在波罗的海养分负荷较高、蓝藻丰度较大的背景下,莱布尼茨波罗的海研究所(IOW)牵头的一项研究评估了寄生真菌对当地蓝藻生理状态与存活的影响。研究指出,部分蓝藻可形成具有毒性的藻华,而藻华分解还可能导致水体氧气耗竭。相关成果已发表在《自然通讯》。
研究团队聚焦于浮游植物长丝藻(Dolichospermum),这是一类在生态上重要、具固氮能力的蓝藻,并检验其对寄生真菌(壶菌门)感染的易感性。该工作由IOW与瑞典斯德哥尔摩自然历史博物馆以及维也纳生命科学大学(BOKU)的研究人员合作完成。
研究人员表示,蓝藻作为浮游植物的一部分,通过光合作用将二氧化碳转化为生物质,是海洋初级生产的重要驱动因素。实验与观测结果显示,寄生真菌主要侵染长丝藻丝状体中的特化细胞,包括储存细胞与固氮细胞,而多数情况下并不以承担光合作用的营养细胞为主要目标。
研究推算,真菌通过攻击这些特化细胞获取蓝藻的碳与氮储备,长丝藻新固氮的氮中最多可有四分之一转移至真菌寄生体。研究团队认为,这种显著的碳氮损失可能直接影响蓝藻存活,并进而影响波罗的海藻华的强度与持续时间。
除对养分循环的潜在影响外,研究还讨论了真菌感染对食物网的可能作用。浮游植物是水生食物网的基础,为浮游动物提供食物来源,但长丝藻等丝状蓝藻通常不易被浮游动物摄食。研究发现,感染后丝状体更倾向于断裂,从而可能提高其被摄食的可能性。

同时,研究指出,真菌可将营养价值较低且部分具有毒性的蓝藻生物质转化为真菌游动孢子。研究人员称,这些游动孢子富含甾醇和多不饱和脂肪酸,可能成为其他生物的高质量、高能量食物来源,从而影响能量与养分在波罗的海食物网中的传递路径。
在感染频率方面,研究团队统计了2022年至2024年间每年6月至9月在波罗的海采集的52个每周水样:其中33个样本检测到长丝藻,且在超过一半的相关样本中观察到长丝藻群体受到真菌感染。研究人员指出,由于真菌以寄生方式生存,往往在藻类细胞大量存在时更为繁盛;而藻类细胞量会随波罗的海养分负荷增加而上升。研究据此认为,长丝藻的真菌感染可能较为普遍,有必要进一步评估其生态后果。
作为艾米-诺特工作组负责人及论文通讯作者,IOW科学家伊莎贝尔·克劳翁(Isabell Klawonn)表示,海洋真菌对藻华的影响此前尚未得到充分研究。她指出,既往研究多聚焦于养分供给与水温对部分有毒固氮蓝藻的驱动作用,而本次结果显示寄生真菌同样可能显著影响蓝藻的生长与活性。
研究还提到,除长丝藻外,团队在波罗的海其他形成藻华的蓝藻——结节藻(Nodularia)与无柄藻(Aphanizomenon)中也检测到真菌感染。研究人员表示,这些发现为后续探讨真菌寄生体如何影响藻华、养分循环以及沿海生态系统食物网相互作用提供了数据基础。由于藻华在沿海地区更为强烈,研究预计相关区域的真菌感染率可能更高。
