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这是地球上最浩大的迁徙之一：大量微小的浮游生物从海洋深处向水面移动。然而，并不是所有的这些有机体都有肢体来推动自己向上。所以，关于它们中的一些是如何经历如此长的旅程一直是一个谜。现在，一组研究人员发现了一种浮游植物的巧妙解决方案：膨胀至其原始尺寸的六倍。这个过程减少了其密度，使其如氦气球般浮向上，斯坦福大学的生物工程师马努·普拉卡什及其同事在10月17日的《当前生物学》中报告称。“这很独特，”
丹麦技术大学的海洋学家安德烈·维瑟说。“他们实际上为这些细胞能够保持浮力或保持在表面附近提供了一种新方式的案例。”研究小组在距离夏威夷海岸大约160公里处收集水样，寻找并观察夜光原 棲菌的行为。这些1毫米长的单细胞浮游植物，以其生物发光而闻名，从大约125米深的地方进行一次性迁徙到阳光更多的50米处，这是它们需要进行光合作用的。
对于浮游植物来说，此类旅程可能需要数天，而不像通常在每日基础上进行迁徙的微小动物或浮游动物。在实验室中，该团队使用特殊的显微镜将浮游植物置于一种“流体动力跑步机”上，以重现细胞沿水柱上升的运动。“这有点像单细胞的虚拟现实机，”普拉卡什说。夜光原 棲菌的密度大于海水，应该下沉。但在其生命周期的开始时，它膨胀，减小密度，沿水柱上升，研究小组发现。
在其七天的生命周期结束时，该细胞开始分裂为两个子细胞，同时下沉。当分裂完成后，两个新生细胞通过充满海水膨胀 —— 在大约10分钟内达到其原始尺寸的六倍。如此，循环再次开始。研究人员假设，随着细胞中的水孔蛋白过滤掉密海水中的盐分，细胞密度降低，浮力增大。“这样，你可以使流入细胞的材料密度比周围的海水更低，”斯坦福大学的生物工程师亚当·拉尔森说。
使用含钙和不含钙的海水进行的实验表明，海水中的钙可能在触发和实现这种转变上起作用。膨胀不仅帮助浮游植物上升。“变大实际上对其生命的其他部分有巨大影响，”维瑟指出。“较大的细胞具有较低的捕食风险。可以吃掉它们的东西更少。”这也有助于营养吸收和光合作用：较大的表面让细胞捕获更多阳光。
