有鞭毛的迁移

在被照射的水柱内,对于浮游植物种群中的任何特定物种,在特定的时间内,都有一个光强最适于光合作用的特定深度:高到足以产生最大速率而不会引起光合作用光抑制.这个最佳深度会随着白天太阳高度的变化而变化。在水柱中移动到最适合自己的任何深度的能力显然对藻类是有利的;许多组都有这种能力。

除红藻门、褐藻门、硅藻门和蓝藻门外,所有藻类科都有鞭毛。鞭毛细胞垂直迁移在甲藻中研究最多。在某些情况下,细胞的行为模式是,当光线变得更强时,细胞从表面向下迁移,直到中午,然后在白天和晚上的剩余时间里再次上升。124,1360迁移似乎部分趋光,但在任何给定的物种中,迁移的方向由水面的光强决定,可以是正的,也可以是负的。例如,Blasco(1978)发现,在美国Baja California海岸,当太阳辐照度为280 Wm~2时,海洋鞭毛藻Ceratium furca在07:00 h向海面移动,而当太阳辐照度为900 Wm~2时,在12:00 h远离海面。

并不是所有的鞭毛藻物种都表现出有规律的昼夜迁徙,而是似乎利用它们的运动能力将自己移动到并保持在特定的深度。Heaney和Talling(1980)发现,在英国Esthwaite Water,春夏两季,Ceratium hirundinella表现出表面回避,而不是垂直迁移。在深度3 ~ 4 m处发现了最大密度的鞭毛藻细胞,此时的辐照度降低到穿透表面辐照度的10%左右。

水中硝酸盐的可用性会影响鞭毛藻的运动模式。Cullen和Horrigan(1981)研究了海洋物种Gymnodinium splendens在2米深的实验室水箱中在12小时暗/12小时亮条件下的运动。当硝酸盐在整个容器中存在时,细胞白天大部分时间都在表面附近,晚上大部分时间都在较深的地方:它们在黑暗期结束前开始向上游动,在光明期结束前开始向下游动。当水中的硝酸盐耗尽后,单位生物量的光饱和光合速率下降,细胞在光合作用饱和的光水平对应的深度形成一层。这一物种的行为模式也被观察到在海附近

加州海岸。在夜间(01:10 h),细胞在18米深的硝基层区域(硝酸盐浓度从上层水体的低值上升到深水的高值的层)。到上午10:50时,这些细胞已经移动到14米深的硝酸盐耗尽的水中,在这个深度,光强足以使光合作用饱和。因此,芨芨草似乎在夜间向下移动到一个可以积累氮的深度,然后在白天向上移动到一个尽管缺乏硝酸盐,但可以以最大速度进行光合作用的深度。其行为可能是趋化的,也可能是趋光的。

Figueroa等人(1998)研究了西班牙西北部Ria de Vigo一个稳定、分层良好的河口中许多浮游鞭毛植物物种的昼夜垂直迁移。每个物种都有自己的迁徙模式。Mesodinium rubrum是一种海洋浮游纤毛虫原生动物,含有减少的隐植内共生,高度活跃:它在白天以最高浓度出现在表面,在夜间能够通过cnocline向下移动。Eutreptiella sp.是一种裸齿鞭毛虫,在中午聚集在水面,晚上通过跃层向下迁移。晚鞭毛藻(Ceratiumfurca)的细胞白天分布在整个水柱中,下午在约2 m深度形成最大的表层,但在黄昏时位于碧cnocline下方。另一种鞭毛藻——尖鞭毛藻(Dinophysis acuminata)在中午聚集在地表,晚上向下迁移,但无法穿过跃层,因此主要停留在密度梯度以上。

在湖泊中,一种常见的(但不是普遍的)鞭毛虫行为模式是细胞白天聚集在地表水中,晚上迁移到温跃层以下。例如,1165年在芬兰棕水湖中的隐藻鞭毛虫马氏隐藻(Cryptomonas marssonii)和1264年在卡霍拉巴萨湖(莫桑比克)的殖民绿色鞭毛虫团藻(Volvox)中就描述了这种行为在这两种情况下,适应意义都被认为是夜间从深水中获取营养物质(在这种情况下,磷酸盐通常是内陆水域的限制性营养物质),然后在白天返回到光照充足但营养匮乏的上层进行光合作用。

继续阅读:蓝绿藻的垂直运动

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