海洋的健康可能取決於魚體內的微小微生物

這項由邁阿密大學前研究生安東尼·博納科塔 (Anthony Bonacolta) 進行的研究表明，腸道細菌和海魚共同產生碳酸鈣，這種礦物質在海洋化學和海洋碳循環中發揮重要作用。研究結果指出了一種以前被忽視的夥伴關係，它可能會影響海洋儲存碳和維持公眾健康的方式。

研究人員長期以來一直認為礦物質的產生主要由魚類本身控制。這項新研究表明，生活在魚內臟中的微生物也可能是這個過程的關鍵參與者。

魚和微生物一起工作

硬骨魚，即硬骨魚，不斷喝海水以保持適當的水分。在海水處理過程中，多餘的鈣和碳酸根離子被從體內去除，並以稱為魚硫碳酸鹽的固體碳酸鈣顆粒的形式釋放。

「這項工作表明腸道微生物組可能在魚類生物學和全球海洋營養循環中發揮更廣泛的作用，」該研究的資深作者之一、魚類學教授兼海洋生物學和海洋生態學系主任馬丁·格羅塞爾（Martin Grossel）說。 “以前被認為是僅由魚類驅動的過程實際上可能反映了魚類與其腸道微生物群落之間的密切共生關係。”

不同鹽度條件下測試魚

為了研究這個過程，研究人員使用暴露於不同濃度鹽的水中的海灣躄魚進行了實驗室實驗。魚被飼養在鹹水（9 ppt）、正常海水（35 ppt）和超鹹水（60 ppt）中。

科學家想要確定鹽度如何影響魚腥草碳酸鹽的產生，眾所周知，隨著魚類透過自然滲透調節適應更高鹽分的條件，魚腥草碳酸鹽的產量會增加。

結果顯示出明顯的差異。生活在低鹽度水域的魚類不會產生魚碳。它們是由海水中的魚產生的，在高鹽度環境中產量進一步增加。

來自魚腸道微生物組的證據

研究小組從魚腸的多個區域、魚碳本身以及周圍水域收集了樣本。

DNA 和 RNA 分析使科學家能夠檢查魚類體內的微生物群落以及魚類及其相關微生物的基因活動模式。基因定序已用於識別存在的微生物，而基因表現研究有助於揭示與碳酸鈣形成相關的潛在生物學功能。

研究人員發現，振盪，特別是 少女發光桿菌亞種少女，在腸道和魚類碳中含量很高。遺傳證據表明，這些細菌具有與魚硫碳酸鹽生產相關的能力，這表明它們可能與魚類宿主一起直接促進礦物質的形成。

對海洋健康和碳循環的影響

這項發現凸顯了微生物如何影響大規模的生態過程。

格羅塞爾說：“地球上的大多數生命都是微生物，它們推動營養循環和生態系統功能，同時通過共生揭示生物多樣性的新維度。” “海洋中的這些夥伴關係特別豐富，躄魚和與碳酸鈣生產相關的弧菌之間的共生是一個令人著迷的新例子。”

這些發現為海洋動物、微生物組和有助於調節海洋化學和碳儲存的全球過程之間的聯繫提供了新的見解。

該研究得到了邁阿密大學啟動資金和西班牙科學、創新和大學部資助的PID2023-152522NB-I00計畫的支持。