在过去的五亿年里，海洋中不同的单细胞生物在不同的时间和非常不同的条件下发现了如何在其单细胞周围构建“外壳”。“在不同的环境条件下有六种不同的策略，”研究员LennartdeNooijer说。
“如果我们更好地理解这些机制，我们也许还能够预测海洋中的钙平衡在气候变化的影响下将如何变化。尽管这些单细胞生物体很小，但数量似乎无穷无尽。海洋中的污染物对整个地球碳循环的影响是可以实际测量的。”
DeNooijer研究的单细胞生物被称为有孔虫。它们是一种藻类，以许多物种的小壳上都有的小孔(拉丁语中的“孔”)命名。“那些钙质贝壳似乎是所谓趋同进化的典型例子，”德努耶发现。研究结果发表在《地球科学评论》杂志上。
“趋同进化最著名的例子是鸟类和昆虫在进化过程中都发育出了翅膀。这两个群体都缺乏有翅膀的共同祖先，但在进化过程中，它们都‘想出了很好的概念’，用翅膀飞行，完全独立同样，六组不同的有孔虫曾经开始在它们的细胞周围制造钙壳。”
从瓷器到石灰块
如果你仔细观察，你会发现石灰壳中的六类有孔虫之间有着本质的区别。DeNooijer说：“milioliids的外壳闪闪发亮，几乎看起来像瓷器。而结节虫则具有相对粗糙的结构，在显微镜下看起来像多孔的石灰块。carterinids将无尽的椭圆形粘在一起，看起来又很漂亮。”在显微镜下。”
在一个群体内，差异也可能是巨大的。“例如，轮虫的形状从微型蜗牛壳到一种扇子，但都围绕着一个细胞。”
为什么有孔虫会产生这些石灰质的壳，目前还存在争议。“有一种假设认为，这与钙的排放有关，海水中钙含量非常丰富，但任何生物都不希望细胞中含有太多钙。也许这些藻类将多余的钙排出到了海水中。”粉笔的形式，”德努耶尔说。
“但与此同时，我认为藻类也受益于那个钙壳。例如，在遥远的进化史上，有一种有孔虫，它的单细胞可以长到十厘米大。如果你长得更大，你可能与其他藻类相比，它具有进化优势，但只有当你有坚固的外部骨骼来支持你时，这种优势才有效，”德努耶尔说。
除了回答有趣的“为什么”之外，德努耶尔还看到了有关藻类钙质外壳的知识的非常实际的应用。
“通过搜索有关这些生物体的所有文献，我发现了历史上有孔虫开始形成壳的六个时刻。水中钙、CO2、镁和其他化学物质的含量以及温度在这六个时刻之间变化很大。历史时期。因此，通过观察特定沉积层中的不同有孔虫，我们可以了解特定时间的环境条件。”
“但相反，我们也可以尝试预测有孔虫在不断变化的条件下将如何变化，例如由于海水中温度和CO2的升高。”
例如，德努耶根本不担心某些有孔虫由于气候变化而即将灭绝。“但是改变所有这些藻类的成分，确实会对海洋的钙质和CO2平衡产生巨大影响。例如，在形成贝壳时，藻类本身会排放CO2。因此，我们永远无法完全了解完整的碳如果我们不了解这些有孔虫如何处理钙和CO2，就无法对海洋进行核算。”
过去，在实验室实验的帮助下，人们进行了更多尝试来了解CO2、温度和钙对有孔虫乃至整个海洋的影响。“这些实验总是产生非常矛盾的结果，”德努耶尔观察到。“现在我更好地理解了原因：这一类藻类有非常不同的策略，它们都需要自己的条件。”
直到新冠病毒大流行期间，德努耶被迫在家工作，他的收入才下降。“直到那时，我才有了平静和时间来整理有关这组藻类的所有文献并寻找联系。”