长期以来，科学家认为海洋中碳酸钙的形成主要归因于浮游生物和珊瑚等生物，但一项最新研究揭示了一个意想不到的参与者——鱼类肠道中的微生物。来自迈阿密大学罗森斯蒂尔海洋、大气与地球科学学院的前研究生Anthony Bonacolta领导的研究团队发现，生活在鱼类肠道内的细菌可能与宿主协同作用，共同产生一种名为碳酸钙的矿物质。这一矿物不仅是海洋化学的关键组分，也是重要的碳汇，其形成机制的传统认知因此面临挑战。

硬骨鱼类（teleosts）为维持体内水分平衡，会持续饮用海水。在此过程中，它们的肠道会去除多余的钙离子和碳酸根离子，这些离子随后以固态碳酸钙颗粒（称为ichthyocarbonates）的形式排出体外。此前，科学界普遍认为ichthyocarbonate的产生完全由鱼类生理过程驱动，但新研究指出，微生物可能在其中发挥了积极作用。

“这项工作表明，肠道微生物组可能在鱼类生物学和全球海洋营养循环中扮演更广泛的角色，”该研究的资深作者之一、迈阿密大学海洋生物学与生态学系主任Martin Grosell教授表示，“过去被认为完全由鱼类驱动的过程，实际上可能反映了鱼类与其肠道微生物群落之间密切的共生关系。”

为了探究这一过程，研究团队以海湾蟾鱼（Gulf toadfish）为模型，将其置于不同盐度条件下：半咸水（9 ppt）、海水（35 ppt）和高盐水（60 ppt）。此前研究已表明，随着鱼类通过正常渗透调节适应更高盐度环境，ichthyocarbonate的产生量会增加。实验观察到，在低盐度条件下，鱼类不产生ichthyocarbonate；而在海水条件下开始产生，并在高盐条件下进一步增加。

研究人员从多个部位采集样本，包括肠道不同区段、ichthyocarbonate本身以及周围水体。他们提取了DNA和RNA，以分析微生物群落以及鱼类和相关微生物的基因活性模式。通过基因测序鉴定存在的微生物种类，基因表达分析则揭示了它们潜在的功能。结果显示，弧菌（vibrios），特别是Photobacterium damselae subsp. damselae，在鱼类肠道和ichthyocarbonate中大量存在。基因分析表明，这些细菌拥有与ichthyocarbonate形成过程相关的特征。

“地球上大多数生命是微生物，它们驱动着营养循环和生态系统功能，同时通过共生关系揭示生物多样性的新维度，”Grosell说，“海洋尤其富含这些伙伴关系，蟾鱼与弧菌之间可能与碳酸钙产生相关的共生关系，是一个引人注目的新例证。”

这一发现为理解海洋生态系统如何影响海洋化学和海洋碳循环提供了全新视角。如果未来研究得以证实，这些结果表明，生活在鱼类体内的微生物可能以远超以往认知的规模，参与影响碳储存和整体海洋健康的过程。