微食物环
有机碳通过海洋异养细菌的“二次生产”形成的有机碳→异养细菌→原生动物的传递,最终原生动物被浮游动物摄食再次传递返回经典食物链的过程。海洋中的有机碳大部分以溶解有机物的形式存在,另外还包括无法被动物直接摄食的小颗粒有机物,如细胞裂解碎片等。
微食物环的概念最早由F.阿扎姆(Farooq Azam)等在1983年提出。海洋生态系统中,除了浮游植物→大型浮游动物→鱼类的经典食物链外,还存在以原生鞭毛虫为主的微型异养浮游动物通过摄食异养细菌,进而被个体较大的原生动物(主要是纤毛虫)所利用的食物链。在微食物环中,异养细菌在有机碳的转换过程中起关键作用,同时也说明异养细菌不仅是分解者,也是“生产者”。微食物环是海洋生态系统中重要的物质和能量过程,是传统食物链的有效补充。
微食物环包括多个不同营养模式的生物,食物链的环节数甚至可以超过经典食物链。科学家发现海洋中还存在着很多与异养细菌相似的自养生物,包括微微型浮游植物和一些蓝细菌。这些自养生物可被鞭毛虫摄食。鞭毛虫包括混合营养型和异养型,混合营养型鞭毛虫可以根据环境条件的变化选择营养模式。最终鞭毛虫被个体较大的原生动物(主要是纤毛虫)所利用,进而被大型浮游动物所摄食进入经典食物链中。可以看出,微食物环内部的营养关系不是一条线,而是形成了一个相对独立的食物网结构。1988年,希尔(Sheer)等提出了微型食物网的概念。
海洋微食物环在海洋生态系统物质循环和能量流动中起着非常重要的作用。在海洋生态系统的物质循环中,营养物质在微食物环中的更新更快。微食物环中的细菌、原生动物、浮游植物,相比于经典食物链,都具有个体小、世代周期短的特点,具有更高的营养物质更新效率。在海洋生态系统的能量流动过程中,海洋初级生产产品中的溶解有机颗粒物只有通过被异养浮游细菌摄食进入微食物环中,才能被更高营养级的动物所利用。同样海洋中大量的微微型浮游植物也只有通过进入微食物环才能被大型浮游动物利用,进而进入经典食物链。