论文部分内容阅读
浮游植物是海洋生态系统的重要的初级生产者,作为食物链底层生物,浮游植物面临着巨大的摄食压力。为了更好的生存和发展,浮游植物在抵御摄食过程中进化出了许多防御策略。这些策略主要分为结构型摄食防御(Constitutivedefense)和诱导性摄食防御(Induced defense)。无论摄食者出现与否,结构型防御均出现并发挥防御功能;而诱导性摄食防御在无摄食压力情况下不表达,仅在摄食者或摄食信息存在的环境中被激活。浮游植物通过改变形态、产生化学物质或者转换生活史状态等过程抑制浮游动物的摄食行为从而降低摄食死亡率。诱导性摄食防御广泛存在于海洋浮游植物中,很多有害藻华物种都采用诱导性摄食策略进行摄食防御,例如我国南海常见藻华物种球形棕囊藻。棕囊藻能够在全球各大海区引发大规模的有害藻华,引发严重的经济损失和生态灾难,在调控碳硫循环过程、气候变化以及海洋生物地化循环过程中作用显著。棕囊藻具有游离单细胞和囊体两个截然不同的生活史状态,游离单细胞能够被浮游动物大量摄食,而囊体由于坚实的外被和较大的体积有效阻碍了浮游动物的摄食。无论摄食者还是摄食相关信息均能引发球形棕囊藻的防御表达,因此囊体形成被认为是棕囊藻的诱导性防御策略。本篇论文以我国南海球形棕囊藻为研究对象,研究了摄食者以及摄食信息的出现对球形棕囊藻囊体形成和体积的影响,以阐明球形棕囊藻生活史转换和诱导性摄食防御的机制。当球形棕囊藻同摄食者-海洋尖尾藻直接接触时,摄食组中游离单细胞被大量摄食。摄食组和对照组中球形棕囊藻均能够形成囊体结构,且囊体数量以及直径均随时间逐渐提高。尽管两组中囊体数量无显著性差异,但是摄食组中囊体直径显著大于对照组。由于囊体坚实的外被和较大的体积,囊体直径的提高有效避免了海洋尖尾藻的摄食。在非直接接触的实验中,球形棕囊藻通过滤膜与摄食者海洋尖尾藻隔离开来,球形棕囊藻仅能接触到海洋尖尾藻摄食过程中释放的摄食信息,摄食信息依然可引发球形球形棕囊藻产生防御响应。接收到摄食信息后的球形棕囊藻形成的囊体直径显著高于对照组中囊体直径,囊体细胞的比例显著提高,更多的细胞以囊体形态存在,从而有效的阻止细胞被继续摄食。然而摄食信息的出现并未影响球形棕囊藻的游离单细胞数量和囊体数量,说明摄食信息对生长并无抑制作用。当无法形成规则囊体时,球形棕囊藻可能采用其它替代方式来进行摄食防御,游离单细胞凝聚在一起形成不规则的球形凝聚体。在摄食压力存在下,凝聚体的直径提高并超过摄食者的直径,导致摄食者无法摄食游离单细胞而出现数量衰退。球形棕囊藻囊体和凝聚体形成以及直径的增高由摄食者或者摄食信息所引导,属于典型的诱导性摄食防御策略。摄食防御策略有效的降低了球形棕囊藻的摄食压力,有利于球形棕囊藻藻华的发生。