亮閃閃

取一滴海水放在顯微鏡下觀察，你會看到許多微小的浮游生物。如果你在海里游泳時吞過幾口海水，那么很有可能你也吞下了許多浮游生物。

—半是植物，一半是動物

午后的陽光照耀著波光粼粼的水面，一切看起來異常平靜。然而，在接近水面的淺水處，一群浮游生物正慵懶地游動著。它們利用太陽光的能量，通過光合作用合成著不同的營養(yǎng)物質(zhì)。微小的生命體釋放到海水中的糖類和氨基酸瞬間吸引了一群具有觸手的赤潮纖毛蟲蜿蜒直上。與3微米的光合浮游生物相比，22微米長的赤潮纖毛蟲顯然是個龐然大物。它們用觸手捕食那些沒能逃脫的鞭毛蟲，吞進自己的體內(nèi)，消化吸收掉。面對另一類獵物——粉紅色的隱藻時，赤潮纖毛蟲同樣兇殘，但口味更加挑剔。當這些捕食者吞噬和消化掉微小生物的部分碎片后，同時也擁有了進行光合作用的細胞器。有意思的是，這些細胞器被吞噬之后，仍然維持著完整的結(jié)構(gòu)和功能。隨著葉綠體的攝入，捕食者的身體也由最初的蒼白色轉(zhuǎn)化為更深的顏色。赤潮纖毛蟲原本不具有像浮游植物一樣的光合作用能力，但是，它們卻可以策略性地使用被捕食者的細胞器，利用這些捕獲的葉綠體進行光合作用，獲取能量。 赤潮纖毛蟲捕食獲得的細胞器并不會在體內(nèi)停留太久。潛伏在附近的另一種混合營養(yǎng)型生物的體積比赤潮纖毛蟲更大，也具有更高超的捕食技巧，它們是不等鞭毛綱的鰭藻。鰭藻會圍繞在赤潮纖毛蟲的周邊，發(fā)射出絲狀的捕食叉，這些工具可以將被捕食者體內(nèi)的細胞器（葉綠體）吸食進自己的身體。經(jīng)過再次轉(zhuǎn)移的葉綠體還可以在新的宿主體內(nèi)迅速復制，為生命體提供能量。

浮游微生物，單細胞的海洋生物，是我們地球生命的重要形式，維系著全球的食物網(wǎng)。過去科學家認為，它們要么類似植物通過光合作用獲取營養(yǎng)物質(zhì);要么類似動物，通過捕食獵物生存。但最新的研究表明，大多數(shù)浮游生物屬于混合營養(yǎng)型：它們既能像植物一樣進行光合作用，又能像動物一樣捕食，獲取營養(yǎng)。與浮游植物和浮游動物這兩類純粹營養(yǎng)型的生命體相比，混合營養(yǎng)型的浮游生物幾乎成了一種奇特的物種。在陸地上也有少量混合捕食者，比如捕蠅草就算一例。

浮游生物的奇妙世界

很長一段時間里，科學家認為，在最基礎(chǔ)的海洋食物網(wǎng)上，這類微生物是少數(shù)群體，主體還是浮游植物和浮游動物。其中，浮游植物能夠利用光能和無機氮源完成增殖。而浮游動物則以浮游植物為食。最近研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)單細胞浮游生物既不是純粹的浮游植物，也不是純粹的浮游動物，它們多數(shù)都屬于混合營養(yǎng)型?；旌蠣I養(yǎng)型浮游生物同時兼具光合作用與捕食的特性，它們應該是大自然最青睞的物種才對。自然演化總是偏好具有更高效率的物種，只是以前的研究似乎沒法證明混合營養(yǎng)型浮游生物大量存在。

相比于傳統(tǒng)的捕食者和光合自養(yǎng)型浮游生物，混合營養(yǎng)型生物更具有優(yōu)勢，更能體現(xiàn)出海洋浮游生物的生態(tài)特征?；旌蠣I養(yǎng)型浮游生物是整個食物網(wǎng)的基本驅(qū)動力，也是海洋中幾乎所有生命體之間營養(yǎng)循環(huán)的聯(lián)系者。近十幾年，從近海到遠洋，從極地到赤道，科學家們已經(jīng)從不同海域鑒定出各種混合營養(yǎng)型的浮游生物。他們會直接在科考船上開展實驗。有時，他們也會把采集到的浮游生物樣品拿到研究所進行研究。在研究所的專業(yè)實驗室中，他們可以通過提供不同類型的營養(yǎng)物、捕食對象或者光照強度，研究和區(qū)分不同環(huán)境條件對混合營養(yǎng)型生物行為的影響。此前，多數(shù)研究者都認為他們的發(fā)現(xiàn)只是海洋中的偶然事件。但是，把這些證據(jù)匯總之后，得出了新的結(jié)論：混合營養(yǎng)型浮游生物在海水中大量存在。從可以攝入食物的植物到可以進行光合作用的動物，從2微米的微生物到稍大一點的毫米級浮游生物，混合營養(yǎng)型生物涵蓋了廣泛的海洋生命。

哥本哈根大學的研究團隊、韓國首爾國立大學團隊的研究都顯示，混合營養(yǎng)型浮游生物具有活躍的光合作用，并且在進行光合作用的同時，能夠更高效地捕食其他浮游生物。這種現(xiàn)象也可以理解為一種營養(yǎng)模式增強了另一種營養(yǎng)模式。在光照和營養(yǎng)物質(zhì)豐富的情況下，這些混合營養(yǎng)型浮游生物比單一營養(yǎng)型具有更高的生長效率。

遍及全球的影響

在大西洋中部，覆蓋著一片數(shù)干平方千米的營養(yǎng)稀缺區(qū)域。過去，科學家認為是浮游植物與海洋細菌在這一地區(qū)爭奪溶解的無機營養(yǎng)物質(zhì)（如鐵和磷酸鹽），導致這片海域出現(xiàn)無機營養(yǎng)物貧乏的現(xiàn)象。但是，科學家針對這片水域巡航采樣時，發(fā)現(xiàn)了一個龐大的組成型混合營養(yǎng)種群，它們本身就能進行光合作用?；谧钚掠^測，混合營養(yǎng)生物研究團隊開發(fā)了兩套食物網(wǎng)模擬器，一套基于傳統(tǒng)的植物細菌競爭模型，另一套則加入了混合營養(yǎng)型。隨后，科學家發(fā)現(xiàn)，基于混合營養(yǎng)型的模擬結(jié)果與實際觀測到的營養(yǎng)含量及循環(huán)周期非常一致。細菌生長沒有與浮游植物競爭，而是利用了混合營養(yǎng)型生物釋放出來的糖和其他營養(yǎng)物質(zhì)。然后，混合營養(yǎng)型生物再吃掉細菌，以此獲得比正常海水更多的磷酸鹽和鐵。

當然，這些生物還有另一項非常關(guān)鍵的作用。相對于傳統(tǒng)的浮游植物，混合營養(yǎng)型生物在碳固定（吸收海水中二氧化碳，最后沉淀下來）方面有更明顯的優(yōu)勢。這一發(fā)現(xiàn)表明，如果地球上沒有混合營養(yǎng)生物，二氧化碳之類的溫室氣體含量可能還會更高。

在近岸海域，混合營養(yǎng)生物的作用尤為重要，特別是對漁業(yè)具有深遠的影響。2017年，借助包含不同混合營養(yǎng)生物類型的北海浮游生物模型，科學家發(fā)現(xiàn)當小的混合營養(yǎng)型物種吃掉海洋細菌時，它們的種群數(shù)量會增加，從而戰(zhàn)勝其他可能會形成藻華的浮游生物。這些泡沫狀的藻華并沒有毒，但它們確實會阻擋陽光，給幼魚的食物網(wǎng)絡造成障礙阻礙它們成長。因此，藻華越少，魚類也就越繁盛?；旌蠣I養(yǎng)生物在夏季浮游生物中占有優(yōu)勢，這對魚類的健康也很重要。如果是純粹的浮游植物，在春季增長期之后就會減少，脆弱的幼魚不能完全依賴它們。但此時混合營養(yǎng)生物仍然充足，是魚類在這段時期中非常有利的食物來源?，F(xiàn)在，科學家調(diào)查了不同混合營養(yǎng)生物類群在全球海域的存在情況，完成了邁向認識這個全新系統(tǒng)的第一步。