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海洋藻类衍生的生物毒素改变浮游动物和海洋食物网的发展

巴塞罗那大学的研究人员与动物园安东·多恩(意大利)的研究小组合作,分析了硅藻对Oikopleura dioica(O.Dioica)的影响,这是一种海洋浮游动物无脊椎动物,起着重要作用。在海洋食物网和生物圈碳循环的全球动态。发表在Nature Communications Biology小组的新科学期刊上的研究结果表明,这些藻类在大花结束时产生的生物毒素可以影响胚胎发育,从而影响该物种的繁殖,带来严重的生态后果。

该研究由UB讲师Ricard Albalat和来自遗传学,微生物学和统计学系的CristianCañestero以及UB生物多样性研究所(IRBio)的成员领导,考虑到气候变化引起的海洋酸化和变暖可能加剧,这项研究尤为重要。有害藻类如硅藻的大量繁殖频率。以下UB研究人员也参与了这项研究:NúriaP。Torres-Águila--该研究的第一位签名者,JosepMartíSolans,AlfonsoFerrández,AlbaAlmazán和Vittoria Roncalli。

生物毒素影响胚胎发育

硅藻是一种有助于海洋浮游植物光合自养生产的微藻,因为它们为太阳光下的所有其他生命形式提供营养。然而,硅藻可以产生生物毒素(多不饱和醛)作为抵御其捕食者的防御机制,例如小型甲壳类动物如桡足类。这些物质在大量繁殖结束时大量释放,可以改变该地区海洋动物的生物学。这项新研究分析了这些生物毒素对O. dioca发展的影响,O. dioca是一种属于阑尾脊索动物(Appendicularia或Larvacea)的海洋无脊椎动物。阑尾属植物是海洋食物网中的关键生物,因为它们处理海洋中约10%的初级生产,并作为海洋营养链中鱼类幼虫的食物。“

此外,该研究表明,即使浓度与硅藻开花后在海中测量的浓度相同,这些影响也会发生。“虽然在我们的研究中,胚胎畸形的浓度高于自然条件下的胚胎畸形,但我们也观察到致死性胚胎异常的浓度与开花后的自然测量值相似,”研究人员说。

考虑到气候变化引起的海洋酸化和变暖可能加剧藻类繁殖的严重性和频率,这一发现尤为重要。研究人员指出:“发现有害藻类中的大量繁殖和大量毒素的产生会改变幼虫的生理状况,这一点很重要,因为它会对海洋食物网造成影响,并预测未来全球气候变化导致的捕捞问题。”

浮游动物的潜在生物标志物

该研究还分析了O. dioica对生物毒素影响的基因反应。“我们发现O. dioica可以通过在第一阶段延迟发育基因的合子转录并激活防御基因(保护细胞免受环境攻击的基因组)来应对硅藻引起的压力,即使是在无害的浓度下我们没有观察到任何胚胎改变的生物毒素,“CristianCañestero说。

根据该研究的结论,这种反应可能是保护胚胎免受环境危害并且可以作为潜在生物标志物的进化机制的一部分。“防御性基因将是一种分子生物传感器,海洋生态学家可以利用它来控制阑尾和其他生物的自然种群中的遗传压力,这些生物暴露于其栖息地的藻类大量繁殖,然后评估与气候变化相关的大量繁殖的潜在影响, “突出研究员。

这些结果为UB研究团队开辟了一个新的研究领域。“这篇文章介绍了EcoEvoDevo领域的一个新研究线的基础知识,即生态学,发育生物学和进化学的交叉点,它将研究海洋生物的胚胎是否已准备好应对气候变化,”CristianCañestero总结道。

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