洋中固氮。当他们在数量上增长从上面可以看到。 (texaus1Flickr)

细菌和古菌也从死亡的生物体氮的回收的关键。当生物像鱼类和藻类死亡,身体内氮锁在蛋白质的形式。特殊的细菌和古菌的蛋白质并将其转换成铵氮。一些微生物将几个步骤进一步制造硝酸,这一过程被称为硝化作用。因为大多数细菌和浮游植物喜欢铵和硝酸氮储存在蛋白质必须经过这些转换过程,才能重返食物网。

但有些细菌和古生菌能够直接将铵转化为氮气。这些微生物在污水处理厂中找到。通常,氧气是能源生产的重要组成部分,人类和其他动物(细胞呼吸呼吸氧气的使用),但在这样一个世界空虚的氧气,这些细菌转向替代材料。1999年,科学家发现了一个过程被称为氨氧化细菌厌氧氨氧化(短)的细菌分解产生能量铵。但在这个转换过程中,微生物产生的化学还发现在火箭燃料叫做肼,然后他们必须锁在特殊,强化隔间。细菌也依靠发展极其缓慢的种植者,只有每14天翻一番。蓝藻,获得来自太阳的能量可以在一天内双,在人类的肠道细菌双每20分钟!

对其他微生物生活在有限的氧气的环境中,硝酸盐(NO3-)用于氧气产生能量的地方。这是一个过程被称为反硝化作用。在硝酸分解微生物产生氮气体包括一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)和纯氮气(N2),然后飘到大气中。现在新产生的氮气回收和现成的氮的微生物用于自己的能源生产。

限制营养

为了使微生物生长需要几个关键营养物质,包括铁。铁是一个至关重要的矿物用于光合作用、呼吸作用、固氮作用。在土地铁是最丰富的元素之一,海洋中很少发现。无论铁使其海洋最初来自土地的大部分来自尘埃颗粒被大风吹走在海洋或泥沙的河流。用小铁,微生物进化成为高效铁囤积者,和分泌特殊分子抓住铁粒子。微生物生长,因此,通常是海洋中的铁元素的数量有限。

磷是另一个有机体的限制营养需要生活。这是一个关键组成部分的DNA和许多蛋白质。但在海洋磷通常是稀缺的。如铁,磷的主要来源来自土地。在马尾藻海,许多微生物在水柱也进化出了他们的磷限制使用。一些已经适应了使用硫磷构建蛋白质,保留构建DNA的磷。也是常见的区域海洋磷对微生物数量较低的小型genomes-if DNA是稀缺的关键构件是有益的小DNA。微生物也开发方法成为有效磷消费者和使特殊分子特别擅长抓住磷。

微生物研究

一个新的领域的基础

1675年,荷兰lensmaker安东尼·范·列文虎克凝视着他强大的显微镜和得到了一个惊人的发现。雨水在他的镜头下举行了无数生物,“把自己迅速,我们看到一个转身。”这些“小动物类”,正如他所说,是第一个观察到细菌。欣喜若狂,列文虎克采样水从任何位置,包括大海。都是微生物。

列文虎克的旧画
安东尼·范·列文虎克提出了画像。

直到200多年后虽然研究海洋细菌正式开始。
灵感来自路易·巴斯德和他的工作到处宣称“细菌”被发现,Adolphe-Adrien的确开始看的深海。使用样品获得了在法国的护身符和Travailleur探险的1880年代,的确能够生长微生物从样本获得927到5100米之间的深度。看来确实是微生物,发现几乎无处不在。

Bernhard费舍尔博士是另一个医学微生物学家从世界海洋的世界。在德国训练的人员卫生,费舍尔最出名的是他发现的发光细菌,其中一个是现在以他的名字命名。海洋研究发表在第一个关于海洋微生物学的书叫做死Bakterien des米尔(海洋细菌)。尽管少数微生物学家正在深入研究海洋世界,海洋微生物仍在起步阶段作为一个独特的研究领域。

绘图的护身符
护身符和研究探索海洋的深处,发现许多新生物。这是一个例子的护身符。 (苏les即;窄花边d 'explorations嘟”Travailleur”杜等“护身符”通过生物多样性遗产库)

到1940年代和1930年代,海洋微生物最终成为公认为自己的领域。美国微生物学家,克劳德ZoBell开始在斯克里普斯海洋研究所的教授微生物学,后来发表了经典教科书海洋微生物学:水生细菌学的专著。除了发现了超过68种的海洋细菌,他开创了研究海洋微生物和日常活动。由于这些努力,ZoBell被认为是“海洋微生物学之父。”同时,沿着海岸,C.B.范尼尔是斯坦福大学霍普金斯海洋站的影响学生。他还将给美国带来一个荷兰技术允许一个特定的微生物的增长。这揭示了巨大的贡献在海洋环境中细菌的多样性。

一个科学家的行为和在一艘实验
克劳德ZoBell是一个著名的海洋微生物学家在1900年代中期。 (照片由斯克里普斯海洋学研究所,加州大学圣地亚哥分校)

但最具影响力的事件之一,研究海洋微生物在1900年代是一个完整的事故。1968年,阿尔文,伍兹霍尔海洋研究所的潜艇,淹没,沉入海底。在检索时,船员们注意到一个有趣的项目留下sub-someone的午餐。尽管之间的10个月,通过了艾尔文沉没和检索时,三明治和苹果出现好像他们刚刚准备。午餐的保护激励了许多科学家的发现问题为什么是这样,最终,导致增加兴趣的角色在深海微生物和分解。许多科学家认为这是证明在深海微生物并不是很活跃,一个想法,现在已经被证明是错误的。

的部分原因是如此难研究深海微生物是因为压力。在6500英尺深的压力几乎是我们觉得陆地上200倍。在1970年代末在三个实验室,齐心协力Holger Jannasch,阿里司提戴斯Yayanos和Rita Colwell开始恢复独特pressure-adapted(“嗜压”)从深海微生物。最终导致工作的发现在1979年首次微生物在高压力。后,微生物生存所需的高压是由Yayanos发现的。Colwell和她的研究生,杨晨戴明,利用微生物中发现深海动物的内脏来证明整个社区的深海微生物可以茁壮成长。

分子的时代

到1900年代末,研究海洋微生物增长不仅仅需要在实验室和在显微镜下检查。新的科学技术需要开发透露更多有关微生物世界。

1976年,卡尔伍斯和乔治·福克斯彻底改变了微生物学领域的发现生活的第三个域古生菌。通过比较RNA基因序列在一个革命性的技术先驱的一对,他们能够表明,并不是所有的微生物都密切相关。

伍斯和狐狸发现的关键是使用RNA,一种类似于DNA的遗传密码。尽管真核生物、古生菌和细菌细胞结构不同,它们共享一个公共的机械在其细胞核糖体。细胞的核糖体是蛋白质工厂,和它构建蛋白质通过阅读基于DNA编码的方向。核糖体自己建立起来的RNA分子,正是这种特殊的核糖体RNA序列伍斯和狐狸之间古生菌相比,真核生物和细菌。也有可能发现新物种的微生物使用这种技术。映射出核糖体RNA代码后科学家们可以比较其他已知微生物的代码。如果代码是独一无二的,它表示一个新的微生物的发现。

这张照片是一个辅助图像视频的响应性。
丹伯恩

其他基因技术很快就会出现。

在2003年和2004年,第一个完整基因组序列的海洋微生物发表。这意味着科学家们现在知道确切的DNA编码为一个特定的物种。原聚球藻属、球藻的基因组的两个地球上最丰富的photosynthesizers,是两个第一个微生物测序。但隔离特定的微生物物种并不总是可能的。许多微生物不会生长在盐水解科学家在实验室里使用。这带来了一个问题,许多分子技术需要一个纯粹的只有一个样本的微生物。宏基因组的发明将改变这种状况。

宏基因组是一个过程,从环境和阅读DNA遗传编码,然后揭示物种生活在环境位置。它还可以告诉科学家是什么样的微生物在位置和它能做什么。例如,环境中的光合作用基因的发现告诉科学家,光合作用存在。基因的发现产生甲烷告诉科学家,微生物产甲烷菌在特定环境中,微生物通过化学反应使能量。

图表使用DNA的海洋
宏基因组是一个多步骤的过程,分离出许多遗传代码从一个示例之一。首先,科学家们采用的所有遗传物质样本,或DNA,在特定的环境中(1)。然后,双链DNA分为单股和切碎成数百个小块(2),这一过程使DNA长度可控的电脑阅读。最后,读取序列后,电脑发现重叠的DNA序列(3)重新缝合在一起,揭示整个DNA序列(4)。 (史密森学会)

的应用领域的海洋微生物宏基因组将展示一个全新的世界的微生物,包括海洋病毒的多样性。这个领域在2004年爆炸被称为鸟枪测序技术,首次用于人类基因组序列,应用在马尾藻海,在大西洋中部地区。这已经扩展到无数的独特环境大洋彼岸的包括鲸鱼尸体在海底。

今天,科学家们继续了解不仅对海洋微生物存在于他们做什么。一遍又一遍地是意识到虽然微生物是肉眼不可见的,它们是积分和丰富的海洋世界。

您可以使用我们的历史探索更多的海洋微生物的时间表。

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在家里

你可能没有意识到,但在日常生活中人类依靠海洋微生物,甚至在家里。居民的极端环境中,微生物产生特殊蛋白质和分子来帮助他们生存的条件。这些物质可以应用为人类使用化妆品,现在发现,纺织、制造、工业燃料。耐高温微生物产生的酶降解消除洗涤剂添加剂是完美的污点,因为他们可以承受的高温水和漂白剂的恶劣性质。微生物酶也大量用于食品加工、保存和改变质地,味道和质量的食物。他们常常被用于使肉变得更嫩,烘干,除去乳糖牛奶的乳糖不耐症的人。

海洋微生物甚至可能有一个家在医药箱一天。从历史上看,我们的许多最成功的从陆地微生物药物,现在,研究人员正将搜索到海洋。只有提供七个海洋药物FDA批准,主要来自海绵和软体动物,但是科学家们希望这个数字将增加为研究和发现新的海洋微生物仍在继续。只是在过去的十年中,超过200人每年发现海洋微生物产生的新的化合物。现在我们知道的许多化合物一旦归因于海绵实际上是微生物共生体。海洋微生物展示伟大的承诺产生抑制肿瘤药物,治疗老年痴呆症,疼痛减轻药物和抗生素。一种海洋细菌Serinicoccus产生一种化合物的原因黑色素瘤细胞内爆在三个小时。另一个是能够停止增长的炭疽菌和耐抗生素细菌金黄色葡萄球菌(MRSA),一个令人兴奋的发现考虑近期抗生素耐药的细菌。微生物也可以帮助提高现有抗生素关闭有害细菌的防御机制。海洋微生物称为Pseudoalteromonas piscicida通过堵塞泵的机械抗生素具有抗药性的细菌。

死区

每年春天大河冲洗营养从内陆到海洋中。装满肥料和牲畜粪便,是完美的混合氮和磷对藻类的生长。丰富的组合从径流养分和阳光导致大型海藻,其中一些可以从太空中看到。一些藻类产生的有毒化学物质伤害其他生物,但这些有害藻华的另一个副作用(赤潮)死区。一个死区一大片的海洋氧气有限(一个条件称为缺氧),可以不再支持动物呼吸的氧气需求通过鳃水下。因此,区域一旦充满生命成为水下鬼城。尽管死区是隶属于藻华,他们实际上是爆炸的微生物增长的结果。藻类死亡他们为微生物提供一场盛宴,繁殖和消耗氧气帮助分解死去的藻类。世界上第二大的死区每年发生在密西西比河的口在墨西哥湾。每年它可以改变从1931平方英里(5000平方公里)8494平方英里(22000平方英里),或麻萨诸塞州的大小。7的世界10最大的海洋死区是在波罗的海,统计,欧盟在该地区关注减少污染。

水华藻类的上面
红色的海洋波浪是由一个藻类Karenia短。 (NOAA)

而缺氧是一种自然现象在一些地区的海洋,人类活动的影响在其他领域是一个引起人们的关注。污染在过去的50年里增加导致增加缺氧区和死区。海洋变暖由于气候变化也扩大死区,因为温度的增加减少的氧气,可以融化成水。2019年全世界有415记录死区。

石油泄漏

作为世界依赖石油作为主要的能源,有时油不小心会通过各种途径进入环境。油轮泄漏、残渣开除船舶压载水,离岸管道爆裂,径流从岸边会导致海洋石油积累,危害海洋生态系统。欧宝体育稳不稳幸运的是,某些海洋微生物天然石油消费国。他们的存在,在某种程度上,因为海洋的底部有自然渗漏油泡沫从海底的裂缝。在这里,微生物进化了数百万年了能力和降解石油消费。有数百种细菌、古生菌和真菌依赖石油和在正常海洋条件,这些微生物占不到1%的微生物群落。但在石油的存在,他们繁殖,最终成为社区的10%。

这些微观石油消费国成为重要的作用之后所发生的事情墨西哥湾的深水地平线石油泄漏,被认为是美国历史上最严重的海上石油泄漏事件。因为这泄漏发生在海底,油耗微生物已经现在清理工人转向分散剂帮助援助微小的微生物。

一架c - 130大力神从空军预备役命令部署分散剂进入墨西哥湾的5月5日,2010年,作为“深水地平线”的一部分/ BP漏油事件响应工作。
一架c - 130大力神从空军预备役命令部署分散剂进入墨西哥湾的5月5日,2010年,作为“深水地平线”的一部分/ BP漏油事件响应工作。 (美国空军技术。中士Adrian加的斯)

但分散剂并不总是一个选择石油清理。在第二大石油泄漏水在美国埃克森·瓦尔迪兹号漏油事件在1989年阿拉斯加海岸的大风导致决定不使用分散剂。尽管努力身体包含泄漏离岸,大约15%的阿拉斯加湾海岸线成为油。清理团队然后转向生物修复,或添加营养物质刺激天然微生物降解原油更快。氮肥是添加到沿海水域,这一决定增加石油的降解微生物在一些地区从三到五倍。尽管被称赞为一个整体的成功,微量的石油仍困在岩石和沉积物。生物修复是最成功的地区小鹅卵石和粗砂自添加营养难以打入紧密屏障由细沙。生物修复的其他成功的使用包括西班牙在2002年附近的威望泄漏和泄漏海岸的科威特在1991年的海湾战争。

在史密森学会

一旦被忽视,微生物是现在一个热门研究主题为科学家们意识到,尽管他们体积小,他们是非常重要的健康的生态系统的存在。欧宝体育稳不稳

珊瑚礁是一个这样的生态系统受到无形的微生物影响邻居以几种不同的方式。皮尔斯堡史密森海洋站的科学家们正在看珊瑚的微生物来确定某些微生物的存在与否影响主机珊瑚的健康。马克斯Teplitski和瓦莱丽•保罗特别感兴趣的是比较健康的微生物组珊瑚和那些黑带疾病,感染的特点是一个垫不同微生物的蔓延珊瑚在可见的黑带。看起来健康的珊瑚比感染珊瑚有不同的微生物群落,现在研究人员旨在找出可能的原因。

粉红色的壳状藻类覆盖表面的岩石。
喜欢粉红色的油漆、壳状珊瑚藻覆盖岩石表面的薄层。这坚硬的表面是一个首选的家的幼虫珊瑚和其他无脊椎动物(比如鲍鱼)。 (曼迪Lindeberg NOAA / NMFS / AKFSC)

花的第一部分对许多动物生活在开放海域漂流,微生物的味道极为安定下来。几个科学家在史密森尼正在调查微生物信号幼虫和臭味的原因是吸引年轻的流浪者。珍妮弗·德的研究发现mustard-hill珊瑚幼虫漂流在大海选择自己遵循的气味的细菌。黏糊糊的细菌生物膜覆盖海洋表面产生“臭”的化学物质与某些物种产生不同的气味。珊瑚幼虫可以区分特定种类的细菌的气味,会选择在物体表面,包括这些细菌。目前还不清楚为什么幼虫喜欢一个微生物的味道,但是德和其他人怀疑这可能与他们的生存的机会。

共生微生物也可以影响宿主的基因进化。的软体动物Solemya菌膜蛤,扇贝等这样的双壳类动物,生活在微生物产生的能量使用含硫分子称为亚硫酸盐。这软体动物获得微生物伙伴从其父母,这一过程被称为垂直传播,从它的环境,称为水平传播。在史密森尼国家自然历史博物馆的,凡妮莎·冈萨雷斯是映射软体动物的基因组,以更好地了解这两个物种共同进化。

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