眾所周知，海洋中的浮游植物在海洋生態(tài)系統和氣候調節中發(fā)揮著(zhù)關(guān)鍵作用。與陸生植物一樣，它們通過(guò)光合作用儲存大氣中的二氧化碳，并產(chǎn)生地球上一半的氧氣。然而，人們對控制它們分布的機制仍然知之甚少。

法國國家科學(xué)研究中心(CNRS)和索邦大學(xué)（Sorbonne University）的科學(xué)家通過(guò)研究浮游植物硅藻的光感知過(guò)程，發(fā)現這些微藻使用編入其基因組的光變化傳感器：植物光敏色素。這些光感受器使它們能夠探測水體中光譜的變化，從而提供它們在水體中垂直位置的信息。這一功能在水體混合嚴重的湍流水生環(huán)境（如高緯度、溫帶和極地地區）中尤為重要，有助于調整它們的生物活動(dòng)，特別是光合作用。通過(guò)分析Tara Oceans海洋采樣活動(dòng)的環(huán)境基因組數據，研究小組觀(guān)察到，只有北回歸線(xiàn)和南回歸線(xiàn)以外區域的硅藻才具有植物光敏色素。這些區域具有明顯的季節性特征，包括晝夜長(cháng)短的巨大差異，這表明植物光敏色素能使富有它的硅藻測量四季時(shí)間的流逝。

這項研究發(fā)表在2024年12月18日的《自然》雜志上，為浮游植物探測光并對光做出反應，從而在環(huán)境中找到方向的機制提供了新的啟示。它還強調了在實(shí)驗室和自然環(huán)境中采用綜合方法對于了解海洋生態(tài)系統的復雜動(dòng)態(tài)和生物適應環(huán)境變化的能力的重要性。

這就是全部了嗎？當然不是，最新的DIVING-PAM-II還搭載了水下微型光譜儀MINI-SPEC，可以記錄下潛位置的光譜(400-800nm)數據。微型光譜儀的加入極大地提高了DIVING-PAM-II的應用價(jià)值，它可以測量水下不同深度的光譜特性，可以測量水生植被冠層上下的光譜特性，可以測量不同生物組織的反射光譜特性，可以測量不同色素(葉綠素或其他光合色素)組分含量樣品的發(fā)射光譜。另外，DIVING-PAM-II還可以增加水體溶氧傳感器DIVING-PAM-II/O2，來(lái)測量下潛位置的溶氧。

DIVING-PAM-II大容量電池可提供超過(guò)2000次Yield測量。大容量存儲，可存儲27,000組飽和脈沖分析數據。水下光譜數據和溶氧可以隨珊瑚和海草的光合作用活性參數同步記錄，非常適合與研究海洋環(huán)境動(dòng)態(tài)變化與海洋生物活性之間的關(guān)系。

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原文：Duchêne, C., Bouly, JP., Pierella Karlusich, J.J. et al. Diatom phytochromes integrate the underwater light spectrum to sense depth[J]. Nature (2024). https://doi.org/10.1038/s41586-024-08301-3