来自东北太平洋戈尔达海岭扩张中心的热液喷口流体在深海形成了一个生物活动中心。在那里，在黑暗的海洋中，一个独特的食物网不是靠光合作用而是靠排出液体的化学能茁壮成长的。在戈尔达山脊喷口享受野外活动的生物中有各种各样的微生物真核生物或原生生物，它们以化学合成细菌和古细菌为食。
一篇新论文发现，这种原生生物放牧是微生物食物网中碳运输和再循环的关键机制，它在热液喷口处施加的捕食压力高于周围的深海环境。
“我们的研究结果首次估计了热液喷口食物网内的原生生物放牧压力，突出了不同深海原生生物群落在深海碳循环中的重要作用，”论文称，原生生物放牧影响微生物群落和碳循环发表在美国国家科学院院刊 (PNAS) 上的深海热液喷口。
该论文称，原生生物是初级生产者和更高营养水平之间的纽带，它们的放牧是微生物食物网中碳运输和循环的关键机制。
研究发现，在距离俄勒冈州南部海岸约 200 公里的戈尔达岭(Gorda Ridge)排放热液喷口流体时，原生生物消耗了 28-62% 的细菌和古生菌生物量日常存量。此外，研究人员估计，原生生物的放牧可能会消耗或转移高达 22% 的碳，这些碳是由排放口流体中的化学合成种群固定的。尽管所有这些碳的归宿尚不清楚，但“由于排泄、消化和草率进食，原生生物放牧会将一部分有机碳释放到微生物循环中”，其中一些碳将被更大的生物吸收。该论文指出，消耗原生生物细胞的生物体。
在从戈尔达海岭的海崖和阿波罗热液喷口场收集喷口流体样本后，研究人员进行了放牧实验，这提出了一些需要克服的技术挑战。例如，“为这些原生生物准备一顿优质的饭菜非常困难，”主要作者、伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 海洋化学和地球化学系的博士后研究员 Sarah Hu 说。
“能够在深海喷口处进行这项研究真的很令人兴奋，因为那里的食物网是如此迷人，而且它是由排放口流体中发生的事情提供动力的，”E/V 鹦鹉螺号上的胡说2019 年 5 月至 6 月航行期间。“整个微生物系统和群落在阳光照射范围之外的透光区下方运行。我很高兴能够扩展我们对这些通风口微生物群落的了解。”
Hu 和合著者 Julie Huber 说，定量测量对于了解食物网如何在原始和未受干扰的通风口处运作非常重要。
“海洋为我们提供了许多人熟悉的许多生态系统服务，例如海鲜和碳汇。然而，当我们考虑微生物生态系统服务时，尤其是在深海中，我们只是没有那么多数据关于这些食物网是如何运作的，”WHOI 海洋化学和地球化学系副科学家胡贝尔说。
获得基线测量“越来越重要，因为这些栖息地正在被研究用于深海采矿或碳封存。这将如何影响生产、出口或回收的碳量?”她说。
“我们需要了解这些栖息地及其支持的生态系统，”胡贝尔说。“这项研究正在连接一些我们以前无法连接的新点。”
该研究得到了美国宇航局、国家海洋和大气管理局、海洋探索信托基金、国家科学基金会和 WHOI 的支持。
