在海底 研究揭示了北部藻類的秘密構(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)分子礦化過程創(chuàng)建海洋植物獨特結(jié)構(gòu)的重要新見解。

珊瑚藻在全球范圍內(nèi)發(fā)現(xiàn)，在溫暖和寒冷的水域中，藻類都生長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)。珊瑚藻的生長方式可以提供有關(guān)過去氣候事件以及水生生物如何對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：“這是一個高度豐富的物種。” 盡管無處不在，但是關(guān)于藻類骨骼如何形成和生長的知識卻很少。他說：“我們的研究旨在了解藻類的骨骼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)，并探索生物礦化過程中的功能分子。” “我們的結(jié)果首次顯示了天然聚合物是如何 被稱為甲殼質(zhì)的人促進(jìn)了珊瑚藻的生長，并為甲殼質(zhì)在控制海洋環(huán)境中礦物質(zhì)形成過程中的作用提供了新的見解。”

幾丁質(zhì)(發(fā)音為風(fēng)箏)是在珊瑚藻，甲殼類動物，昆蟲，真菌和線蟲卵中發(fā)現(xiàn)的天然聚合物。該聚合物結(jié)實，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)會硬化或鈣化海洋植物的細(xì)胞壁，從而形成藻類的堅硬骨架。

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，開發(fā)了一種用于分析藻類的新工具。拉赫曼說：“以前，人們認(rèn)為甲殼質(zhì)等生物聚合物在鈣化過程中不起作用。” 他們的研究結(jié)果表明，幾丁質(zhì)通過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)，但補充說，進(jìn)一步的研究可能揭示出其他種類的珊瑚藻中的聚合物。該聚合物似乎還可以提供保護，使其免受氣候變化的影響。拉赫曼說：“幾丁質(zhì)含有多糖，增加了鈣化劑(如珊瑚藻)對海洋酸化的負(fù)面影響的抵抗力。”

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