混合营养在亚马逊河羽流的成熟海域中成为一种最优策略

改变海洋的河流水团

亚马逊河不仅把淡水注入大西洋；它形成了一个庞大且移动缓慢的河水透镜，重塑了海洋生命。当这个羽流漂移数百公里到近海外时，食物网底层的微小漂浮生物的生存方式也发生变化。本研究表明，在羽流的“中龄”区域，许多微生物不再像单纯的植物那样生活，而是采用一种灵活、部分类似动物的生活方式，这可能增强海洋储碳能力并支持海洋食物链。

海上的巨大淡水透镜

每年，亚马逊河向热带大西洋释放大量淡水和营养物质。这些水形成一层薄且浮力大的表层，可向赤道以北扩展至15度。羽流并非均一：河口附近水体淡、泥多且营养丰富；越往外海则随着与开阔海域混合变得更咸、更清澈且营养贫乏。由于这层淡水表层阻断了与深层水的混合，羽流表现得像覆盖在海面上的一个缓慢演替的半封闭池塘，沿途捕获不同“年龄”的水体和浮游生物演替阶段。

羽流中有什么生物，分布在哪里

研究者以光吸收色素作为指纹，识别出羽流沿线四种主要的微观藻类群落。河口附近以大型硅藻和淡水蓝藻为主，有时伴随隐藻。在较成熟的边缘海域，群落转向披藻类和丝状蓝藻，如能在河源硝酸盐耗尽时从空气中获取氮的Trichodesmium。再远离海岸，浮游生物群落更像开阔海域，由在营养贫乏、透明海水中占优的微小蓝藻主导。这些群落相互重叠并逐渐过渡，反映出羽流水体随漂移而老化和混合的过程。

从细胞化学中解读饮食结构

为了解这些微生物如何获得能量，研究团队使用了一种强有力的化学示踪器：单个氨基酸中重氮与轻氮的比例，这些氨基酸是蛋白质的构件。有些氨基酸保留了原始营养来源的氮信号，而另一些在氮传递到食物网上层时按可预测方式发生变化。通过比较悬浮颗粒中这些信号，科学家可以判断群落是仅依赖无机营养和阳光的“纯植物”式营养，还是也吸收溶解有机物或吞噬猎物的“混合营养”式。他们重点分析了两种对两类摄食方式（渗透营养——吸收溶解有机氮，以及摄食——吞噬其他微生物）反应不同的氨基酸。

混合营养者在中龄水域占据主导

化学指纹显示，大部分羽流及邻近海域以典型的植物式营养为主。然而，在外羽流边缘出现了显著例外，该处水体通常约有27天的“年龄”。许多样品显示出混合营养的特征：这些微生物仍利用阳光，但也利用溶解有机氮并在某些情况下吞食较小的猎物。机器学习分析表明，这种灵活的取食模式在混合层较浅、表层水稍微缺氧但光照充足、叶绿素相对较高的区域更为有利。在这些条件下，混合营养者似乎能胜过严格的藻类和严格的食草生物，积累更多生物量，并可能产生更难降解的溶解有机物，这些物质更易持久存在并有助于封存碳。

这对气候与食物网有何意义

通过表明混合营养者在成熟的亚马逊羽流水域中繁盛，这项研究提示地球上最大的河流入海口培育出一种特殊的浮游生物群落，可能同时增强碳储存和供大型动物获得的食物质量。灵活的取食者能将零散的光照、营养与猎物资源转化为稳定的生长，可能促进更富饶的食物网，同时将更多碳转入长期存在的溶解形态和沉降颗粒。该工作还强调，许多“浮游植物”并非简单的植物，而是会变形的混合体，且通过氨基酸氮同位素等工具了解它们的真实饮食对于预测随着河流、环流和营养物变化时海洋生命和气候系统的响应至关重要。

引用: Fernández-Carrera, A., Choisnard, N., Wodarg, D. et al. Mixotrophy emerges as an optimal strategy in mature waters of the Amazon River plume. Commun Biol 9, 434 (2026). https://doi.org/10.1038/s42003-026-09893-4

关键词: 亚马逊河羽流, 混合营养, 海洋浮游生物, 碳循环, 氮同位素