Noile cercetări sponsorizate de NCCOS arată importanța „mixotrofiei” - capacitatea de a fotosinteza ca o plantă și de a consuma ca un animal - pentru creșterea unor organisme unicelulare, cum ar fi dinodulagelatul toxic Carlodinium. Studiul, susținut parțial de un proiect NCCOS ECOHAB, oferă informații care vor permite oamenilor de știință să îmbunătățească modelele care prezic înfloririle dăunătoare ale algelor (HAB).

mixte

Imagine cu microscop electronic cu scanare a Karlodinium veneficum dinoflagelat (dreapta) care se hrănește cu o algă Rhodomonas de tip criptomonadă - un exemplu de mixotrofie. De la Place et al. 2012, Alge dăunătoare 14: 179–195. Credit: Vince Lovko, Virginia Institute of Marine Science.

În mod tradițional, biologii clasificau organismele fie ca autotrofe, care își produc energia pe cale internă prin chimio- sau fotosinteză, fie ca heterotrofe, care nu pot produce propriile alimente și necesită surse externe de energie pentru energie. În multe alge, inclusiv unele HAB-uri, este recunoscută o formă intermediară de producere a energiei, numită mixotrofie. Mixotrofia este capacitatea unui organism de a fi autotrofe și heterotrofe în același timp.

Dintre algele unicelulare, mixotropia este comună în rândul unor specii flagelate (de exemplu, dinoflagelate, crizofite, haptofite) care au fost odată clasificate de zoologi drept protozoare. Mixotrofia conferă Karlodinium și altor „protiști” fotosintetici monocelulari înzestrați în mod similar, capacitatea de a continua să crească în condiții modificate de nutrienți și temperaturi de încălzire.

În ciuda înțelegerii crescânde a mixotrofiei în plancton, modelarea dinamicii comunității planctonului sub mixotrofie este un domeniu de studiu în curs de dezvoltare. Pentru simplitate, cele mai multe abordări model separă autotrofia și heterotrofia ca variabile independente. Acest studiu a modificat cu succes un model anterior care a integrat atât autotrofia, cât și heterotrofia. Utilizând seturi de date experimentale, cercetătorii de la Universitatea din Maryland Horn Point Laboratory au folosit modelul modificat pentru a explora scenariile de creștere a dinoflagelatului algos dăunător Carlodinium veneficum și a prăzii sale algice Rhodomonas, în condiții variate de nutrienți și temperatură.

Rezultatele modelului au arătat că, în condiții nutriționale non-normale (adică, azot și/sau fosfor foarte scăzut sau ridicat), K. veneficum a devenit mai mixotrof, mai degrabă decât autotrof, și a crescut mai repede. De asemenea, creșterea temperaturii apei a stimulat disponibilitatea mai mare a prăzilor pentru K. veneficum să mănânce, sporind mixotrofia. Astfel, mixotrofia poate favoriza înflorirea algelor dăunătoare (HAB) în condiții nutritive nefavorabile și la temperaturi de încălzire care favorizează prada.

Răspunsurile model ale lui K. veneficum la substanțe nutritive variabile, temperaturi în creștere și mai multe pradă, oferă o perspectivă asupra dinamicii HAB în posibile condiții viitoare de încălzire.