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提起植物，我们往往都会想到，它们在自然界中扮演着“被捕食者”的角色。但有一些植物与众不同，它们演化出了“捕食”的本领，比如捕蝇草。其实，在自然界中，不仅仅是植物会捕食，某些光合藻类也是海洋中的“捕食者”。
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文 | 梅林
视觉设计 | 李梅
硅藻是一类对于地球环境极其重要的单细胞藻类。它们像植物一样，也能进行光合作用，全球约20%的碳由它们固定，释放的氧气则占了每年全球氧气释放量的25%。
此前的研究已经在实验室中，证明了少数硅藻具有混合营养方式。也就是说，这些硅藻既进行光合作用来自养，又具有异养的营养方式，就像我们需要通过吃东西来获取能量。最近，一篇发表于《科学·进展》（Science Advance）的文章，首次证实硅藻在自然条件下确实存在异养的营养方式。
美国加利福尼亚大学圣迭戈分校带领的研究团队采用“基因组规模代谢网络模型”（GEM），对广泛分布于全球海洋的一种硅藻——新月株鞘藻（Cylindrotheca closterium）在不同环境条件下的代谢变化情况进行了建模。之后，他们又把新月株鞘藻的全球海洋环境转录组学数据与模型的预测做了比较，揭示了新月株鞘藻在海洋中的营养方式。环境转录组学数据来自联合国环境规划署的TARA ocean expedition项目，在这个项目中，工作人员在全球海洋采集了新月株鞘藻。研究人员发现，仅有21%的硅藻样本在有阳光照射的海洋中进行光合作用，采用自养的营养方式；71%的样本在阳光照射下采用混合营养方式——既进行光合作用，又直接“捕食”有机碳；在某些情况下，硅藻样本（占了8%）完全依靠“捕食”为生。那么问题来了，前面提到的捕蝇草有专门的捕食结构，帮助它们捕食昆虫，再把昆虫消化吸收。硅藻也是这样“吃掉食物”吗？
通过建模分析，以及与环境转录组数据的比较，研究人员发现硅藻“捕食”有机碳的过程与某些特定种类的细菌有关。比如，有一类海洋细菌Phycisphaerae是混合营养和异养的样本中丰富度最高的细菌之一，因此研究人员推测这类细菌可能在为硅藻提供有机碳方面发挥了作用。此前已经有研究表明，Phycisphaerae含有大量的碳水化合物活性酶。碳水化合物活性酶的作用就是降解复杂多糖，或许Phycisphaerae就是通过这些酶的降解作用来帮助硅藻吃掉有机碳的。要回答这个问题，得从硅藻的生活环境入手。作为一种海洋浮游生物，硅藻要应对多种复杂的生活环境，因此具有多种营养方式在这样的环境中更有优势，增强了硅藻在多变环境中的恢复力。有的科学家认为，混合营养方式能使大型生物体获取碳的数量至少增加35%。由于硅藻在全球海洋的广泛分布，包含大量硅藻的浮游生物群体就是一种大型生物体。另外，得益于这种灵活的营养方式，硅藻可以在多种环境中获得优势，成为海洋中最成功的原生生物之一。有研究指出，不仅底栖硅藻，开放海域中的硅藻也有异养现象。这项研究就是首次在海洋环境中发现，在开放海域浮游生活的硅藻会更多选择吃掉有机碳，而非进行光合作用。参考文献：
Mixotrophic growth of a ubiquitous marine diatom | Science Advances
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