本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定反映《大眾科學》的觀點
這個月我在工作上異常忙碌，但非常重要且富有成效，所以部落格更新被擱置了。下個月我將恢復正常的部落格更新計劃，為了重新開始，這裡釋出一篇最初發表在我的舊部落格“實驗室老鼠的生活”上的文章
陽光的生態位
在每個環境中都會存在資源競爭，生物通常有兩種應對方式：廣適性或特化性。 廣適性是指嘗試適應儘可能多的不同條件，這樣如果你在一個領域中被淘汰，你可以嘗試適應其他地方的條件。 特化性是指在你自己的小生態位中非常擅長利用這些條件，希望你比任何後來者都更優秀，並能夠勝過他們。
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有許多資源需要爭奪，在海洋中，對於光合生物來說，主要的資源之一是陽光。 其他營養物質，如氮、磷和微量金屬，如鐵和銅，可以以不同的形式存在於海洋的不同深度（如下所示），但一旦你開始深入到一定深度以下，陽光很快就會變成一種有限且迅速減少的資源
不同的生物以不同的方式應對陽光不足的問題。 一些生物（尤其是較大的藻類物種）已經廣適化，它們包含各種不同的捕光色素，可以吸收各種波長的光，包括較深處的黑暗深度中的光。 但是，微小的光合細菌原綠球藻（我在這篇文章中提到過）是所有光合生物中基因組最小的，它們沒有這種選擇。 相反，它們必須特化，以便物種內的不同菌株適應不同的光照水平。
Rocap（論文參考文獻見下文）所做的工作研究了兩種不同的原綠球藻菌株：MED4 和 MIT9313（我將其簡稱為 MED 和 MIT）。 MED 菌株僅在表層水中發現，而 MIT 菌株在更深處被發現； 這種現象被稱為“垂直生態位分隔”。 儘管它們的基因組僅相差 3%，並且在技術上是同一物種（儘管“物種”在細菌世界中是一個不確定的詞），但它們已經最佳化自身以適應完全不同的水平，不僅包括光照，還包括營養物質、微量金屬和病毒特異性。
MED（靠近表面的菌株）的基因組比 MIT 略小，但包含兩倍多的基因，這些基因專門用於高光誘導蛋白，其中許多基因似乎是透過基因複製產生的。 它還具有專門針對水面附近發現的氮源和有機磷酸鹽（同樣主要在表面發現）的基因。 另一方面，MIT 用於紫外線損傷修復的基因較少（因為光損傷在水下深處不是什麼大問題！），但捕光基因更多。 這有助於它儘可能多地收集光線，儘管它位於更深的表面之下。 它還適應了在較低水平發現的氮源，並增強了使用正磷酸鹽而不是有機磷酸鹽的能力。
兩種基因組都失去了光適應能力，即改變以適應不同光照條件的能力。 透過佔據垂直生態位位置，它們放棄了改變其反應的能力，這意味著必須始終保持它們之間嚴格的水平分隔。 在較低水平發現的任何原綠球藻都將是 MIT 變種，而在較高水平發現的將是 MED 變種。 甚至有人認為可能存在更嚴格的生態位分隔； MED 的不同生態型適應於使用不同的鐵源或不同的溫度。
對於棲息在其中的光合生物來說，海水不僅僅是一團藍色的鹹味物質。 它是一系列生態位和環境，根據周圍的條件和營養物質在三個維度上進行劃分。
Rocap G, Larimer FW, Lamerdin J, Malfatti S, Chain P, Ahlgren NA, Arellano A, Coleman M, Hauser L, Hess WR, Johnson ZI, Land M, Lindell D, Post AF, Regala W, Shah M, Shaw SL, Steglich C, Sullivan MB, Ting CS, Tolonen A, Webb EA, Zinser ER, & Chisholm SW (2003). Genome divergence in two Prochlorococcus ecotypes reflects oceanic niche differentiation. Nature, 424 (6952), 1042-7 PMID: 12917642