探秘海洋植物种类与作用的新成果
(一)海洋植物种类及基因研究的新信息
1.探索海洋植物种类的新发现
发现迄今已知最大单株植物的海草。[123] 2022年6月,西澳大利亚大学海洋研究所进化生物学家伊丽莎白·辛克莱博士及其同事组成的一个研究团队,在《英国皇家学会学报B》上发表论文称,他们在西澳海岸,发现了地球上目前已知最大的植物:波西多尼亚海草。这棵单株植物绵延180公里,覆盖约200平方公里的面积,或已超过4500岁高龄。
辛克莱解释道,为了解鲨鱼湾海草的遗传多样性,研究团队从鲨鱼湾多变的环境中采集了海草芽,并使用18000个遗传标记生成了“指纹”,结果发现该地区所有的波西多尼亚海草在遗传学上是一样的。这株绵延了180公里的植物也因此成为地球上迄今已知最大的植物。而且,他们保守估计,该植物至少有4500年的历史。
研究表明,这棵海草,似乎从单株幼苗时,就在漫长的岁月中不断“克隆”自身。如果其不受干扰,可继续无限度地“克隆”。事实上,这种海草是无性植物,它是如何存活和繁衍这么长时间的,令人费解。
此外,这些海草的生存环境变化很大。即使在今天,其栖息地的平均气温介于17℃~30℃之间;盐度为正常海水的1~2倍;光线亮度从黑暗到极亮。这样的条件通常会给植物带来很大生存压力,但该植物似乎仍在继续生长。
研究人员认为,它的基因非常适合当地多变的环境,而且其各部分之间也存在细微的基因差异,这有助于它适应当地条件。除了巨大的体型之外,这种海草植物另一个独特之处在于,其染色体数量是其海洋“近亲”的两倍。
研究人员目前正在鲨鱼湾进行一系列实验,以了解这种植物如何在多变的条件下生存和繁衍。
2.探索海洋植物基因的新进展
绘制出鳗草的全基因组序列。[124]2016年2月18日,《自然》杂志封面刊登了一幅受损海草草场边缘照片,显示了暴露的根茎和根,它们的作用是固碳和稳定底土,并为地球上生产力最高、生物多样性最大的生态系统之一提供基本支持。
报道称,这张照片,是在芬兰西南“群岛海”的科拉维奇附近拍摄的。鳗草属于鳗草科植物,分布于北半球温带的浅水海域如海湾、潟湖和河流入海口。生活在越过低潮线的浅水水下。每株鳗草都有根、茎、叶,这和一般海草不同,更像陆上的草类。但它与其他海草一样,在生态上相当重要,其所在的沿海生境也属于世界上最为濒危的生态系统。
芬兰学者珍妮·奥尔森及其同事组成的一个研究小组,报告了鳗草的全基因组序列。他们的分析有助于认识与 “回到大海”逆向演化轨迹相关的演化变化,后者发生在被子植物的这个分支,其中包括全部气孔基因的丢失和硫酸化的细胞壁多糖的存在,它们与巨藻的相似度大于与植物的相似度。
(二)海洋植物作用研究的新信息
——发现水草可使海中有害细菌大量减少[125]
2017年2月,一个由海洋生物学家组成的研究团队,在《科学》杂志上发现研究报告称,他们研究发现,广泛分布于全世界沿海地区的水下“草原”,能过滤掉大量对人类有害的海中细菌。
为了弄清海草从其周围的环境中阻断细菌的有效性,该研究团队来到印尼西海岸一个群岛中的4个岛屿上。研究人员在这些岛屿上,发现一种叫肠球菌的共有肠道细菌,比美国环境保护署提出的岛屿近岸水域建议暴露水平高10倍。
但在海床长满稠密海草的水域,肠球菌的水平则仅为1/3。研究人员还发现,随着深度增加,在海草草甸附近,危害人类和水生生物的数十种细菌性病原体数量减半。
另外,珊瑚似乎也能从海草中受益。在调查了8000多个礁珊瑚后,研究人员发现,在有海草草甸的水域中,数种致死性珊瑚疾病流行性减少了50%。但科学家尚不能完全确定海草是如何有效战胜疾病的,但一个可能性是它们将富营养沉淀物聚集在海底,从而有效阻断了有害微生物摄取营养。