在海底 研究揭示了北部藻類(lèi)的秘密構(gòu)造塊

密歇根大學(xué)和斯卡伯勒大學(xué)校園的最新研究揭示了有關(guān)在全球發(fā)現(xiàn)的海洋生物復(fù)雜結(jié)構(gòu)的有趣秘密。數(shù)據(jù)提供了有關(guān)分子礦化過(guò)程創(chuàng)建海洋植物獨(dú)特結(jié)構(gòu)的重要新見(jiàn)解。

珊瑚藻在全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)，在溫暖和寒冷的水域中，藻類(lèi)都生長(zhǎng)在海床上的巖石狀簇中，通常構(gòu)成珊瑚礁的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。珊瑚藻的生長(zhǎng)方式可以提供有關(guān)過(guò)去氣候事件以及水生生物如何對(duì)全球氣候變化引起的新條件做出反應(yīng)的重要信息。

為了進(jìn)行這項(xiàng)研究，研究人員研究了加拿大的拉布拉多沿海寒冷水域中發(fā)現(xiàn)的珊瑚藻類(lèi)Leptophytum foecundum。UTM氣候地質(zhì)研究小組的研究員，該研究的主要作者Azizur Ra??hman說(shuō)：“這是一個(gè)高度豐富的物種。” 盡管無(wú)處不在，但是關(guān)于藻類(lèi)骨骼如何形成和生長(zhǎng)的知識(shí)卻很少。他說(shuō)：“我們的研究旨在了解藻類(lèi)的骨骼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并探索生物礦化過(guò)程中的功能分子。” “我們的結(jié)果首次顯示了天然聚合物是如何 被稱(chēng)為甲殼質(zhì)的人促進(jìn)了珊瑚藻的生長(zhǎng)，并為甲殼質(zhì)在控制海洋環(huán)境中礦物質(zhì)形成過(guò)程中的作用提供了新的見(jiàn)解。”

幾丁質(zhì)(發(fā)音為風(fēng)箏)是在珊瑚藻，甲殼類(lèi)動(dòng)物，昆蟲(chóng)，真菌和線蟲(chóng)卵中發(fā)現(xiàn)的天然聚合物。該聚合物結(jié)實(shí)，柔軟且半透明，其纖維狀形式用于環(huán)境應(yīng)用，例如改善水產(chǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)和水族館的水質(zhì)，以及生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用，例如傷口敷料和干細(xì)胞療法。在珊瑚藻中，幾丁質(zhì)會(huì)硬化或鈣化海洋植物的細(xì)胞壁，從而形成藻類(lèi)的堅(jiān)硬骨架。

研究人員在拉赫曼(Rahman)和合作伙伴UTM化學(xué)與物理科學(xué)系的Jochen Halfar教授先前的研究基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了一種用于分析藻類(lèi)的新工具。拉赫曼說(shuō)：“以前，人們認(rèn)為甲殼質(zhì)等生物聚合物在鈣化過(guò)程中不起作用。” 他們的研究結(jié)果表明，幾丁質(zhì)通過(guò)使方解石鎂形成而起著重要作用，方解石是鐮刀菌硬質(zhì)骨架的重要組成部分。“我們首次證明，幾丁質(zhì)在海洋生物的礦物結(jié)晶過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。”

拉赫曼(Rahman)指出，在其他鈣化海洋生物(例如珊瑚)中未發(fā)現(xiàn)甲殼質(zhì)，但補(bǔ)充說(shuō)，進(jìn)一步的研究可能揭示出其他種類(lèi)的珊瑚藻中的聚合物。該聚合物似乎還可以提供保護(hù)，使其免受氣候變化的影響。拉赫曼說(shuō)：“幾丁質(zhì)含有多糖，增加了鈣化劑(如珊瑚藻)對(duì)海洋酸化的負(fù)面影響的抵抗力。”

他說(shuō)：“我們的發(fā)現(xiàn)提供了有關(guān)海洋生態(tài)系統(tǒng)和我們對(duì)海洋環(huán)境變化的理解的新信息。” “結(jié)果可能會(huì)影響我們對(duì)珊瑚藻對(duì)全球氣候變化的未來(lái)反應(yīng)的看法。”