海洋纖毛蟲在海洋微食物環中的作用

王東旭 姜勇

【摘 要】海洋微食物環的這一概念的提出距今已有30多年，海洋微食物環的研究越來越受到科學家的重視。微食物環作為經典食物鏈的補充，在整個海洋水體環境中發揮著不可忽視的作用。研究海洋微食物環的組成結構和功能動態有助于我們對更好的了解海洋生態系統中物質循環和能量傳遞，為更好的研究微生物之間復雜的營養傳遞關系提供幫助。海洋纖毛蟲作為pico-和nano-級海洋浮游生物的重要消費者，在海洋微食物環中起著關鍵的作用，對其在海洋微食物環中的作用的研究具有重要意義。

【關鍵詞】微食物環；海洋纖毛蟲；浮游生物

海洋微食物環這一概念是Azam等人在1983年法國舉行的生物海洋學會議上首次提出的，表明了Steele（1976）等人所提出的海洋浮游生物群落結構的經典觀點是過于簡化的，其中存在著很多不足。雖然在海洋生態系統中小粒徑的光合自養生物，浮游細菌和異養的原生生物已經在很久之前就被科學家們所熟知，但大多數海洋生物學專家認為在海洋水體碳循環中起到主要作用的只是大型浮游植物，特別是作為橈足類食物的硅藻和甲藻。海洋微食物環這一概念詳細地闡述了物質和能量可以通過溶解有機物（DOM）→異養細菌→原生動物→橈足類這一系列的攝食關系來傳遞，對經典食物鏈的不足作出了極大的補充和完善。

科學研究表明，海洋微食物環的結構是由四個部分組成（femto-，<0.2μm；pico-，0.2～2μm；nano-，2～20μm和micro-，20～200μm），其中主要代表包括：細菌、病毒、鞭毛蟲和纖毛蟲。海洋微食物環作為營養傳遞的一條重要途經，在全球海洋水體中起到了至關重要的作用，但是微食物環的作用大小是隨著時間和空間的改變而變化的。在遠洋的寡營養水域中微食物環的大部分能流和物流是在真光層中循環的，微食物環在能流和物流的傳遞中占據了主導地位。經典食物鏈與此相反，基本上在礦物營養物質比較充裕的海洋水域中占主導地位。這是因為在遠洋的寡營養水域中營自養的藍細菌是初級生產力的主要貢獻者，因此粒徑較小的浮游生物對于水體中的礦物營養物質的競爭具有一定的優勢。病毒的參與促使顆粒有機物轉變為能被細菌利用的DOM，從而促進食物網中的物質、能量進入再生循環系統。

海洋纖毛蟲是海洋水體中一類高等并復雜的原生生物，廣泛分布于全球各海區，從近岸到遠洋，從低緯度的熱帶到高緯度的南北兩極，世界各海區對于海洋纖毛蟲的時空分布都有過相關的報道研究。其中大多數的研究都圍繞近海沿岸展開，如亞洲近岸河口區域、歐洲、太平洋及北美大西洋沿岸。有研究表明，海洋纖毛蟲在各個海區一般會呈斑塊狀分布，因此各區域中纖毛蟲豐度存在差異。纖毛蟲在海洋中屬于濾食性生物，可以攝食的食物來源涵蓋非常廣泛，包括浮游細菌，pico-級和nano-級的海洋浮游生物，硅藻，和其它的原生生物等。

海洋纖毛蟲是海洋浮游動物中的主要類群之一，在海洋微食物環和海洋生態系統的結構多樣性、物流和能流的傳遞中起到了至關重要的作用。海洋纖毛蟲是浮游細菌，藍細菌等的重要消費者，在近海水域和遠海水域中，pico-級和nano-級的海洋浮游植物占據海洋纖毛蟲食物來源的比例高達70%，而異養細菌大約占30%，因此以海洋纖毛蟲為主的nano-級和micro-級海洋浮游動物群落的攝食對細菌和藍藻的增長的起到了控制作用，甚至可能會影響到海洋浮游植物的種群分布和季節演替。同時海洋纖毛蟲作為低一營養級的獵物，也被橈足類、魚類幼蟲、和其它的海洋浮游動物等捕食。作為食物來源，海洋纖毛蟲可以為這些消費者的生長提供足夠的能量支持，例如海洋浮游纖毛蟲可以為海洋橈足類提供每日碳需求總量的30%。從海洋微食物環到經典食物網，海洋微微型浮游植物和細菌被海洋纖毛蟲所攝食，從而通過海洋纖毛蟲將能量傳遞給海洋橈足類以至于更高營養級的消費者。這種多層次的碳流和能流的傳遞途徑，相比于經典食物鏈內海洋細菌和浮游植物直接被高營養層次的海洋浮游動物攝食的途徑有著更好的營養傳遞效率，大約高出經典食物網的10%。海洋纖毛蟲作為海洋食物網中鏈接微食物環和經典食物網宏觀部分之間的關鍵點，在整個海洋生態系統的穩定、物質循環和能量流動中發揮著舉足輕重的作用。

隨著對海洋微生物研究的逐步深入，關于海洋纖毛蟲與海洋微食物環的相關研究越來越受到科研界的重視。相信未來對于海洋微食物環的研究會更加深入，對于海洋纖毛蟲在其中發揮作用的探究會更詳盡，從而獲得更多的信息來推動科學的發展。

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