说到对地球生命至关重要的生态系统，大多数人首先会想到热带雨林，其实浮游生物也同样重要。这些微小的生物漂浮在海洋上层，它们不仅是海洋食物链的基础，还生产了地球上一半的氧，可以作为碳汇（Carbon Sink）和影响气候。
本期Science杂志以封面形式重磅推出了生物学最新前沿，浮游生物学。Tara Ocean联盟的研究团队经过三年半的考察，首次正式发布了自己的研究成果，通过五篇论文揭示了一个鲜为人知的浮游世界。
“我们向全世界展示了海洋对人类有多么重要，”Tara Oceans的主管Eric Karsenti说。
科学家们从全球的主要海洋区域获得了病毒、细菌和微小的真核生物（从单细胞藻类到鱼类幼仔）。他们公布了这些生物的遗传学信息，以便科研人员展开进一步研究。
“这是海洋科学迄今为止最大规模的DNA测序，测序分析揭示了大约四千万基因，其中大部分是新发现的。这说明浮游生物的多样性超乎我们的想象，”Genoscope CEA的Patrick Wincker解释道。据估计，这些基因来自于三万五千多种不同的生物。（延伸阅读：Cell：大规模宏基因组研究的惊人发现）
“在真核生物方面，我们测序了差不多十亿遗传学条码（genetic barcodes）。浮游的单细胞真核生物多样性非常大，”法国国家科学研究院 CNRS的Colomban de Vargas说。“它们的多样性比细菌或动物大得多，而且我们对其知之甚少。”
研究人员通过计算机建模，预测了浮游生物彼此的互作，并且有选择的进行了验证。“我们发现，绝大部分浮游生物是寄生关系，这能将营养回收到食物链的底层，”鲁汶大学VIB研究所的Jeroen Raes说。这是深入理解全球海洋生态系统的动态和结构的第一步。
研究人员分析了环境因子（比如温度、pH和营养）对海洋浮游生物的影响。“我们发现，在阳光能够触及的深度，温度是影响原核生物（细菌和古生菌）群体组成的主要因素，” 欧洲分子生物学实验室EMBL的Peer Bork说。“不同生物根据海水的温度聚集在一起。
研究人员还发现，厄加勒斯环流(Agulhas Rings)分割了浮游生物群体。厄加勒斯环流是印度洋和南大西洋之间的天然屏障，它形成的巨大漩涡会剧烈搅拌和冷却浮游生物，能够穿越过去的生物很有限。
“此外，我们还分析了海洋病毒的全球分布，验证了一个十年前提出的理论，”亚利桑那大学的Matthew Sullivan解释道。“病毒是在局部‘种子库’生产的，它们顺着洋流漂浮，最终不同的地区有不同的病毒群体，尽管海洋的总体病毒多样性相当有限。”
Tara Ocean联盟对海洋进行了系统性的取样，涵盖了所有的生物域（从病毒到动物），收集了丰富多样的环境数据。这项研究奠定的基础，有助于人们评估气候改变对海洋生态系统的影响。“之前所说的温度条件就和气候改变关系密切，当然这只是一个开始，”CNRS的Chris Bowler说。
原文：
Structure and function of the global ocean microbiome
Environmental characteristics of Agulhas rings affect interocean plankton transport
Patterns and ecological drivers of ocean viral communities
Eukaryotic plankton diversity in the sunlit ocean
Determinants of community structure in the global plankton interactome
位置：