浮游植物加入海洋湍流中的“社会混合器”

[观看视频:浮游植物社交混音器] Lee Rannals for redOrbit.com - 您的宇宙在线麻省理工学院和牛津大学的科学家表示,浮游植物的活动性使得微小的海洋植物能够确定它们在海洋湍流中的命运

研究人员在“自然通讯”杂志上写道,构成海洋湍流的各个漩涡就像是浮游植物的社会混合器

这种社交混音器使类似的细胞紧密接近,有助于增强有性生殖和其他生态上可取的活动

科学家此前认为,浮游植物是被动漂流者,即使是最弱的水流也无法自行躲避

然而,研究人员现在已经证明,许多物种实际上可以游泳,并且这样做可以优化光照并避免掠食者

最新的研究发现,当这些微植物被捕获在海洋漩涡中时,它们在漩涡的中心形成高度集中的斑块

这个过程继续重复,允许浮游植物从社交混合器转移到社交混合器

“根据我们对湍流和湍流混合的直觉,我们预计统一性会有统治性,”负责该项研究的麻省理工学院土木与环境工程副教授罗曼斯托克说

“相反,浮游植物通过形成高度集中的细胞簇而使我们感到惊讶 - 它是湍流的混合物

对于浮游植物来说,这是一种有效发现同一物种细胞的载体,没有任何关于彼此位置的感官信息或需要投资昂贵的化学通讯手段

“这些高度集中的斑块也可能有一个缺点,因为浮游植物形成了海洋食物链的基础和邻近使他们容易捕食

“虽然斑块增加了与捕食者致命遭遇的机会,但它也增加了寻找其他浮游植物细胞的机会,这是形成可以在恶劣的冬季条件下生存的弹性囊肿所必需的,”该论文的第一作者威廉达勒姆说

牛津大学的讲师,他作为麻省理工学院的博士生开始从事这项研究

“这种机制表明浮游植物可能会调整它们的运动性,以便在两个世界中都具有最佳效果,当周围有大量捕食者时最大限度地减少斑块,同时在囊肿形成的时机成熟时最大化斑块

”研究人员团队首先使用浮游植物进行实验

实验室,然后使用高分辨率模拟将他们的观测扩展到汹涌的海洋

他们使用了一个形状像字母H的透明盒子,海水向上流过垂直条,在水平条内形成两个内向漩涡

当研究小组在混合物中添加了一种形成红潮的浮游植物物种Heterosigma akashiwo时,它们在漩涡的中心形成了密集的斑块

该团队发现,当浮游植物游泳时,斑块增加了十倍以上

这项研究得出的结论是,微生物可能已经进化,以发展积极调整其游泳速度的能力,以调节与同一物种的其他物种的相互作用

“生活在广阔的海洋中汹涌澎湃 - 了解我们这个星球上一些最重要的生物如何在日常动荡的生活中表现和行为是非常有趣的,”Stocker总结道

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