新的研究揭示了热带海洋海绵的独特饮食策略

在夏威夷大学海洋与地球科学与技术学院(SOEST)的夏威夷大学(OTA)在K?koneohe Bay的海洋海绵上进行的研究揭示了一种独特的喂养策略，其中海绵动物获得其饮食的重要组成部分来自生活在海绵中的共生细菌。

珊瑚礁是夏威夷最重要的自然资源之一，支持渔业和国家经济。海洋海绵是珊瑚礁生态系统的重要组成部分，但在夏威夷，印度 - 澳大利亚海绵Mycale grandis是一种外来入侵物种，在20世纪90年代后期才在岛屿上首次出现。M. grandis现在位于夏威夷群岛主要港口及其附近以及Kāne'ohe湾内。

外来物种和入侵物种是对地方性和本地物种的威胁之一，由于它们在偏远群岛的进化而易受攻击。M. grandis与珊瑚竞争珊瑚礁上的空间，但与珊瑚不同，它与骷髅一起建造坚硬的岩石基质，M。grandis是一种柔软的非礁石建筑动物，不为其他珊瑚礁生物提供相同的栖息地。

在Joy Leilei Shih博士领导的UHMānoa博士研究的一项研究中，通过使用依赖于天然稳定同位素的技术的新应用来理解其来源，阐明了从Kāne'ohe湾收集的M. grandis海绵的饮食。特定化合物在植物和动物组织中的作用。在这种情况下，该团队测试了海绵中氨基酸(组织中蛋白质的构建块)的来源。它们来自于从海水中捕获和过滤的食物，还是来自生活在海绵内的微生物的海绵?

当一个生物体消耗另一个生物体时，猎物中的元素特性得到保护，并与捕食者留下独特的化学模式。通过评估捕食者和猎物组织之间的化学差异，Shih及其同事发现海绵的饮食不是来自光合作用的微生物(如珊瑚中所见)，并且巨桉的摄食不遵循其他多细胞动物的一般模式。相反，海绵及其共生微生物的同位素模式彼此没有差异，表明海绵通过吸收来自其共生微生物的氨基酸获得营养。

“虽然我们知道海绵的共生体在他们的饮食中起着重要的作用，但它发生的机制尚不清楚，”施说。“如果你愿意的话，产生观察到的氨基酸同位素模式或指纹的唯一方法是通过从共生细菌中直接转移氨基酸。”

“我们在M. grandis及其共生体中检测到的模式非常有趣，因为它们建议海绵可以主动捕获海水中的物质，以支持其微生物群落的需求，从而为海绵提供必要的组织构建块，” Chris Wall博士是UHMānoa的博士后研究员，也是该研究的合着者。

“我们在海绵与其微生物群落之间看到的共生关系非常显着，”施说。“我们知道海绵依赖于它们的共生体用于各种目的，包括化学防御，代谢物去除，现在我们已经深入了解这种调整良好且有效的饲喂策略以及这些微生物共生体在海绵营养中的主要作用。在海绵和它们的共生体之间发展了它们漫长的进化历史。海绵是地球上最古老的多细胞动物。这就是它们如此适应和适应性的原因。

夏威夷的海洋海绵研究得不好。2017年史密森学会组织的MarineGEO夏威夷项目的一项研究确定了夏威夷150种以前看不见的海绵物种，其中大约三分之一是新物种。以前，在Kāne'oheBay只有大约10种海绵物种存在。研究人员调查海绵喂养策略的新方法可用于未来夏威夷和其他地方的其他海绵研究。海绵在珊瑚礁的养分动态中发挥着重要作用，而且由于珊瑚从人类活动和气候变化的直接压力下降，海绵可能会在珊瑚礁中占主导地位。这项工作提供了海绵生物学的新见解，并显示了海洋微生物对侵入性海绵的饮食的重要性。

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