球形棕囊藻誘導(dǎo)性攝食防御策略的研究.pdf

1、浮游植物是海洋生態(tài)系統(tǒng)的重要的初級(jí)生產(chǎn)者,作為食物鏈底層生物,浮游植物面臨著巨大的攝食壓力。為了更好的生存和發(fā)展,浮游植物在抵御攝食過(guò)程中進(jìn)化出了許多防御策略。這些策略主要分為結(jié)構(gòu)型攝食防御（Constitutive defense)和誘導(dǎo)性攝食防御(Induced defense)。無(wú)論攝食者出現(xiàn)與否,結(jié)構(gòu)型防御均出現(xiàn)并發(fā)揮防御功能;而誘導(dǎo)性攝食防御在無(wú)攝食壓力情況下不表達(dá),僅在攝食者或攝食信息存在的環(huán)境中被激活。浮游植物通過(guò)改變形態(tài)

2、、產(chǎn)生化學(xué)物質(zhì)或者轉(zhuǎn)換生活史狀態(tài)等過(guò)程抑制浮游動(dòng)物的攝食行為從而降低攝食死亡率。誘導(dǎo)性攝食防御廣泛存在于海洋浮游植物中,很多有害藻華物種都采用誘導(dǎo)性攝食策略進(jìn)行攝食防御,例如我國(guó)南海常見(jiàn)藻華物種球形棕囊藻。
　　棕囊藻能夠在全球各大海區(qū)引發(fā)大規(guī)模的有害藻華,引發(fā)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和生態(tài)災(zāi)難,在調(diào)控碳硫循環(huán)過(guò)程、氣候變化以及海洋生物地化循環(huán)過(guò)程中作用顯著。棕囊藻具有游離單細(xì)胞和囊體兩個(gè)截然不同的生活史狀態(tài),游離單細(xì)胞能夠被浮游動(dòng)物大量攝

3、食,而囊體由于堅(jiān)實(shí)的外被和較大的體積有效阻礙了浮游動(dòng)物的攝食。無(wú)論攝食者還是攝食相關(guān)信息均能引發(fā)球形棕囊藻的防御表達(dá),因此囊體形成被認(rèn)為是棕囊藻的誘導(dǎo)性防御策略。本篇論文以我國(guó)南海球形棕囊藻為研究對(duì)象,研究了攝食者以及攝食信息的出現(xiàn)對(duì)球形棕囊藻囊體形成和體積的影響,以闡明球形棕囊藻生活史轉(zhuǎn)換和誘導(dǎo)性攝食防御的機(jī)制。
　　當(dāng)球形棕囊藻同攝食者-海洋尖尾藻直接接觸時(shí),攝食組中游離單細(xì)胞被大量攝食。攝食組和對(duì)照組中球形棕囊藻均能夠形成囊

4、體結(jié)構(gòu),且囊體數(shù)量以及直徑均隨時(shí)間逐漸提高。盡管兩組中囊體數(shù)量無(wú)顯著性差異,但是攝食組中囊體直徑顯著大于對(duì)照組。由于囊體堅(jiān)實(shí)的外被和較大的體積,囊體直徑的提高有效避免了海洋尖尾藻的攝食。在非直接接觸的實(shí)驗(yàn)中,球形棕囊藻通過(guò)濾膜與攝食者海洋尖尾藻隔離開(kāi)來(lái),球形棕囊藻僅能接觸到海洋尖尾藻攝食過(guò)程中釋放的攝食信息,攝食信息依然可引發(fā)球形球形棕囊藻產(chǎn)生防御響應(yīng)。接收到攝食信息后的球形棕囊藻形成的囊體直徑顯著高于對(duì)照組中囊體直徑,囊體細(xì)胞的比例顯

5、著提高,更多的細(xì)胞以囊體形態(tài)存在,從而有效的阻止細(xì)胞被繼續(xù)攝食。然而攝食信息的出現(xiàn)并未影響球形棕囊藻的游離單細(xì)胞數(shù)量和囊體數(shù)量,說(shuō)明攝食信息對(duì)生長(zhǎng)并無(wú)抑制作用。當(dāng)無(wú)法形成規(guī)則囊體時(shí),球形棕囊藻可能采用其它替代方式來(lái)進(jìn)行攝食防御,游離單細(xì)胞凝聚在一起形成不規(guī)則的球形凝聚體。在攝食壓力存在下,凝聚體的直徑提高并超過(guò)攝食者的直徑,導(dǎo)致攝食者無(wú)法攝食游離單細(xì)胞而出現(xiàn)數(shù)量衰退。球形棕囊藻囊體和凝聚體形成以及直徑的增高由攝食者或者攝食信息所引導(dǎo),屬