转自：环境微生物组学
混合营养生物兼具自养作用和异养两种代谢方式，这种“双管齐下”的策略让混合营养生物在营养匮乏的海洋环境中占据优势，尤其是在亚热带贫营养区域（如大洋环流中心）。然而，这种生物如何平衡两种代谢方式以实现生长最大化？2024年12月13日，最新发表在《Science Advances》上的一项研究，由美国加州大学圣巴巴拉分校的Holly V. Moeller主导，利用全新的模型框架揭示了混合营养生物在全球海洋中的最佳代谢策略，为我们理解海洋生态系统提供了新视角。
Moeller团队开发了一个名为MOCHA（Mixotroph Optimal Contributions to Heterotrophy and Autotrophy）的数学模型，专门研究混合营养生物在不同环境条件下的代谢投资策略。模型的核心在于混合营养生物需要根据环境中碳（C）和氮（N）的供应情况，优化对光合作用和捕食的资源投入；在最佳策略下，碳和氮的获取与使用完全匹配，实现“零浪费”；通过结合实验数据和卫星观测，模型可以模拟混合营养生物在全球海洋中的分布与代谢策略。
结果发现，在全球范围内，混合营养生物倾向于投资更多资源用于异养，尤其是在贫营养的亚热带大洋环流区域。异养为这些生物提供了必需的氮，而光合作用则成为碳获取的主要手段。混合营养生物的代谢策略对环境条件极为敏感：更多资源被分配到光合作用。异养效率提升，生物减少捕食器官的投资，将更多资源用于生长。区域性差异明显，在极地海域，随着气候变暖和光照增强，混合营养生物可能减少异养投资，转而增加光合作用。然而，在细菌丰度下降的区域（如亚热带），异养的重要性将进一步提升。
混合营养生物是海洋食物网的重要组成部分，尤其是在初级生产者和消费者之间的物质传递中扮演关键角色。它们的代谢策略不仅影响自身生长，还会间接影响碳的垂直输送（生物泵），从而对全球碳循环产生深远影响。随着海洋变暖和营养结构的变化，混合营养生物可能会调整其代谢策略以适应新环境。
The MOCHA model.
Global distributions of mixotroph strategies.
参考文献
Holly V. Moeller et al.,Predicting optimal mixotrophic metabolic strategies in the global ocean.Sci. Adv.10,eadr0664(2024).DOI:10.1126/sciadv.adr0664
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