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。
關於支援科學新聞
如果您喜歡這篇文章，請考慮透過以下方式支援我們屢獲殊榮的新聞事業 訂閱。透過購買訂閱，您將有助於確保未來能夠繼續產出關於塑造我們當今世界的發現和想法的具有影響力的報道。
漂浮在海洋中的藻類是微小的植物，在全球層面上具有重大意義。它們進行著世界上大部分的光合作用（將陽光轉化為化學能）；它們控制著碳迴圈（從大氣中吸收二氧化碳並將其鎖定起來），並且它們構成了海洋食物金字塔的基礎，使其他植物和動物得以繁榮。
為了更好地理解藻類如何完成這一切，由美國能源部聯合基因組研究所和蒙特雷灣水族館研究所（MBARI）領導的一個大型科學家團隊破譯了兩種Micromonas藻類的遺傳密碼：一種來自南太平洋，另一種來自英吉利海峽。這些微小的植物直徑僅為兩微米，約為人類頭髮寬度的1/50，卻擁有包含約10,000個基因的基因組。
今天他們在科學雜誌上發表的發現中第一個令人驚訝之處是：來自地理位置分散的相同藻類群落的基因共同點，甚至比人類和黑猩猩還要少。MBARI微生物學家亞歷山德拉·沃登將這種基因差異歸因於藻類在各種海洋環境中茁壯成長的能力：Micromonas是少數幾種生活在從極地到熱帶所有海洋中的藻類之一。但這也意味著，英吉利海峽和南太平洋個體之間的這種基因多樣性“支援將它們歸類為不同的物種”，該論文指出。
透過將Micromonas基因組與已測序的其他十幾種藻類物種的基因組進行比較，科學家們或許能夠解開光合作用的進化之謎，以及光合作用從微小浮游生物到陸地植物的傳播。例如，Micromonas的基因組比其近親Ostreococcus更大——兩者都是所謂的綠藻，通常被認為是最早的水生植物。這些基因似乎使Micromonas能夠耐受更多的毒素，例如重金屬，並能夠構建一條尾巴，使其以每秒50個體長的速度（即2微米）在水中推進。對於鹹水中的微小遊泳者來說，這已經相當快了。
結果還表明了科學家以前從未觀察到的現象：Micromonas可能進行有性繁殖。“因此，綠藻比以前認為的要複雜得多，”達爾豪西大學的分子生物學家約翰·阿奇博爾德在隨附的評論中指出。此外，微小的Micromonas也可能從不相關的物種中獲取基因——即所謂的水平基因轉移——這是一種微生物層面的在惡劣海域中生存的技巧。
圖片來源：A.Z. Worden, T. Deerinck, M. Terada, J. Obiyashi 和 M. Ellisman (MBARI 和 NCMIR)