Marine microorganisms
समुद्री सूक्ष्मजीवों को उनके आवास द्वारा समुद्री वातावरण में रहने वाले सूक्ष्मजीवों के रूप में परिभाषित किया जाता है, यानी समुद्र या महासागर के खारे पानी या तटीय मुहाने के खारे पानी में। एक सूक्ष्मजीव (या सूक्ष्मजीव) कोई भी सूक्ष्म जीवित जीव या वायरस है, जो बिना किसी सहायता के मानव आंख से बिना आवर्धन के देखने के लिए बहुत छोटा है। सूक्ष्मजीव बहुत विविध हैं। वे एककोशिकीय या बहुकोशिकीय हो सकते हैं और इनमें बैक्टीरिया, आर्किया, वायरस और अधिकांश प्रोटोजोआ के साथ-साथ कुछ कवक, शैवाल और जानवर जैसे रोटिफर्स और कोपेपोड्स शामिल हैं। कई मैक्रोस्कोपिक जानवरों और पौधों में माइक्रोस्कोपिक किशोर चरण होते हैं। कुछ सूक्ष्म जीवविज्ञानी भी वायरस को सूक्ष्मजीवों के रूप में वर्गीकृत करते हैं, लेकिन अन्य इन्हें निर्जीव मानते हैं। समुद्री सूक्ष्मजीवों के समुद्र में लगभग 70 प्रतिशत, या लगभग 90 प्रतिशत, बायोमास बनाने का अनुमान लगाया गया है। एक साथ लिए जाने पर वे समुद्री सूक्ष्मजीव बनाते हैं। अरबों वर्षों में इस सूक्ष्म जीव ने कई जीवन शैलियों और अनुकूलनों को विकसित किया है और लगभग सभी रासायनिक तत्वों के वैश्विक चक्रण में भाग लेने के लिए आया है। पारिस्थितिकी तंत्र में पोषक तत्वों के पुनर्चक्रण के लिए सूक्ष्मजीव महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे अपघटक के रूप में कार्य करते हैं। वे समुद्र में होने वाले लगभग सभी प्रकाश संश्लेषण के साथ-साथ कार्बन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य पोषक तत्वों और ट्रेस तत्वों के चक्रण के लिए भी जिम्मेदार हैं। समुद्री सूक्ष्मजीव बड़ी मात्रा में कार्बन को अलग करते हैं और दुनिया के अधिकांश ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं। समुद्री सूक्ष्मजीवों का एक छोटा अनुपात रोगजनक है, जो समुद्री पौधों और जानवरों में बीमारी और यहां तक कि मृत्यु का कारण बनता है। हालांकि समुद्री सूक्ष्मजीव प्रमुख रासायनिक तत्वों का पुनर्चक्रण करते हैं, दोनों हर साल ग्रह पर उत्पन्न सभी कार्बनिक पदार्थों का लगभग आधा उत्पादन और उपभोग करते हैं। पृथ्वी पर सबसे बड़े पर्यावरण के निवासियों के रूप में, सूक्ष्मजीव समुद्री प्रणालियाँ हर वैश्विक प्रणाली में परिवर्तन लाती हैं। जुलाई 2016 में, वैज्ञानिकों ने समुद्री सूक्ष्मजीवों सहित ग्रह पर सभी जीवन के अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज (एलयूसीए) से 355 जीनों के एक समूह की पहचान करने की सूचना दी। अपनी विविधता के बावजूद, महासागरों में सूक्ष्म जीवन को अभी भी बहुत कम समझा जाता है। उदाहरण के लिए, 21वीं सदी की शुरुआत में भी समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र में वायरस की भूमिका का मुश्किल से पता लगाया गया है। सूक्ष्मजीव समुद्री जैव द्रव्यमान का लगभग 70 प्रतिशत हिस्सा बनाते हैं। एक सूक्ष्मजीव, या सूक्ष्मजीव, एक सूक्ष्म जीव है जिसे नंगी आंखों से पर्याप्त रूप से पहचाना नहीं जा सकता है। व्यवहार में, इसमें लगभग 0.1 मिमी से छोटे जीव शामिल हैं। ऐसे जीव एककोशिकीय या बहुकोशिकीय हो सकते हैं। सूक्ष्मजीव विविध होते हैं और इनमें सभी बैक्टीरिया और आर्किया, शैवाल, प्रोटोजोआ और कवक जैसे प्रोटिस्ट सहित अधिकांश प्रोटिस्ट, साथ ही रोटिफर्स जैसे कुछ सूक्ष्म जीव शामिल होते हैं। कई मैक्रोस्कोपिक जानवरों और पौधों में माइक्रोस्कोपिक किशोर चरण होते हैं। कुछ सूक्ष्म जीवविज्ञानी भी वायरस को सूक्ष्मजीवों के रूप में वर्गीकृत करते हैं, लेकिन अन्य इन्हें निर्जीव मानते हैं। पारिस्थितिकी तंत्र में पोषक तत्वों के पुनर्चक्रण के लिए सूक्ष्मजीव महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे अपघटक के रूप में कार्य करते हैं। कुछ सूक्ष्मजीव रोगजनक होते हैं, जो पौधों और जानवरों में बीमारी और यहां तक कि मृत्यु का कारण बनते हैं। पृथ्वी पर सबसे बड़े पर्यावरण के निवासियों के रूप में, सूक्ष्मजीव समुद्री प्रणालियाँ हर वैश्विक प्रणाली में परिवर्तन लाती हैं। सूक्ष्मजीव समुद्र में होने वाले लगभग सभी प्रकाश संश्लेषण के साथ-साथ कार्बन, नाइट्रोजन, फास्फोरस और अन्य पोषक तत्वों और ट्रेस तत्वों के चक्रण के लिए जिम्मेदार हैं। समुद्र के नीचे सूक्ष्म जीवन विविध है और अभी भी खराब तरीके से समझा जाता है, जैसे कि समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र में वायरस की भूमिका के लिए। अधिकांश समुद्री वायरस बैक्टीरियोफेज हैं, जो पौधों और जानवरों के लिए हानिरहित हैं, लेकिन खारे पानी और ताजे पानी के पारिस्थितिकी तंत्र के विनियमन के लिए आवश्यक हैं। वे जलीय सूक्ष्मजीव समुदायों में बैक्टीरिया को संक्रमित और नष्ट करते हैं, और समुद्री वातावरण में कार्बन के पुनर्चक्रण का सबसे महत्वपूर्ण तंत्र हैं। मृत जीवाणु कोशिकाओं से निकलने वाले कार्बनिक अणु ताजा जीवाणु और शैवाल के विकास को प्रोत्साहित करते हैं। वायरल गतिविधि जैविक पंप में भी योगदान कर सकती है, वह प्रक्रिया जिसके द्वारा कार्बन को गहरे महासागर में अलग किया जाता है। वायुजनित सूक्ष्मजीवों की एक धारा ग्रह की परिक्रमा मौसम प्रणालियों के ऊपर लेकिन वाणिज्यिक वायु मार्गों के नीचे करती है। कुछ पेरिपेटेटिक सूक्ष्मजीव स्थलीय धूल के तूफानों से बह जाते हैं, लेकिन अधिकांश समुद्री स्प्रे में समुद्री सूक्ष्मजीवों से उत्पन्न होते हैं। 2018 में, वैज्ञानिकों ने बताया कि ग्रह के चारों ओर प्रत्येक वर्ग मीटर पर प्रतिदिन लाखों वायरस और लाखों बैक्टीरिया जमा होते हैं। सूक्ष्म जीव पूरे जीवमंडल में रहते हैं। प्रोकैरियोट सूक्ष्मजीवों का द्रव्यमान-जिसमें बैक्टीरिया और आर्किया शामिल हैं, लेकिन नाभिकीय यूकेरियोट सूक्ष्मजीव नहीं-0.8 खरब टन कार्बन (कुल जीवमंडल द्रव्यमान का, अनुमानित 1 और 4 खरब टन के बीच) हो सकता है। एकल-कोशिका वाले बैरोफिलिक समुद्री रोगाणु पृथ्वी के महासागरों में सबसे गहरे स्थान मारियाना ट्रेंच की गहराई में पाए गए हैं। सूक्ष्मजीव उत्तर-पश्चिमी संयुक्त राज्य अमेरिका के तट से दूर समुद्र के तल के नीचे चट्टानों के अंदर और साथ ही जापान से दूर समुद्र तल के नीचे रहते हैं। सबसे बड़ा ज्ञात तापमान जिस पर सूक्ष्मजीव जीवन मौजूद हो सकता है (मेथेनोपाइरस कैंडलेरी) है। 2014 में, वैज्ञानिकों ने अंटार्कटिका की बर्फ के नीचे रहने वाले सूक्ष्मजीवों के अस्तित्व की पुष्टि की। एक शोधकर्ता के अनुसार, "आप हर जगह रोगाणु पा सकते हैं-वे स्थितियों के लिए बेहद अनुकूल हैं, और वे जहां भी हों जीवित रहते हैं।" समुद्री सूक्ष्मजीव "सभी समुद्री खाद्य जालों की नींव के रूप में कार्य करते हैं, प्रमुख तत्वों का पुनर्चक्रण करते हैं और हर साल पृथ्वी पर उत्पन्न लगभग आधे कार्बनिक पदार्थों का उत्पादन और उपभोग करते हैं।" समुद्री वायरस एक वायरस एक छोटा संक्रामक एजेंट है जो केवल अन्य जीवों की जीवित कोशिकाओं के अंदर प्रतिकृति बनाता है। वायरस जानवरों और पौधों से लेकर बैक्टीरिया और आर्किया सहित सूक्ष्मजीवों तक सभी प्रकार के जीवन रूपों को संक्रमित कर सकते हैं। जब कोई संक्रमित कोशिका के अंदर या किसी कोशिका को संक्रमित करने की प्रक्रिया में नहीं होता है, तो वायरस स्वतंत्र कणों के रूप में मौजूद होते हैं। इन वायरल कणों, जिन्हें विरियन के रूप में भी जाना जाता है, में दो या तीन भाग होते हैंः (i) डीएनए या आरएनए से बनी आनुवंशिक सामग्री (जीनोम), लंबे अणु जो आनुवंशिक जानकारी ले जाते हैं; (ii) कैप्सिड नामक एक प्रोटीन कोट, जो आनुवंशिक सामग्री को घेरता है और उसकी रक्षा करता है; और कुछ मामलों में (iii) लिपिड का एक लिफाफा जो कोशिका के बाहर होने पर प्रोटीन कोट को घेरता है। इन वायरस कणों के आकार कुछ वायरस प्रजातियों के लिए सरल पेचदार और आइकोसाहेड्रल रूपों से लेकर दूसरों के लिए अधिक जटिल संरचनाओं तक होते हैं। अधिकांश वायरस प्रजातियों में विरियन होते हैं जो ऑप्टिकल माइक्रोस्कोप से देखे जाने के लिए बहुत छोटे होते हैं। औसत विरियन औसत जीवाणु के आकार का लगभग एक सौवां हिस्सा है। जीवन के विकासवादी इतिहास में वायरस की उत्पत्ति स्पष्ट नहीं हैः कुछ प्लास्मिड से विकसित हो सकते हैं-डीएनए के टुकड़े जो कोशिकाओं के बीच घूम सकते हैं-जबकि अन्य बैक्टीरिया से विकसित हो सकते हैं। विकास में, वायरस क्षैतिज जीन हस्तांतरण का एक महत्वपूर्ण साधन है, जो आनुवंशिक विविधता को बढ़ाता है। वायरस को कुछ लोगों द्वारा एक जीवन रूप माना जाता है, क्योंकि वे आनुवंशिक सामग्री ले जाते हैं, प्रजनन करते हैं और प्राकृतिक चयन के माध्यम से विकसित होते हैं। हालाँकि, उनमें प्रमुख विशेषताओं (जैसे कोशिका संरचना) की कमी होती है जिन्हें आम तौर पर जीवन के रूप में गिनना आवश्यक माना जाता है। क्योंकि उनमें कुछ ऐसे गुण होते हैं लेकिन सभी नहीं, वायरस को "जीवन के किनारे पर जीव" और प्रतिकृति के रूप में वर्णित किया गया है। वायरस जहाँ भी जीवन है वहाँ पाए जाते हैं और संभवतः जीवित कोशिकाओं के पहली बार विकसित होने के बाद से मौजूद हैं। वायरस की उत्पत्ति स्पष्ट नहीं है क्योंकि वे जीवाश्म नहीं बनाते हैं, इसलिए वायरस के डीएनए या आरएनए की तुलना करने के लिए आणविक तकनीकों का उपयोग किया गया है और यह जांच करने का एक उपयोगी साधन है कि वे कैसे उत्पन्न हुए। वायरस को अब प्राचीन माना जाता है और इसकी उत्पत्ति तीन क्षेत्रों में जीवन के विचलन से पहले की है। इस बात पर राय अलग-अलग है कि क्या वायरस जीवन का एक रूप है या जैविक संरचनाएं जो जीवित जीवों के साथ बातचीत करती हैं। उन्हें कुछ लोगों द्वारा एक जीवन रूप माना जाता है, क्योंकि वे आनुवंशिक सामग्री ले जाते हैं, स्व-संयोजन के माध्यम से खुद की कई प्रतियां बनाकर प्रजनन करते हैं, और प्राकृतिक चयन के माध्यम से विकसित होते हैं। हालांकि उनमें प्रमुख विशेषताओं का अभाव है जैसे कि एक सेलुलर संरचना जिसे आम तौर पर जीवन के रूप में गिनने के लिए आवश्यक माना जाता है। क्योंकि उनमें कुछ ऐसे गुण होते हैं लेकिन सभी नहीं, वायरस को प्रतिकृति के रूप में और "जीवन के किनारे पर जीव" के रूप में वर्णित किया गया है। फेज बैक्टीरियोफेज, जिन्हें अक्सर फेज कहा जाता है, वे वायरस हैं जो परजीवी बैक्टीरिया और आर्किया हैं। समुद्री फेज परजीवी समुद्री बैक्टीरिया और आर्किया, जैसे साइनोबैक्टीरिया। वे वायरसों का एक सामान्य और विविध समूह हैं और समुद्री वातावरण में सबसे प्रचुर मात्रा में जैविक इकाई हैं, क्योंकि उनके मेजबान, बैक्टीरिया, आमतौर पर समुद्र में संख्यात्मक रूप से प्रमुख सेलुलर जीवन हैं। आम तौर पर समुद्री जल के प्रत्येक एमएल में लगभग 10 लाख से 10 लाख वायरस होते हैं, या सेलुलर जीवों की तुलना में लगभग दस गुना अधिक डबल-स्ट्रैंडेड डीएनए वायरस होते हैं, हालांकि समुद्री जल में वायरल की प्रचुरता का अनुमान एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न हो सकता है। लंबे समय तक, कौडोविरेल्स क्रम के पूंछ वाले फेज जीवों की संख्या और विविधता में समुद्री पारिस्थितिकी तंत्र पर हावी प्रतीत होते थे। हालांकि, हाल के शोध के परिणामस्वरूप, गैर-पूंछ वाले वायरस कई गहराई और समुद्री क्षेत्रों में प्रमुख प्रतीत होते हैं, इसके बाद मायोवायरस, पोडोवायरस और सिफोवायरस के कौडोवायरल परिवार आते हैं। कॉर्टिकोविरिडे, इनोविरिडे, माइक्रोविरिडे और ऑटोलीकिविरिडे परिवारों से संबंधित फेज भी विविध समुद्री बैक्टीरिया को संक्रमित करने के लिए जाने जाते हैं। आर्कियन वायरस भी हैं जो आर्किया के भीतर प्रतिकृति बनाते हैंः ये असामान्य और कभी-कभी अद्वितीय आकार वाले दोहरे फंसे डीएनए वायरस होते हैं। इन विषाणुओं का थर्मोफिलिक आर्किया, विशेष रूप से सल्फोलोबेल्स और थर्मोप्रोटील्स में सबसे अधिक विस्तार से अध्ययन किया गया है। वायरस की भूमिका सूक्ष्मजीव समुद्री जैव द्रव्यमान का लगभग 70 प्रतिशत बनाते हैं। यह अनुमान लगाया गया है कि वायरस हर दिन इस बायोमास के 20 प्रतिशत को मार देते हैं और महासागरों में बैक्टीरिया और आर्किया की तुलना में 15 गुना अधिक वायरस हैं। विषाणु हानिकारक शैवाल खिलने के तेजी से विनाश के लिए जिम्मेदार मुख्य कारक हैं, जो अक्सर अन्य समुद्री जीवन को मार देते हैं। महासागरों में वायरस की संख्या आगे अपतटीय और पानी में गहरी हो जाती है, जहां कम मेजबान जीव होते हैं। वायरस विभिन्न प्रजातियों के बीच जीन को स्थानांतरित करने का एक महत्वपूर्ण प्राकृतिक साधन है, जो आनुवंशिक विविधता को बढ़ाता है और विकास को प्रेरित करता है। ऐसा माना जाता है कि पृथ्वी पर जीवन के अंतिम सार्वभौमिक सामान्य पूर्वज के समय, बैक्टीरिया, आर्किया और यूकेरियोट्स के विविधीकरण से पहले, प्रारंभिक विकास में वायरस ने एक केंद्रीय भूमिका निभाई थी। वायरस अभी भी पृथ्वी पर अज्ञात आनुवंशिक विविधता के सबसे बड़े भंडारों में से एक हैं। विशालकाय वायरस वायरस की लंबाई आम तौर पर लगभग 20 से 300 नैनोमीटर तक होती है। इसकी तुलना बैक्टीरिया की लंबाई से की जा सकती है, जो लगभग 400 नैनोमीटर से शुरू होती है। विशालकाय वायरस भी हैं, जिन्हें अक्सर वायरस कहा जाता है, आमतौर पर लंबाई में लगभग 1000 नैनोमीटर (एक माइक्रोन)। सभी विशाल वायरस पॉक्सवायरस के साथ फैलम न्यूक्लियोसाइटोविरिकोटा (एन. सी. एल. डी. वी.) से संबंधित हैं। इनमें से सबसे बड़ा ज्ञात टुपानवायरस है। विशालकाय विषाणु के इस वंश की खोज 2018 में गहरे महासागर के साथ-साथ एक सोडा झील में की गई थी, और यह कुल लंबाई में 2.3 माइक्रोन तक पहुंच सकता है। विशाल विषाणुओं की खोज और बाद के लक्षण वर्णन ने उनकी विकासवादी उत्पत्ति के बारे में कुछ बहस छेड़ दी है। उनकी उत्पत्ति के लिए दो मुख्य परिकल्पनाएँ हैं कि या तो वे छोटे वायरस से विकसित हुए हैं, मेजबान जीवों से डीएनए उठाते हैं, या वे बहुत जटिल जीवों से वर्तमान रूप में विकसित हुए हैं जो प्रजनन के लिए आत्मनिर्भर नहीं हैं। किस तरह के जटिल जीव विशाल वायरस अलग हो सकते हैं, यह भी बहस का विषय है। एक प्रस्ताव यह है कि मूल बिंदु वास्तव में जीवन के चौथे क्षेत्र का प्रतिनिधित्व करता है, लेकिन इसे काफी हद तक छूट दी गई है। प्रोकैरियोट्स समुद्री बैक्टीरिया प्रोकैरियोटिक सूक्ष्मजीवों का एक बड़ा क्षेत्र बनाते हैं। आमतौर पर लंबाई में कुछ माइक्रोमीटर, बैक्टीरिया के कई आकार होते हैं, जो गोले से लेकर छड़ और सर्पिल तक होते हैं। बैक्टीरिया पृथ्वी पर दिखाई देने वाले पहले जीवन रूपों में से थे, और इसके अधिकांश आवासों में मौजूद हैं। बैक्टीरिया मिट्टी, पानी, अम्लीय गर्म झरनों, रेडियोधर्मी अपशिष्ट और पृथ्वी की पपड़ी के गहरे हिस्सों में रहते हैं। बैक्टीरिया पौधों और जानवरों के साथ सहजीवी और परजीवी संबंधों में भी रहते हैं। एक बार सिज़ोमाइसेट्स वर्ग का गठन करने वाले पौधों के रूप में माना जाता था, बैक्टीरिया को अब प्रोकैरियोट्स के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। जानवरों और अन्य यूकेरियोट्स की कोशिकाओं के विपरीत, जीवाणु कोशिकाओं में एक नाभिक नहीं होता है और शायद ही कभी झिल्ली से बंधे अंगों को आश्रय देता है। हालांकि बैक्टीरिया शब्द में पारंपरिक रूप से सभी प्रोकैरियोट्स शामिल थे, वैज्ञानिक वर्गीकरण 1990 के दशक में इस खोज के बाद बदल गया कि प्रोकैरियोट्स में जीवों के दो बहुत अलग समूह होते हैं जो एक प्राचीन सामान्य पूर्वज से विकसित हुए थे। इन विकासवादी क्षेत्रों को बैक्टीरिया और आर्किया कहा जाता है। आधुनिक बैक्टीरिया के पूर्वज एककोशिकीय सूक्ष्मजीव थे जो लगभग 4 अरब साल पहले पृथ्वी पर दिखाई देने वाले जीवन के पहले रूप थे। लगभग 3 अरब वर्षों तक, अधिकांश जीव सूक्ष्म थे, और बैक्टीरिया और आर्किया जीवन के प्रमुख रूप थे। हालांकि बैक्टीरियल जीवाश्म मौजूद हैं, जैसे कि स्ट्रोमैटोलाइट्स, उनकी विशिष्ट आकृति विज्ञान की कमी उन्हें बैक्टीरियल विकास के इतिहास की जांच करने या किसी विशेष बैक्टीरियल प्रजाति की उत्पत्ति के समय की तारीख निर्धारित करने के लिए उपयोग करने से रोकती है। हालांकि, जीन अनुक्रमों का उपयोग जीवाणु जातिजनन के पुनर्निर्माण के लिए किया जा सकता है, और इन अध्ययनों से संकेत मिलता है कि बैक्टीरिया पहले आर्कियल/यूकेरियोटिक वंश से अलग हो गए थे। बैक्टीरिया दूसरे महान विकासवादी विचलन, आर्किया और यूकेरियोट्स में भी शामिल थे। यहाँ, यूकेरियोट्स यूकेरियोटिक कोशिकाओं के पूर्वजों के साथ एंडोसिम्बायोटिक संघों में प्राचीन बैक्टीरिया के प्रवेश के परिणामस्वरूप हुए, जो संभवतः आर्किया से संबंधित थे। इसमें माइटोकॉन्ड्रिया या हाइड्रोजनसोम बनाने के लिए अल्फाप्रोटोबैक्टीरियल प्रतीकों की प्रोटो-यूकेरियोटिक कोशिकाओं द्वारा घेराबंदी शामिल थी, जो अभी भी सभी ज्ञात यूकेरिया में पाए जाते हैं। बाद में, कुछ यूकेरियोट्स जिनमें पहले से ही माइटोकॉन्ड्रिया था, ने भी साइनोबैक्टीरियल जैसे जीवों को घेर लिया। इससे शैवाल और पौधों में क्लोरोप्लास्ट का निर्माण हुआ। कुछ शैवाल भी हैं जो बाद की एंडोसिम्बायोटिक घटनाओं से उत्पन्न हुए हैं। यहाँ, यूकेरियोट्स ने एक यूकेरियोटिक शैवाल को घेर लिया जो "दूसरी पीढ़ी" के प्लास्टिड में विकसित हुआ। इसे माध्यमिक एंडोसिम्बायोसिस के रूप में जाना जाता है। पेलागिबैक्टर यूबिक और उसके रिश्तेदार समुद्र में सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले जीव हो सकते हैं, और यह दावा किया गया है कि वे संभवतः दुनिया में सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले बैक्टीरिया हैं। वे सभी सूक्ष्मजीव प्लैंकटन कोशिकाओं का लगभग 25 प्रतिशत बनाते हैं, और गर्मियों में वे समशीतोष्ण महासागर की सतह के पानी में मौजूद लगभग आधी कोशिकाओं के लिए जिम्मेदार हो सकते हैं। पी. यूबिक और रिश्तेदारों की कुल प्रचुरता लगभग 2 × 1028 रोगाणु होने का अनुमान है। हालांकि, फरवरी 2013 में नेचर में यह बताया गया था कि बैक्टीरिया एचटीवीसी010पी, जो पी. यूबिक पर हमला करता है, की खोज की गई है और "यह शायद वास्तव में ग्रह पर सबसे आम जीव है"। सबसे बड़ा ज्ञात जीवाणु, समुद्री थियोमार्गरीटा नामीबियेंसिस, नग्न आंखों से दिखाई दे सकता है और कभी-कभी प्राप्त कर सकता है। आर्किया (प्राचीन के लिए यूनानी) एकल-कोशिकीय सूक्ष्मजीवों के एक क्षेत्र और साम्राज्य का गठन करता है। ये रोगाणु प्रोकैरियोट्स होते हैं, जिसका अर्थ है कि उनकी कोशिकाओं में कोई कोशिका नाभिक या कोई अन्य झिल्ली से बंधे अंग नहीं होते हैं। आर्किया को शुरू में बैक्टीरिया के रूप में वर्गीकृत किया गया था, लेकिन यह वर्गीकरण पुराना है। प्राचीन कोशिकाओं में अद्वितीय गुण होते हैं जो उन्हें जीवन के अन्य दो क्षेत्रों, बैक्टीरिया और यूकेरियोटा से अलग करते हैं। आर्किया को आगे कई मान्यता प्राप्त वंशों में विभाजित किया गया है। वर्गीकरण कठिन है क्योंकि अधिकांश को प्रयोगशाला में अलग नहीं किया गया है और केवल उनके वातावरण के नमूनों में उनके न्यूक्लिक एसिड के विश्लेषण से पता चला है। आर्किया और बैक्टीरिया आम तौर पर आकार और आकार में समान होते हैं, हालांकि कुछ आर्किया में बहुत ही अजीब आकार होते हैं, जैसे कि हेलोक्वाड्रेटम वाल्स्बी की सपाट और वर्गाकार कोशिकाएं। बैक्टीरिया के साथ इस रूपात्मक समानता के बावजूद, आर्किया में जीन और कई चयापचय मार्ग होते हैं जो यूकेरियोट्स से अधिक निकटता से संबंधित होते हैं, विशेष रूप से प्रतिलेखन और अनुवाद में शामिल एंजाइम। प्राचीन जैव रसायन के अन्य पहलू अद्वितीय हैं, जैसे कि उनकी कोशिका झिल्ली में ईथर लिपिड पर उनकी निर्भरता, जैसे कि आर्कियोल। आर्किया यूकेरियोट्स की तुलना में अधिक ऊर्जा स्रोतों का उपयोग करता हैः ये कार्बनिक यौगिकों जैसे शर्करा से लेकर अमोनिया, धातु आयनों या यहां तक कि हाइड्रोजन गैस तक हैं। नमक-सहिष्णु आर्किया (हेलोआर्किया) एक ऊर्जा स्रोत के रूप में सूर्य के प्रकाश का उपयोग करता है, और आर्किया की अन्य प्रजातियां कार्बन को ठीक करती हैं; हालाँकि, पौधों और साइनोबैक्टीरिया के विपरीत, आर्किया की कोई ज्ञात प्रजाति दोनों नहीं करती है। आर्किया द्विआधारी विखंडन, विखंडन या उभरने से अलैंगिक रूप से प्रजनन करता है; बैक्टीरिया और यूकेरियोट्स के विपरीत, कोई ज्ञात प्रजाति बीजाणु नहीं बनाती है। आर्किया विशेष रूप से महासागरों में कई हैं, और प्लैंकटन में आर्किया ग्रह पर जीवों के सबसे प्रचुर मात्रा में समूहों में से एक हो सकता है। आर्किया पृथ्वी के जीवन का एक प्रमुख हिस्सा है और कार्बन चक्र और नाइट्रोजन चक्र दोनों में भूमिका निभा सकता है। थर्मोप्रोटोटा (जिसे ईओसाइट्स या क्रेनार्कियोटा के रूप में भी जाना जाता है) आर्किया का एक वंश है जिसे समुद्री वातावरण में बहुत प्रचुर मात्रा में माना जाता है और कार्बन के स्थिरीकरण में मुख्य योगदानकर्ताओं में से एक है। यूकेरियोट्स सभी जीवित जीवों को प्रोकैरियोट्स या यूकेरियोट्स के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। जीवन की उत्पत्ति एकल-कोशिका प्रोकैरियोट्स के रूप में हुई और बाद में अधिक जटिल यूकेरियोट्स में विकसित हुआ। प्रोकैरियोटिक कोशिकाओं के विपरीत, यूकेरियोटिक कोशिकाएं अत्यधिक संगठित होती हैं। प्रोकैरियोट्स बैक्टीरिया और आर्किया हैं, जबकि यूकेरियोट्स अन्य जीवन रूप हैं-प्रोटिस्ट, पौधे, कवक और जानवर। प्रोटिस्ट आमतौर पर एकल-कोशिका वाले होते हैं, जबकि पौधे, कवक और जानवर आमतौर पर बहु-कोशिका वाले होते हैं। यह बहुत ही प्रशंसनीय प्रतीत होता है कि यूकेरियोट्स की जड़ आर्किया के भीतर होती है; आज-कल ज्ञात सबसे करीबी रिश्तेदार प्रस्तावित एसगार्ड सुपरफायलम का हेमडालार्चियोटा वंश हो सकता है। यह सिद्धांत मूल रूप से 1984 में ईओसाइट परिकल्पना के रूप में प्रस्तावित एक परिदृश्य का एक आधुनिक संस्करण है, जब थर्मोप्रोटोटा उस समय यूकेरियोट्स के निकटतम ज्ञात पुरातन संबंधी थे। एक प्रोकैरियोट और एक यूकेरियोट के बीच सूक्ष्मजीव का एक संभावित संक्रमणकालीन रूप 2012 में जापानी वैज्ञानिकों द्वारा खोजा गया था। पैराकार्योन मायोजिनेन्सिस एक विशिष्ट सूक्ष्मजीव है जो एक विशिष्ट प्रोकैरियोट से बड़ा है, लेकिन एक यूकेरियोट की तरह एक झिल्ली में संलग्न परमाणु सामग्री के साथ, और एंडोसिम्बियांट्स की उपस्थिति है। इसे सूक्ष्मजीव का पहला प्रशंसनीय विकासवादी रूप माना जाता है, जो प्रोकैरियोट से यूकेरियोट तक विकास के एक चरण को दर्शाता है। समुद्री प्रोटिस्ट यूकेरियोट्स होते हैं जिन्हें पौधों, कवक या जानवरों के रूप में वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है। ये आमतौर पर एककोशिकीय और सूक्ष्मदर्शी होते हैं। जीवन की उत्पत्ति एकल-कोशिका प्रोकैरियोट्स (बैक्टीरिया और आर्किया) के रूप में हुई और बाद में अधिक जटिल यूकेरियोट्स में विकसित हुआ। यूकेरियोट्स अधिक विकसित जीवन रूप हैं जिन्हें पौधों, जानवरों, कवक और प्रोटिस्ट के रूप में जाना जाता है। प्रोटिस्ट शब्द का उपयोग ऐतिहासिक रूप से यूकेरियोट्स के लिए सुविधा के रूप में किया गया था जिन्हें पौधों, जानवरों या कवक के रूप में सख्ती से वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है। वे आधुनिक क्लैडिस्टिक्स का हिस्सा नहीं हैं, क्योंकि वे पैराफाइलेटिक हैं (एक सामान्य पूर्वज की कमी)। ट्रोफिक मोड द्वारा प्रोटिस्टों को मोटे तौर पर चार समूहों में विभाजित किया जा सकता है जो इस बात पर निर्भर करता है कि उनका पोषण पौधे जैसा, जानवर जैसा, कवक जैसा है या इनका मिश्रण है। प्रोटिस्ट अत्यधिक विविध जीव हैं जो वर्तमान में 18 प्रकारों में संगठित हैं, लेकिन इन्हें वर्गीकृत करना आसान नहीं है। अध्ययनों से पता चला है कि महासागरों, गहरे समुद्र-द्वारों और नदी के तलछट में उच्च प्रोटिस्ट विविधता मौजूद है, यह सुझाव देते हुए कि बड़ी संख्या में यूकेरियोटिक माइक्रोबियल समुदायों की खोज की जानी बाकी है। मिक्सोट्रॉफिक प्रोटिस्ट पर बहुत कम शोध किया गया है, लेकिन समुद्री वातावरण में हाल के अध्ययनों में पाया गया है कि मिक्सोट्रॉफिक विरोध प्रोटिस्ट बायोमास का एक महत्वपूर्ण हिस्सा हैं। चूंकि प्रोटिस्ट यूकेरियोट्स होते हैं, इसलिए उनकी कोशिका के भीतर कम से कम एक नाभिक होता है, साथ ही साथ माइटोकॉन्ड्रिया और गोल्गी बॉडी जैसे ऑर्गेनेल भी होते हैं। प्रोटिस्ट अलैंगिक होते हैं लेकिन माइटोसिस या विखंडन के माध्यम से तेजी से प्रजनन कर सकते हैं। प्रोकैरियोट्स की कोशिकाओं के विपरीत, यूकेरियोट्स की कोशिकाएं अत्यधिक संगठित होती हैं। पौधे, जानवर और कवक आमतौर पर बहु-कोशिकीय होते हैं और आमतौर पर मैक्रोस्कोपिक होते हैं। अधिकांश प्रोटिस्ट एकल कोशिकीय और सूक्ष्मदर्शी होते हैं। लेकिन अपवाद भी हैं। कुछ एककोशिकीय समुद्री प्रोटिस्ट मैक्रोस्कोपिक होते हैं। कुछ समुद्री कीचड़ के सांचों में अद्वितीय जीवन चक्र होते हैं जिनमें एककोशिकीय, औपनिवेशिक और बहुकोशिकीय रूपों के बीच परिवर्तन शामिल होता है। अन्य समुद्री प्रोटिस्ट न तो एकल-कोशिका वाले होते हैं और न ही सूक्ष्मदर्शी, जैसे कि समुद्री शैवाल। प्रोटिस्टों को मिसफिट के एक टैक्सोनोमिक ग्रैब बैग के रूप में वर्णित किया गया है जहां कुछ भी जो मुख्य जैविक राज्यों में से एक में फिट नहीं होता है, उसे रखा जा सकता है। कुछ आधुनिक लेखक प्रोटिस्ट की पारंपरिक परिभाषा से बहुकोशिकीय जीवों को बाहर करना पसंद करते हैं, प्रोटिस्ट को एककोशिकीय जीवों तक सीमित करते हैं। इस अधिक सीमित परिभाषा में कई भूरे, बहुकोशिकीय लाल और हरे शैवाल और कीचड़ के सांचे शामिल नहीं हैं। लोकोमोशन द्वारा प्रोटिस्टों को वर्गीकृत करने का एक और तरीका उनके लोकोमोशन के तरीके के अनुसार है। कई एककोशिकीय प्रोटिस्ट, विशेष रूप से प्रोटोजोआ, गतिशील होते हैं और फ्लैजेला, सिलिया या स्यूडोपोड्स का उपयोग करके गति उत्पन्न कर सकते हैं। गति के लिए फ्लैजेला का उपयोग करने वाली कोशिकाओं को आमतौर पर फ्लैजेलेट्स के रूप में संदर्भित किया जाता है, जो कोशिकाएं सिलिया का उपयोग करती हैं उन्हें आमतौर पर सिलियेट्स के रूप में संदर्भित किया जाता है, और जो कोशिकाएं स्यूडोपोड्स का उपयोग करती हैं उन्हें आमतौर पर अमीबा या अमीबोइड के रूप में संदर्भित किया जाता है। अन्य प्रोटिस्ट गतिशील नहीं होते हैं, और परिणामस्वरूप कोई आंदोलन तंत्र नहीं होता है। फ्लैगेलेट्स में बैक्टीरिया के साथ-साथ प्रोटिस्ट भी शामिल होते हैं। बैक्टीरिया द्वारा उपयोग किया जाने वाला रोटरी मोटर मॉडल अपने फ्लैजेला को स्थानांतरित करने के लिए एक विद्युत रासायनिक प्रवणता के प्रोटॉन का उपयोग करता है। बैक्टीरिया के फ्लैजेला में टॉर्क उन कणों द्वारा बनाया जाता है जो फ्लैजेलम के आधार के चारों ओर प्रोटॉन का संचालन करते हैं। बैक्टीरिया में फ्लैजेला के घूर्णन की दिशा फ्लैजेलर मोटर की परिधि के साथ प्रोटॉन चैनलों के अधिभोग से आती है। सिलियेट्स में आम तौर पर सैकड़ों से हजारों सिलिया होते हैं जो सघन रूप से सरणी में एक साथ पैक होते हैं। आंदोलन के दौरान, एक व्यक्तिगत सिलियम एक उच्च-घर्षण शक्ति स्ट्रोक का उपयोग करके विकृत हो जाता है जिसके बाद कम-घर्षण पुनर्प्राप्ति स्ट्रोक होता है। चूँकि एक अलग जीव पर कई सिलिया एक साथ पैक होते हैं, वे एक मेटाक्रोनल लय में सामूहिक व्यवहार प्रदर्शित करते हैं। इसका मतलब है कि एक सिलियम का विरूपण अपने पड़ोसी के विरूपण के साथ चरण में होता है, जिससे विरूपण तरंगें होती हैं जो जीव की सतह के साथ फैलती हैं। सिलिया की ये संचरण तरंगें हैं जो जीव को स्थानांतरित करने के लिए समन्वित तरीके से सिलिया का उपयोग करने की अनुमति देती हैं। सिलियेटेड सूक्ष्मजीव का एक विशिष्ट उदाहरण पैरामेसियम है, जो हजारों सिलिया से ढका एक कोशिका, सिलियेटेड प्रोटोजोआ है। सिलिया की एक साथ धड़कन पैरामेसियम को 500 माइक्रोमीटर प्रति सेकंड की गति से पानी के माध्यम से आगे बढ़ने की अनुमति देती है। समुद्री कवक कवक की 1500 से अधिक प्रजातियों को समुद्री वातावरण से जाना जाता है। ये समुद्री शैवाल या जानवरों पर परजीवी हैं, या शैवाल, प्रवाल, प्रोटोजोआ सिस्ट, समुद्री घास और अन्य सब्सट्रेटा से मृत कार्बनिक पदार्थों को खाने वाले सैप्रोब्स हैं। कई प्रजातियों के बीजाणुओं में विशेष उपांग होते हैं जो सबस्ट्रेटम से लगाव की सुविधा प्रदान करते हैं। समुद्री कवक समुद्री फोम और महासागर के हाइड्रोथर्मल क्षेत्रों के आसपास भी पाए जा सकते हैं। समुद्री कवक द्वारा असामान्य द्वितीयक चयापचय की एक विविध श्रृंखला का उत्पादन किया जाता है। माइकोप्लांकटन समुद्री और ताजे पानी के पारिस्थितिकी तंत्र के प्लैंकटन समुदायों के सैप्रोट्रोपिक सदस्य हैं। वे फिलामेंटस मुक्त-जीवित कवक और प्लैंकटनिक कणों या फाइटोप्लैंकटन से जुड़े खमीर से बने होते हैं। बैक्टीरियोप्लांकटन के समान, ये जलीय कवक हेटेरोट्रॉफिक खनिजीकरण और पोषक चक्रण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। जबकि ज्यादातर सूक्ष्मदर्शी, कुछ माइकोप्लांकटन व्यास में 20 मिमी और लंबाई में 50 मिमी से अधिक हो सकते हैं। समुद्री जल के एक विशिष्ट मिलीलीटर में लगभग 103 से 104 कवक कोशिकाएँ होती हैं। स्थलीय समुदायों से पोषण संबंधी अपवाह के कारण तटीय पारिस्थितिकी तंत्र और ज्वारनदमुखों में यह संख्या अधिक है। माइकोप्लांकटन की एक उच्च विविधता तटों के आसपास और सतह के पानी में 1000 मीटर तक पाई जाती है, एक ऊर्ध्वाधर प्रोफ़ाइल के साथ जो इस बात पर निर्भर करती है कि फाइटोप्लांकटन कितना प्रचुर मात्रा में है। पोषक तत्वों की उपलब्धता में परिवर्तन के कारण यह रूपरेखा मौसमों के बीच बदलती रहती है। समुद्री कवक निरंतर ऑक्सीजन की कमी वाले वातावरण में जीवित रहते हैं, और इसलिए प्रकाश संश्लेषक जीवों द्वारा उत्पन्न अशांति और ऑक्सीजन द्वारा ऑक्सीजन प्रसार पर निर्भर करते हैं। समुद्री कवक को निम्न कवक के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता हैः निम्न कवक-समुद्री आवासों के लिए अनुकूलित (जूस्पोरिक कवक, जिसमें मैस्टिगोमाइसेट्सः ओओमाइसेट्स और काइट्रिडिओमाइसेट्स शामिल हैं) उच्च कवक-फिलामेंटस, प्लैंकटनिक जीवन शैली (हाइफोमाइसेट्स, एस्कोमाइसेट्स, बेसिडियोमाइसेट्स) में संशोधित। अधिकांश माइकोप्लांकटन प्रजातियाँ उच्च कवक हैं। लाइकेन एक कवक, आमतौर पर एक एस्कोमाइसेट, और एक शैवाल या साइनोबैक्टीरियम के बीच पारस्परिक संबंध हैं। कई लाइकेन समुद्री वातावरण में पाए जाते हैं। कई और स्पलैश क्षेत्र में होते हैं, जहां वे विभिन्न ऊर्ध्वाधर क्षेत्रों पर कब्जा करते हैं जो इस बात पर निर्भर करता है कि वे डूबने के लिए कितने सहिष्णु हैं। कुछ लाइकेन लंबे समय तक जीवित रहते हैं; एक प्रजाति 8,600 वर्ष की है। हालाँकि उनके जीवनकाल को मापना मुश्किल है क्योंकि एक ही लाइकेन को क्या परिभाषित करता है वह सटीक नहीं है। लाइकेन वानस्पतिक रूप से एक टुकड़े को तोड़कर उगते हैं, जिसे एक ही लाइकेन के रूप में परिभाषित किया जा सकता है या नहीं, और अलग-अलग उम्र के दो लाइकेन विलय हो सकते हैं, जिससे यह मुद्दा उठता है कि क्या यह एक ही लाइकेन है। समुद्री घोंघा लिटोरेरिया इरोराटा समुद्री दलदल में स्पार्टिना के पौधों को नुकसान पहुंचाता है जहां यह रहता है, जो इंटरटाइडल एस्कोमाइसेटस कवक के बीजाणुओं को पौधे का उपनिवेश करने में सक्षम बनाता है। घोंघा तब घास की तुलना में कवक की वृद्धि को खाता है। जीवाश्म अभिलेखों के अनुसार, कवक प्रोटेरोजोइक युग 900-570 मिलियन वर्ष पहले के हैं। चीन में 60 करोड़ वर्ष पुराने जीवाश्म समुद्री लाइकेन की खोज की गई है। यह परिकल्पना की गई है कि माइकोप्लांकटन स्थलीय कवक से विकसित हुआ है, संभवतः पेलियोज़ोइक युग (390 मिलियन वर्ष पहले) में। समुद्री सूक्ष्मजीव किशोरों के रूप में, जानवर सूक्ष्म चरणों से विकसित होते हैं, जिनमें बीजाणु, अंडे और लार्वा शामिल हो सकते हैं। कम से कम एक सूक्ष्म पशु समूह, परजीवी कनिडेरियन मैक्सोजोआ, अपने वयस्क रूप में एककोशिकीय है, और इसमें समुद्री प्रजातियां शामिल हैं। अन्य वयस्क समुद्री सूक्ष्मजीव बहुकोशिकीय होते हैं। सूक्ष्मदर्शी वयस्क आर्थ्रोपोड आमतौर पर मीठे पानी में अंतर्देशीय रूप से पाए जाते हैं, लेकिन समुद्री प्रजातियां भी हैं। सूक्ष्मदर्शी वयस्क समुद्री क्रस्टेशियंस में कुछ कोपेपोड्स, क्लैडोसेरा और टार्डिग्रेड (जल भालू) शामिल हैं। कुछ समुद्री सूत्रकृमि और रोटिफर्स भी बहुत छोटे होते हैं जिन्हें नग्न आंखों से पहचाना नहीं जा सकता है, जैसा कि कई लोरिसिफेरा हैं, जिनमें हाल ही में खोजी गई अवायवीय प्रजातियां भी शामिल हैं जो एक एनोक्सिक वातावरण में अपना जीवन बिताती हैं। कॉपेपॉड जीवों के किसी भी अन्य समूह की तुलना में विश्व महासागरों की द्वितीयक उत्पादकता और कार्बन सिंक में अधिक योगदान देते हैं। प्राथमिक उत्पादक प्राथमिक उत्पादक ऑटोट्रोफ जीव होते हैं जो अन्य जीवों को खाने के बजाय अपना भोजन स्वयं बनाते हैं। इसका मतलब है कि प्राथमिक उत्पादक विषमलैंगिक जीवों के लिए खाद्य श्रृंखला में प्रारंभिक बिंदु बन जाते हैं जो अन्य जीवों को खाते हैं। कुछ समुद्री प्राथमिक उत्पादक विशेष बैक्टीरिया और आर्किया होते हैं जो कीमोट्रोफ होते हैं, जो हाइड्रोथर्मल वेंट और ठंडे रिसाव के आसपास इकट्ठा होकर और कीमोसिंथेसिस का उपयोग करके अपना भोजन बनाते हैं। हालाँकि अधिकांश समुद्री प्राथमिक उत्पादन उन जीवों से आता है जो पानी में घुलने वाले कार्बन डाइऑक्साइड पर प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करते हैं। यह प्रक्रिया पानी और कार्बन डाइऑक्साइड को शर्करा में बदलने के लिए सूर्य के प्रकाश से ऊर्जा का उपयोग करती है जिसका उपयोग रासायनिक ऊर्जा के स्रोत और कोशिकाओं के संरचनात्मक घटकों में उपयोग किए जाने वाले कार्बनिक अणुओं दोनों के रूप में किया जा सकता है। समुद्री प्राथमिक उत्पादक महत्वपूर्ण हैं क्योंकि वे अधिकांश ऑक्सीजन और भोजन का उत्पादन करके लगभग सभी समुद्री पशु जीवन को कम करते हैं जो अन्य जीवों को रासायनिक ऊर्जा प्रदान करते हैं जिसकी उन्हें आवश्यकता होती है। प्रमुख समुद्री प्राथमिक उत्पादक साइनोबैक्टीरिया, शैवाल और समुद्री पौधे हैं। प्रकाश संश्लेषण के उप-उत्पाद के रूप में जारी ऑक्सीजन की आवश्यकता लगभग सभी जीवित चीजों को सेलुलर श्वसन करने के लिए होती है। इसके अलावा, प्राथमिक उत्पादक वैश्विक कार्बन और जल चक्रों में प्रभावशाली हैं। वे तटीय क्षेत्रों को स्थिर करते हैं और समुद्री जानवरों के लिए आवास प्रदान कर सकते हैं। प्राथमिक उत्पादकों पर चर्चा करते समय विभाजन शब्द का उपयोग पारंपरिक रूप से वंश के बजाय किया जाता रहा है, लेकिन शैवाल, कवक और पौधों के लिए अंतर्राष्ट्रीय नामकरण संहिता अब दोनों शब्दों को समकक्ष के रूप में स्वीकार करती है। साइनोबैक्टीरिया सूर्य के प्रकाश को रासायनिक ऊर्जा में बदलने की क्षमता विकसित करने वाले पहले जीव थे। वे बैक्टीरिया का एक वंश (विभाजन) बनाते हैं जो एककोशिकीय से लेकर फिलामेंटस तक होता है और इसमें औपनिवेशिक प्रजातियां शामिल होती हैं। वे पृथ्वी पर लगभग हर जगह पाए जाते हैंः नम मिट्टी में, मीठे पानी और समुद्री दोनों वातावरणों में, और यहां तक कि अंटार्कटिक चट्टानों पर भी। विशेष रूप से, कुछ प्रजातियाँ समुद्र में तैरती कोशिकाओं के रूप में पाई जाती हैं, और इस तरह पहली फाइटोप्लांकटन में से थीं। प्रकाश संश्लेषण का उपयोग करने वाले पहले प्राथमिक उत्पादक लगभग 23 करोड़ वर्ष पहले समुद्री साइनोबैक्टीरिया थे। प्रकाश संश्लेषण के उप-उत्पाद के रूप में साइनोबैक्टीरिया द्वारा आणविक ऑक्सीजन की रिहाई ने पृथ्वी के वातावरण में वैश्विक परिवर्तनों को प्रेरित किया। क्योंकि ऑक्सीजन उस समय पृथ्वी पर अधिकांश जीवन के लिए विषाक्त था, इससे ऑक्सीजन-असहिष्णु जीवों का लगभग विलुप्त होना हुआ, एक नाटकीय परिवर्तन जिसने प्रमुख पशु और पौधों की प्रजातियों के विकास को पुनर्निर्देशित किया। 1986 में खोजा गया छोटा (0.6 माइक्रोन) समुद्री साइनोबैक्टीरियम प्रोक्लोरोकोकस, आज महासागर खाद्य श्रृंखला के आधार का एक महत्वपूर्ण हिस्सा है और खुले महासागर के अधिकांश प्रकाश संश्लेषण और पृथ्वी के वायुमंडल में अनुमानित 20 प्रतिशत ऑक्सीजन के लिए जिम्मेदार है। यह संभवतः पृथ्वी पर सबसे प्रचुर मात्रा में पाया जाने वाला वंश हैः सतह के समुद्री जल के एक मिलीलीटर में 100,000 या उससे अधिक कोशिकाएँ हो सकती हैं। मूल रूप से, जीवविज्ञानी मानते थे कि साइनोबैक्टीरिया शैवाल है, और उन्होंने इसे "नीले-हरे शैवाल" के रूप में संदर्भित किया। अधिक हालिया दृष्टिकोण यह है कि साइनोबैक्टीरिया बैक्टीरिया हैं, और इसलिए शैवाल के समान साम्राज्य में भी नहीं हैं। अधिकांश अधिकारी सभी प्रोकैरियोट्स को बाहर करते हैं, और इसलिए शैवाल की परिभाषा से साइनोबैक्टीरिया। शैवाल शैवाल प्रकाश संश्लेषक प्रोटिस्टों के एक व्यापक और विविध समूह के लिए एक अनौपचारिक शब्द है जो आवश्यक रूप से निकटता से संबंधित नहीं हैं और इस प्रकार पॉलीफाइलेटिक हैं। समुद्री शैवाल को छह समूहों में विभाजित किया जा सकता हैः हरा, लाल और भूरा शैवाल, यूग्लेनोफाइट्स, डिनोफ्लाजेलेट और डायटम। डिनोफ्लेजेलेट्स और डायटम समुद्री शैवाल के महत्वपूर्ण घटक हैं और नीचे उनके अपने खंड हैं। यूग्लेनोफाइट्स एककोशिकीय फ्लैगेलेट्स का एक वंश है जिसमें केवल कुछ समुद्री सदस्य होते हैं। सभी शैवाल सूक्ष्मदर्शी नहीं होते हैं। हरे, लाल और भूरे रंग के शैवाल सभी में बहुकोशिकीय मैक्रोस्कोपिक रूप होते हैं जो परिचित समुद्री शैवाल बनाते हैं। ग्रीन शैवाल, एक अनौपचारिक समूह, में लगभग 8,000 मान्यता प्राप्त प्रजातियाँ हैं। कई प्रजातियाँ अपना अधिकांश जीवन एकल कोशिकाओं के रूप में बिताती हैं या फिलामेंटस होती हैं, जबकि अन्य कोशिकाओं की लंबी श्रृंखलाओं से बनी बस्तियाँ बनाती हैं, या अत्यधिक भिन्न मैक्रोस्कोपिक समुद्री शैवाल होती हैं। लाल शैवाल, एक (विवादित) वंश में लगभग 7,000 मान्यता प्राप्त प्रजातियां हैं, जिनमें ज्यादातर बहुकोशिकीय और कई उल्लेखनीय समुद्री शैवाल शामिल हैं। ब्राउन शैवाल एक वर्ग बनाता है जिसमें लगभग 2,000 मान्यता प्राप्त प्रजातियां होती हैं, जिनमें ज्यादातर बहुकोशिकीय होती हैं और इनमें केल्प जैसे कई समुद्री शैवाल शामिल होते हैं। उच्च पौधों के विपरीत, शैवाल में जड़ों, तनों या पत्तियों की कमी होती है। इन्हें आकार के आधार पर सूक्ष्म शैवाल या स्थूल शैवाल के रूप में वर्गीकृत किया जा सकता है। सूक्ष्म शैवाल सूक्ष्म प्रकार के शैवाल हैं, जो नग्न आंखों से दिखाई नहीं देते हैं। वे ज्यादातर एककोशिकीय प्रजातियां हैं जो व्यक्तियों के रूप में या जंजीरों या समूहों में मौजूद हैं, हालांकि कुछ बहुकोशिकीय हैं। सूक्ष्म शैवाल ऊपर चर्चा किए गए समुद्री प्रोटिस्ट के साथ-साथ नीचे चर्चा किए गए फाइटोप्लांकटन के महत्वपूर्ण घटक हैं। वे बहुत विविध हैं। यह अनुमान लगाया गया है कि 200,000-800,000 प्रजातियाँ हैं जिनमें से लगभग 50,000 प्रजातियों का वर्णन किया गया है। प्रजातियों के आधार पर, उनका आकार कुछ माइक्रोमीटर (माइक्रोन) से लेकर कुछ सौ माइक्रोमीटर तक होता है। वे विशेष रूप से चिपचिपे बलों के प्रभुत्व वाले वातावरण के लिए अनुकूलित हैं। मैक्रोएलगी शैवाल के बड़े, बहुकोशिकीय और अधिक दृश्यमान प्रकार हैं, जिन्हें आमतौर पर समुद्री शैवाल कहा जाता है। समुद्री शैवाल आमतौर पर उथले तटीय जल में उगते हैं जहां वे एक होल्डफास्ट द्वारा समुद्र तल पर लंगर डालते हैं। सूक्ष्म शैवाल की तरह, मैक्रो शैवाल (समुद्री शैवाल) को समुद्री प्रोटिस्ट माना जा सकता है क्योंकि वे वास्तविक पौधे नहीं हैं। लेकिन वे सूक्ष्मजीव नहीं हैं, इसलिए वे इस लेख के दायरे में नहीं हैं। एककोशिकीय जीव आमतौर पर सूक्ष्मदर्शी होते हैं, जो एक मिलीमीटर के दसवें हिस्से से भी कम लंबे होते हैं। अपवाद भी हैं। मत्स्यांगना का वाइनग्लास, उपोष्णकटिबंधीय हरे शैवाल का एक जीनस, एकल-कोशिका वाला लेकिन उल्लेखनीय रूप से बड़ा और एकल बड़े नाभिक के साथ जटिल है, जो इसे कोशिका जीव विज्ञान के अध्ययन के लिए एक मॉडल जीव बनाता है। एक अन्य एककोशिकीय शैवाल, कॉलर्पा टैक्सीफोलिया, एक संवहनी पौधे की तरह दिखाई देता है जिसमें "पत्तियां" फर्न की तरह बड़े करीने से व्यवस्थित होती हैं। कठोर उपभेदों का उत्पादन करने के लिए एक्वैरियम में चयनात्मक प्रजनन के परिणामस्वरूप भूमध्य सागर में एक आकस्मिक रिलीज हुई जहां यह एक आक्रामक प्रजाति बन गई है जिसे बोलचाल की भाषा में किलर शैवाल के रूप में जाना जाता है। समुद्री सूक्ष्मप्लांकटन प्लैंकटन (ग्रीक से भटकने वालों के लिए) जीवों का एक विविध समूह है जो पानी के बड़े निकायों के जल स्तंभ में रहते हैं लेकिन एक धारा के खिलाफ तैर नहीं सकते हैं। नतीजतन, वे धाराओं के साथ भटकते या बहते हैं। प्लैंकटन को उनके पारिस्थितिक स्थान द्वारा परिभाषित किया जाता है, न कि किसी जातिजनित या वर्गीकरण वर्गीकरण द्वारा। वे चारे वाली मछलियों से लेकर व्हेल तक कई समुद्री जानवरों के लिए भोजन का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं। प्लैंकटन को पौधे जैसे घटक और पशु घटक में विभाजित किया जा सकता है। फाइटोप्लांकटन प्लैंकटन समुदाय के पौधे जैसे घटक हैं ("फाइटो" पौधे के लिए ग्रीक से आता है)। वे ऑटोट्रॉफिक (स्व-आहार) हैं, जिसका अर्थ है कि वे अपना भोजन स्वयं उत्पन्न करते हैं और उन्हें अन्य जीवों का उपभोग करने की आवश्यकता नहीं होती है। फाइटोप्लांकटन तीन महत्वपूर्ण कार्य करता हैः वे दुनिया के लगभग आधे वायुमंडलीय ऑक्सीजन का उत्पादन करते हैं, वे महासागर और वायुमंडलीय कार्बन डाइऑक्साइड के स्तर को नियंत्रित करते हैं, और वे समुद्री खाद्य जाल का आधार बनाते हैं। जब स्थितियाँ सही होती हैं, तो सतह के पानी में फाइटोप्लांकटन शैवाल के फूल हो सकते हैं। फाइटोप्लांकटन आर-रणनीतिकार हैं जो तेजी से बढ़ते हैं और हर दिन अपनी आबादी को दोगुना कर सकते हैं। फूल जहरीले हो सकते हैं और ऑक्सीजन के पानी को कम कर सकते हैं। हालांकि, फाइटोप्लांकटन की संख्या को आमतौर पर फाइटोप्लांकटन द्वारा उपलब्ध पोषक तत्वों को समाप्त करके और ज़ूप्लांकटन को चराकर नियंत्रण में रखा जाता है। फाइटोप्लांकटन में मुख्य रूप से सूक्ष्म प्रकाश संश्लेषक यूकेरियोट्स होते हैं जो सभी महासागरों में सूर्य की ऊपरी परत में रहते हैं। उन्हें सूर्य के प्रकाश की आवश्यकता होती है ताकि वे प्रकाश संश्लेषण कर सकें। अधिकांश फाइटोप्लांकटन एकल-कोशिका शैवाल होते हैं, लेकिन अन्य फाइटोप्लांकटन बैक्टीरिया होते हैं और कुछ प्रोटिस्ट होते हैं। फाइटोप्लांकटन में साइनोबैक्टीरिया (ऊपर), डायटम, विभिन्न अन्य प्रकार के शैवाल (लाल, हरा, भूरा और पीला-हरा), डिनोफ्लेजेलेट्स, यूग्लेनोइड्स, कोक्कोलिथोफोरिड्स, क्रिप्टोमोनाड्स, क्लोरोफाइट्स, प्रसिनोफाइट्स और सिलिकोफ्लेजेलेट्स शामिल हैं। वे प्राथमिक उत्पादन का आधार बनाते हैं जो समुद्री खाद्य जाल को चलाता है, और वर्तमान वैश्विक प्राथमिक उत्पादन का आधा हिस्सा है, जो स्थलीय वनों से अधिक है। डायटम्स डायटम्स एक (विवादित) वंश बनाता है जिसमें मुख्य रूप से एककोशिकीय शैवाल की लगभग 100,000 मान्यता प्राप्त प्रजातियां होती हैं। डायटम हर साल ग्रह पर उत्पादित ऑक्सीजन का लगभग 20 प्रतिशत उत्पन्न करते हैं, हर साल 6.7 करोड़ मीट्रिक टन से अधिक सिलिकॉन लेते हैं जिसमें वे रहते हैं, और महासागरों में पाए जाने वाले कार्बनिक पदार्थों का लगभग आधा योगदान करते हैं। डायटम सुरक्षात्मक सिलिका (कांच) के खोलों में संलग्न होते हैं जिन्हें फ्रस्ट्यूल्स कहा जाता है। प्रत्येक फ्रस्ट्यूल दो इंटरलॉकिंग भागों से बना होता है जो छोटे छेद से ढके होते हैं जिसके माध्यम से डायटम पोषक तत्वों और कचरे का आदान-प्रदान करता है। मृत डायटमों के छिद्र समुद्र के तल की ओर बह जाते हैं, जहाँ लाखों वर्षों में, वे आधे मील तक गहराई तक बढ़ सकते हैं। कोक्कोलिथोफोरस कोक्कोलिथोफोरस सूक्ष्म एककोशिकीय प्रकाश संश्लेषक प्रोटिस्ट होते हैं जिनमें गति के लिए दो फ्लैजेला होते हैं। उनमें से अधिकांश अलंकृत गोलाकार प्लेटों या कोक्कोलिथ नामक तराजू से ढके एक खोल द्वारा संरक्षित हैं। कोक्कोलिथ कैल्शियम कार्बोनेट से बने होते हैं। कोक्कोलिथोफोर शब्द यूनानी भाषा से आया है जिसका अर्थ है पत्थर ले जाने वाले बीज, जो उनके छोटे आकार और उनके द्वारा ले जाने वाले कोक्कोलिथ पत्थरों का उल्लेख करता है। सही परिस्थितियों में वे अन्य फाइटोप्लांकटन की तरह खिलते हैं और समुद्र को दूधिया सफेद कर सकते हैं। माइक्रोबियल रोडोप्सिन फोटोट्रॉफिक चयापचय तीन ऊर्जा-परिवर्तित वर्णकों में से एक पर निर्भर करता हैः क्लोरोफिल, बैक्टीरियोक्लोरोफिल और रेटिना। रेटिना रोडोप्सिन में पाया जाने वाला क्रोमोफोर है। प्रकाश ऊर्जा को परिवर्तित करने में क्लोरोफिल के महत्व के बारे में दशकों से लिखा जा रहा है, लेकिन रेटिना वर्णकों पर आधारित फोटोट्रोफी का अध्ययन अभी शुरू हुआ है। 2000 में एडवर्ड डेलॉन्ग के नेतृत्व में सूक्ष्म जीवविज्ञानी की एक टीम ने समुद्री कार्बन और ऊर्जा चक्रों की समझ में एक महत्वपूर्ण खोज की। उन्होंने प्रोटीन रोडोप्सिन के उत्पादन के लिए जिम्मेदार बैक्टीरिया की कई प्रजातियों में एक जीन की खोज की, जो पहले बैक्टीरिया में नहीं सुना गया था। कोशिका झिल्ली में पाए जाने वाले ये प्रोटीन रोडोप्सिन अणु के विन्यास में परिवर्तन के कारण प्रकाश ऊर्जा को जैव रासायनिक ऊर्जा में परिवर्तित करने में सक्षम हैं क्योंकि सूरज की रोशनी उससे टकराती है, जिससे अंदर से एक प्रोटॉन पंप होता है और बाद में प्रवाह होता है जो ऊर्जा उत्पन्न करता है। आर्कियल जैसे रोडोप्सिन बाद में विभिन्न टैक्सों, प्रोटिस्टों के साथ-साथ बैक्टीरिया और आर्किया में पाए गए हैं, हालांकि वे जटिल बहुकोशिकीय जीवों में दुर्लभ हैं। 2019 के शोध से पता चलता है कि ये "सूरज को छीनने वाले बैक्टीरिया" पहले की तुलना में अधिक व्यापक हैं और ग्लोबल वार्मिंग से महासागरों के प्रभावित होने के तरीके को बदल सकते हैं। "निष्कर्ष पाठ्यपुस्तकों में पाई जाने वाली समुद्री पारिस्थितिकी की पारंपरिक व्याख्या से टूटते हैं, जिसमें कहा गया है कि समुद्र में लगभग सभी सूरज की रोशनी शैवाल में क्लोरोफिल द्वारा पकड़ी जाती है। इसके बजाय, रोडोप्सिन से लैस बैक्टीरिया संकर कारों की तरह काम करते हैं, जो उपलब्ध होने पर कार्बनिक पदार्थों द्वारा संचालित होते हैं-जैसा कि अधिकांश बैक्टीरिया होते हैं-और जब पोषक तत्वों की कमी होती है तो सूरज की रोशनी से। पर्पल अर्थ परिकल्पना नामक एक खगोलीय अनुमान है जो यह अनुमान लगाता है कि पृथ्वी पर मूल जीवन रूप क्लोरोफिल-आधारित के बजाय रेटिना-आधारित थे, जिससे पृथ्वी हरे रंग के बजाय बैंगनी दिखाई देती। रेडफील्ड और एफ-अनुपात 1930 के दशक के दौरान अल्फ्रेड सी. रेडफील्ड ने फाइटोप्लांकटन में तत्वों की संरचना और गहरे महासागर में प्रमुख घुलनशील पोषक तत्वों के बीच समानताएं पाईं। रेडफील्ड ने प्रस्ताव दिया कि महासागर में कार्बन और नाइट्रोजन और फॉस्फोरस (106:16:1) का अनुपात फाइटोप्लांकटन की आवश्यकताओं द्वारा नियंत्रित किया जाता था, क्योंकि फाइटोप्लांकटन बाद में नाइट्रोजन और फॉस्फोरस छोड़ते हैं क्योंकि वे पुनर्योजी होते हैं। इस अनुपात को रेडफील्ड अनुपात के रूप में जाना जाता है, और इसका उपयोग समुद्री जल और फाइटोप्लांकटन विकास के स्टोइकिओमेट्री का वर्णन करने में एक मौलिक सिद्धांत के रूप में किया जाता है। हालांकि, रेडफील्ड अनुपात एक सार्वभौमिक मूल्य नहीं है और भौगोलिक अक्षांश जैसी चीजों के साथ बदल सकता है। संसाधनों के आवंटन के आधार पर, फाइटोप्लांकटन को तीन अलग-अलग विकास रणनीतियों में वर्गीकृत किया जा सकता हैः सर्वाइवलिस्ट, ब्लूमर और जनरलिस्ट। सर्वाइवलिस्ट फाइटोप्लांकटन में उच्च एनःपी अनुपात (> 30) है और इसमें दुर्लभ संसाधनों के तहत विकास को बनाए रखने के लिए संसाधन-अधिग्रहण तंत्र की प्रचुरता है। ब्लूमेर फाइटोप्लांकटन में कम एनःपी अनुपात (<10) होता है, जिसमें विकास तंत्र का उच्च अनुपात होता है और यह घातीय विकास के लिए अनुकूलित होता है। सामान्यवादी फाइटोप्लांकटन में रेडफील्ड अनुपात के समान एनःपी होता है और इसमें अपेक्षाकृत समान संसाधन-अधिग्रहण और विकास तंत्र होता है। एफ-अनुपात नाइट्रेट द्वारा ईंधन वाले कुल प्राथमिक उत्पादन का अंश है (अन्य नाइट्रोजन यौगिकों जैसे अमोनियम द्वारा ईंधन वाले के विपरीत)। इस अनुपात को मूल रूप से रिचर्ड एप्पली और ब्रूस पीटरसन द्वारा वैश्विक महासागरीय उत्पादन का अनुमान लगाने वाले पहले पत्रों में से एक में परिभाषित किया गया था। ज़ूप्लैंक्टन ज़ूप्लैंक्टन प्लैंक्टोनिक समुदाय के पशु घटक हैं ("चिड़ियाघर" जानवर के लिए ग्रीक से आता है)। वे हेटेरोट्रॉफिक (अन्य-आहार) हैं, जिसका अर्थ है कि वे अपना भोजन स्वयं नहीं बना सकते हैं और इसके बजाय उन्हें भोजन के रूप में अन्य पौधों या जानवरों का सेवन करना चाहिए। विशेष रूप से, इसका मतलब है कि वे फाइटोप्लांकटन खाते हैं। ज़ूप्लैंक्टन आम तौर पर फाइटोप्लैंक्टन से बड़े होते हैं, ज्यादातर अभी भी सूक्ष्म होते हैं लेकिन कुछ को नग्न आंखों से देखा जा सकता है। कई प्रोटोजोआन (एकल-कोशिकीय प्रोटिस्ट जो अन्य सूक्ष्म जीवन का शिकार करते हैं) ज़ूप्लैंक्टन हैं, जिनमें ज़ूफ़्लैगेलेट्स, फ़ोरामिनिफ़ेरन्स, रेडियोलेरियन, कुछ डिनोफ़्लैगेलेट्स और समुद्री सूक्ष्मजीव शामिल हैं। मैक्रोस्कोपिक ज़ूप्लैंक्टन (आमतौर पर इस लेख में शामिल नहीं किया गया है) में पेलाजिक सिनिडेरियन, टीनोफोर, मोलस्क, आर्थ्रोपोड और ट्यूनिकेट्स के साथ-साथ प्लैंक्टोनिक तीर कीड़े और ब्रिस्टल कीड़े शामिल हैं। माइक्रोजोप्लांकटनः प्लैंकटन के प्रमुख चरवाहे। प्रोटोजोआ (यूकेरियोट्स) और बैक्टीरिया (प्रोकैरियोट्स) की कई प्रजातियां अन्य सूक्ष्मजीवों का शिकार करती हैं; खाने का तरीका स्पष्ट रूप से प्राचीन है, और दोनों समूहों में कई बार विकसित हुआ है। मीठे पानी और समुद्री ज़ूप्लैंक्टन में, चाहे एकल-कोशिका या बहु-कोशिका, फाइटोप्लैंक्टन और छोटे ज़ूप्लैंक्टन पर परभक्षी चराई आम है, और नैनोफ़्लैगेलेट्स, डिनोफ़्लैगेलेट्स, सिलियेट्स, रोटिफर्स की कई प्रजातियों, मेरोप्लैंक्टन पशु लार्वा की एक विविध श्रृंखला, और क्रस्टेशियंस के दो समूहों, अर्थात् कोपेपोड्स और क्लैडोसेरन्स में पाया जाता है। रेडियोलेरियन रेडियोलेरियन एककोशिकीय परभक्षी प्रोटिस्ट होते हैं जो आमतौर पर सिलिका से बने विस्तृत गोलाकार कोशों में घिरे होते हैं और छेद से छिद्रित होते हैं। उनका नाम "त्रिज्या" के लिए लैटिन से आता है। वे छेद के माध्यम से अपने शरीर के कुछ हिस्सों को फैलाकर शिकार पकड़ते हैं। डायटम के सिलिका फ्रस्ट्यूल के साथ, रेडियोलेरियन खोल समुद्र के तल पर डूब सकते हैं जब रेडियोलेरियन मर जाते हैं और समुद्र तलछट के हिस्से के रूप में संरक्षित हो जाते हैं। ये अवशेष, सूक्ष्म जीवाश्म के रूप में, पिछली समुद्री स्थितियों के बारे में मूल्यवान जानकारी प्रदान करते हैं। रेडियोलेरियन की तरह, फोरामिनिफेरन्स (संक्षेप में फ़ोरम) एकल-कोशिकीय परभक्षी प्रोटिस्ट होते हैं, जो उन खोलों से भी संरक्षित होते हैं जिनमें छेद होते हैं। उनका नाम लैटिन से "छेद वाहक" के लिए आता है। उनके गोले, जिन्हें अक्सर परीक्षण कहा जाता है, कक्ष में होते हैं (जैसे-जैसे वे बढ़ते हैं, फ़ोरम अधिक कक्ष जोड़ते हैं)। खोल आमतौर पर कैल्साइट से बने होते हैं, लेकिन कभी-कभी एग्लूटिनेटेड तलछट कणों या चिटन और (शायद ही कभी) सिलिका से बने होते हैं। अधिकांश फ़ोरम बेंथिक होते हैं, लेकिन लगभग 40 प्रजातियाँ प्लैंकटिक होती हैं। इन पर अच्छी तरह से स्थापित जीवाश्म अभिलेखों के साथ व्यापक रूप से शोध किया जाता है जो वैज्ञानिकों को पिछले वातावरण और जलवायु के बारे में बहुत कुछ अनुमान लगाने की अनुमति देते हैं। कई फ़ोरम मिक्सोट्रॉफिक हैं (नीचे देखें)। इनमें हरे शैवाल, लाल शैवाल, सुनहरे शैवाल, डायटम और डिनोफ्लेजेलेट्स जैसे विभिन्न वंशों से एंडोसिम्बियोंट के रूप में एककोशिकीय शैवाल होता है। मिक्सोट्रोफिक फोरामिनिफर्स विशेष रूप से पोषक तत्वों की कमी वाले समुद्री जल में आम हैं। कुछ फ़ोरम क्लेप्टोप्लास्टिक होते हैं, जो प्रकाश संश्लेषण करने के लिए अंतर्ग्रहित शैवाल से क्लोरोप्लास्ट को बनाए रखते हैं। अमीबा सिलियेट्स मिक्सोट्रोफ्स एक मिक्सोट्रोफ एक ऐसा जीव है जो ऊर्जा और कार्बन के विभिन्न स्रोतों के मिश्रण का उपयोग कर सकता है, बजाय इसके कि एक छोर पर पूर्ण ऑटोट्रोफी से लेकर दूसरे छोर पर हेटेरोट्रोफी तक निरंतरता पर एकल ट्रॉफिक मोड हो। यह अनुमान लगाया गया है कि मिक्सोट्रोफ़ में सभी सूक्ष्म प्लैंकटन के आधे से अधिक भाग होते हैं। दो प्रकार के यूकेरियोटिक मिक्सोट्रोफ्स होते हैंः जिनके पास अपने स्वयं के क्लोरोप्लास्ट होते हैं, और एंडोसिम्बियोंट वाले-और अन्य जो उन्हें क्लेप्टोप्लास्टी के माध्यम से या पूरी फोटोट्रॉफिक कोशिका को गुलाम बनाकर प्राप्त करते हैं। पौधों और जानवरों के बीच का अंतर अक्सर बहुत छोटे जीवों में टूट जाता है। संभावित संयोजन फोटो-और केमोट्रॉफी, लिथो-और ऑर्गेनोट्रॉफी, ऑटो-और हेटेरोट्रॉफी या इनके अन्य संयोजन हैं। मिक्सोट्रोफ्स या तो यूकेरियोटिक या प्रोकैरियोटिक हो सकते हैं। वे विभिन्न पर्यावरणीय स्थितियों का लाभ उठा सकते हैं। समुद्री माइक्रोजोप्लांकटन के हाल के अध्ययनों में पाया गया कि सिलियेट की प्रचुरता का 30-45% मिक्सोट्रोफिक था, और अमीबायड, फ़ोरम और रेडियोलेरियन बायोमास का 65 प्रतिशत तक मिक्सोट्रोफिक था। फीओसिस्टिस एक महत्वपूर्ण शैवाल वंश है जो दुनिया भर में समुद्री फाइटोप्लांकटन के हिस्से के रूप में पाया जाता है। इसका एक बहुरूपी जीवन चक्र होता है, जो मुक्त-जीवित कोशिकाओं से लेकर बड़ी कॉलोनियों तक होता है। इसमें तैरती बस्तियाँ बनाने की क्षमता होती है, जहाँ सैकड़ों कोशिकाएँ एक जेल मैट्रिक्स में अंतर्निहित होती हैं, जो खिलने के दौरान आकार में बड़े पैमाने पर बढ़ सकती हैं। नतीजतन, फीओसिस्टिस समुद्री कार्बन और सल्फर चक्रों में एक महत्वपूर्ण योगदानकर्ता है। फीओसिस्टिस प्रजातियाँ अकैंथेरियन रेडियोलेरियन के लिए एंडोसिम्बियंट हैं। डिनोफ़्लैजेलेट्स शैवाल समूह का हिस्सा हैं, और लगभग 2,000 समुद्री प्रजातियों के साथ एककोशिकीय फ्लैजेलेट्स का एक वंश बनाते हैं। यह नाम यूनानी "डिनोस" से आया है जिसका अर्थ है घूमना और लैटिन "फ्लैजेलम" जिसका अर्थ है चाबुक या कोड़ा। यह आगे की गति के लिए उपयोग किए जाने वाले दो चाबुक जैसे संलग्नक (फ्लैजेला) को संदर्भित करता है। अधिकांश डिनोफ़्लैजेलेट्स लाल-भूरे, सेलूलोज़ कवच से संरक्षित होते हैं। अन्य फाइटोप्लांकटन की तरह, डिनोफ्लेजेलेट्स आर-रणनीतिकार हैं जो सही परिस्थितियों में खिल सकते हैं और लाल ज्वार पैदा कर सकते हैं। उत्खनन सबसे बेसल फ्लैगलेट वंश हो सकता है। ट्रोफिक अभिविन्यास द्वारा डिनोफ्लेजिलेट्स को समान रूप से वर्गीकृत नहीं किया जा सकता है। कुछ डिनोफ्लागेलेट प्रकाश संश्लेषक के रूप में जाने जाते हैं, लेकिन इनमें से एक बड़ा अंश वास्तव में मिक्सोट्रोफिक होते हैं, जो शिकार के अंतर्ग्रहण (फागोट्रोफी) के साथ प्रकाश संश्लेषण का संयोजन करते हैं। कुछ प्रजातियाँ समुद्री जानवरों और अन्य प्रोटिस्ट की एंडोसिम्बियंट हैं, और प्रवाल भित्तियों के जीव विज्ञान में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती हैं। अन्य अन्य प्रोटोजोआ से पहले के हैं, और कुछ रूप परजीवी हैं। कई डिनोफ्लेजेलेट्स मिक्सोट्रोफिक होते हैं और इन्हें फाइटोप्लांकटन के रूप में भी वर्गीकृत किया जा सकता है। विषाक्त डिनोफ्लागेलेट डिनोफिसिस एक्यूटा अपने शिकार से क्लोरोप्लास्ट प्राप्त करता है। "यह अपने आप से गुप्तजीवों को नहीं पकड़ सकता है, और इसके बजाय लाल मिरियोनेक्टा रूब्रा जैसे सिलियेट्स को निगलने पर निर्भर करता है, जो अपने क्लोरोप्लास्ट को एक विशिष्ट गुप्तजीव क्लेड (जेमिनिगेरा/प्लाजियोसेल्मिस/टेलीऑलैक्स) से अलग करते हैं।" डायनाफ़्लैजेलेट्स अक्सर अन्य जीवों के साथ सहजीवन में रहते हैं। कई नासेलेरियन रेडियोलेरियन अपने परीक्षणों के भीतर डिनोफ्लागेलेट प्रतीकों को रखते हैं। नेसेलेरियन डिनोफ्लागेलेट के लिए अमोनियम और कार्बन डाइऑक्साइड प्रदान करता है, जबकि डिनोफ्लागेलेट नेसेलेरियन को एक श्लेष्म झिल्ली प्रदान करता है जो हानिकारक आक्रमणकारियों के खिलाफ शिकार और सुरक्षा के लिए उपयोगी है। डी. एन. ए. विश्लेषण से प्रमाण मिलता है कि रेडियोलेरियन के साथ डिनोफ्लागेलेट सहजीवन अन्य डिनोफ्लागेलेट सहजीवन से स्वतंत्र रूप से विकसित हुआ, जैसे कि फोरामिनिफेरा के साथ। कुछ डिनोफ़्लैजेलेट्स बायोल्युमिनेसेंट होते हैं। इन डिनोफ्लेजेलेट्स के कारण रात में समुद्र का पानी आंतरिक रूप से चमक सकता है और नीली रोशनी से चमक सकता है। बायोल्युमिनेसेंट डिनोफ़्लैगेलेट्स में सिंटिलन होते हैं, जो अलग-अलग कोशिका-द्रव्य निकाय होते हैं जिनमें डिनोफ़्लैगलेट ल्यूसिफ़ेरेज़ होता है, जो प्रकाश में शामिल मुख्य एंजाइम होता है। लुमिनेसेंस, जिसे कभी-कभी समुद्र का फॉस्फोरेसेंस कहा जाता है, संक्षिप्त (0.1 सेकंड) नीली चमक या चिंगारी के रूप में होता है जब अलग-अलग स्किंटिलन को उत्तेजित किया जाता है, आमतौर पर यांत्रिक गड़बड़ी से, उदाहरण के लिए, एक नाव या एक तैराक या सर्फ। महासागर के तल पर समुद्री तलछट और सूक्ष्म जीवाश्म तलछट के दो मुख्य मूल हैं, स्वदेशी और जैविक। देशी तलछट कुल समुद्री तलछट का लगभग 45 प्रतिशत हिस्सा है, और भूमि पर चट्टानों के कटाव, नदियों और भूमि अपवाह, हवा से चलने वाली धूल, ज्वालामुखी या ग्लेशियरों द्वारा पीसने से उत्पन्न होता है। जैविक तलछट कुल तलछट के अन्य 55 प्रतिशत के लिए जिम्मेदार है, और समुद्री प्रोटिस्ट (एकल-कोशिका प्लैंकटन और बेंथोस सूक्ष्मजीव) के कंकाल अवशेषों में उत्पन्न होता है। बहुत कम मात्रा में अवक्षेपित खनिज और उल्कापिंड भी मौजूद हो सकते हैं। ओज़, एक समुद्री तलछट के संदर्भ में, तलछट की स्थिरता को नहीं बल्कि इसकी जैविक उत्पत्ति को संदर्भित करता है। ओज शब्द का उपयोग मूल रूप से "आधुनिक समुद्र विज्ञान के पिता" जॉन मरे द्वारा किया गया था, जिन्होंने चैलेंजर अभियान के दौरान सतह पर लाए गए रेडियोलेरियन कोशों के सिलिका जमा के लिए रेडियोलेरियन ओज शब्द का प्रस्ताव रखा था। बायोजेनिक ओज एक पेलाजिक तलछट है जिसमें समुद्री जीवों के कंकाल अवशेषों से कम से कम 30 प्रतिशत होता है। समुद्री माइक्रोबेंथोस सूक्ष्मजीव हैं जो महासागर के बेंथिक क्षेत्र में रहते हैं-जो समुद्र तल के पास या उस पर, या समुद्र तल के तलछट के भीतर या उस पर रहते हैं। बेंथोस शब्द ग्रीक से आया है, जिसका अर्थ है "समुद्र की गहराई"। माइक्रोबेंथोस महाद्वीपीय अलमारियों के समुद्र तल पर या उसके आसपास हर जगह पाए जाते हैं, साथ ही गहरे पानी में, समुद्र तल के तलछट में या उस पर अधिक विविधता के साथ। उथले पानी में, समुद्री घास के घास के मैदान, प्रवाल भित्ति और केल्प वन विशेष रूप से समृद्ध आवास प्रदान करते हैं। फोटिक क्षेत्रों में प्रकाश संश्लेषक जीवों के रूप में बेंथिक डायटम हावी होते हैं। अंतर-ज्वारीय क्षेत्रों में बदलते ज्वार-भाटा माइक्रोबेंथोस के लिए अवसरों को दृढ़ता से नियंत्रित करते हैं। फोरामिनिफेरा और डायटम दोनों में प्लैंकटनिक और बेंथिक रूप होते हैं, यानी वे पानी के स्तंभ में बह सकते हैं या समुद्र के तल पर तलछट पर रह सकते हैं। किसी भी तरह से, उनके गोले मरने के बाद समुद्र तल पर समाप्त हो जाते हैं। इन गोले का व्यापक रूप से जलवायु प्रतिनिधि के रूप में उपयोग किया जाता है। खोलों की रासायनिक संरचना उस समय समुद्र की रासायनिक संरचना का परिणाम है जब खोलों का निर्माण हुआ था। पिछले पानी के तापमान का अनुमान खोलों में स्थिर ऑक्सीजन समस्थानिकों के अनुपात से भी लगाया जा सकता है, क्योंकि हल्के समस्थानिक गर्म पानी में अधिक आसानी से वाष्पित हो जाते हैं और खोलों में भारी समस्थानिक छोड़ देते हैं। फ़ोरम और डायटम की प्रचुरता से पिछली जलवायु के बारे में जानकारी का आगे अनुमान लगाया जा सकता है, क्योंकि वे गर्म पानी में अधिक प्रचुर मात्रा में होते हैं। 66 मिलियन वर्ष पहले डायनासोर को मारने वाली अचानक विलुप्त होने की घटना ने अन्य सभी जानवरों और पौधों की प्रजातियों के तीन-चौथाई को भी विलुप्त कर दिया। हालाँकि, बाद में गहरे समुद्र में बेंथिक फ़ोरम फले-फूले। 2020 में यह बताया गया कि शोधकर्ताओं ने इन बेंथिक फ़ोरम के हजारों नमूनों की रासायनिक संरचना की जांच की है और पृथ्वी का अब तक का सबसे विस्तृत जलवायु रिकॉर्ड बनाने के लिए अपने निष्कर्षों का उपयोग किया है। कुछ एंडोलिथ का जीवन बहुत लंबा होता है। 2013 में शोधकर्ताओं ने समुद्र तल में एंडोलिथ के साक्ष्य की सूचना दी, शायद लाखों साल पुराने, 10,000 साल की पीढ़ी के समय के साथ। ये धीरे-धीरे चयापचय कर रहे हैं और निष्क्रिय अवस्था में नहीं हैं। साइबेरिया में पाए जाने वाले कुछ एक्टिनोमाइसेटोटा आधे मिलियन वर्ष पुराने होने का अनुमान है। डॉ. लिन मार्गुलिस ने अपनी 1991 की पुस्तक 'सिम्बायोसिस ए सोर्स ऑफ इवोल्यूशनरी इनोवेशन' में एक मेजबान और उसके आसपास रहने वाली कई अन्य प्रजातियों के संयोजन के रूप में होलोबियोन्ट की अवधारणा को परिभाषित किया था, जो एक साथ एक असतत पारिस्थितिक इकाई बनाते हैं। होलोबियंट के घटक अलग-अलग प्रजातियाँ या बायोन्ट्स होते हैं, जबकि सभी बायोन्ट्स का संयुक्त जीनोम होलोजेनोम होता है। अवधारणा बाद में इस मूल परिभाषा के बाद से विकसित हुई है, जिसमें मेजबान से जुड़ी सूक्ष्मजीव प्रजातियों पर ध्यान केंद्रित किया गया है। इस प्रकार होलोबियंट में मेजबान, विरोम, माइक्रोबायोम और अन्य सदस्य शामिल हैं, जो सभी किसी न किसी तरह से पूरे के कार्य में योगदान करते हैं। एक होलोबियंट में आम तौर पर एक यूकेरियोट मेजबान और सभी सहजीवी वायरस, बैक्टीरिया, कवक आदि शामिल होते हैं। जो उस पर या उसके अंदर रहते हैं। हालाँकि, इस बात पर विवाद है कि क्या होलोबियंट को एकल विकासवादी इकाइयों के रूप में देखा जा सकता है। रीफ-निर्माण प्रवाल अच्छी तरह से अध्ययन किए गए होलोबियंट हैं जिनमें प्रवाल स्वयं (एंथोजोआ वर्ग के भीतर एक यूकेरियोटिक अकशेरुकी), ज़ूक्सैंथेला (सिम्बायोडिनियम) नामक प्रकाश संश्लेषक डिनोफ़्लैजेलेट्स और संबंधित बैक्टीरिया और वायरस शामिल हैं। प्रवाल सूक्ष्मजीव समुदायों और प्रवाल जातिजनन के लिए सह-विकासवादी पैटर्न मौजूद हैं। समुद्री खाद्य जाल समुद्री सूक्ष्मजीव समुद्री खाद्य जाल में केंद्रीय भूमिका निभाते हैं। वायरल शंट पाथवे एक ऐसा तंत्र है जो समुद्री माइक्रोबियल पार्टिकुलेट कार्बनिक पदार्थ (पी. ओ. एम.) को घुलनशील कार्बनिक पदार्थ (डी. ओ. एम.) में पुनर्चक्रित करके ट्रोफिक स्तरों को स्थानांतरित करने से रोकता है, जिसे सूक्ष्मजीव आसानी से ले सकते हैं। वायरल शंटिंग समुद्री सूक्ष्मजीव की एक प्रजाति को सूक्ष्म-पर्यावरण पर हावी होने से रोककर सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी तंत्र के भीतर विविधता को बनाए रखने में मदद करता है। वायरल शंट मार्ग द्वारा पुनर्नवीनीकरण किया गया डी. ओ. एम. समुद्री डी. ओ. एम. के अन्य मुख्य स्रोतों द्वारा उत्पन्न राशि के बराबर है। विशिष्ट समुदाय सी आइस माइक्रोबियल कम्युनिटीज (एस. आई. एम. सी. ओ.) ध्रुवों पर समुद्री बर्फ के इंटरफेस के भीतर और वहां रहने वाले सूक्ष्मजीवों के समूहों को संदर्भित करता है। वे जिस बर्फ मैट्रिक्स में रहते हैं, उसमें लवणता, प्रकाश, तापमान और पोषक तत्वों के मजबूत ऊर्ध्वाधर ढाल होते हैं। समुद्री बर्फ रसायन विज्ञान लवण की लवणता से सबसे अधिक प्रभावित होता है जो पी. एच. और घुलनशील पोषक तत्वों और गैसों की सांद्रता को प्रभावित करता है। पिघलती समुद्री बर्फ के दौरान बनने वाला लवण समुद्र की बर्फ में छिद्र और चैनल बनाता है जिसमें ये रोगाणु जीवित रह सकते हैं। इन प्रवणताओं और गतिशील स्थितियों के परिणामस्वरूप, बर्फ की निचली परत में रोगाणुओं की अधिक मात्रा पाई जाती है, हालांकि कुछ मध्य और ऊपरी परतों में पाए जाते हैं। हाइड्रोथर्मल वेंट वे स्थान हैं जहाँ विवर्तनिक प्लेटें अलग हो रही हैं और फैल रही हैं। यह समुद्र के पानी को पृथ्वी की पपड़ी में प्रवेश करने की अनुमति देता है जहां इसे मैग्मा द्वारा गर्म किया जाता है। बढ़ता दबाव और तापमान पानी को इन छिद्रों से वापस बाहर निकलने के लिए मजबूर करता है, रास्ते में, पानी उन चट्टानों से घुलित खनिज और रसायन जमा करता है जिनका सामना वह करता है। छिद्रों को तापमान और रासायनिक संरचना द्वारा फैलते छिद्रों के रूप में चिह्नित किया जा सकता है जो आमतौर पर 30 डिग्री सेल्सियस से नीचे स्पष्ट अपेक्षाकृत ठंडा पानी छोड़ते हैं, सफेद धूम्रपान करने वाले जो गर्म तापमान पर दूधिया रंग का पानी उत्सर्जित करते हैं, लगभग 200-330 °C, और काले धूम्रपान करने वाले जो गर्म तापमान पर सल्फाइड के संचित अवक्षेपों द्वारा काला पानी उत्सर्जित करते हैं, लगभग 300-400 °C। हाइड्रोथर्मल वेंट माइक्रोबियल समुदाय सूक्ष्म एककोशिकीय जीव हैं जो हाइड्रोथर्मल वेंट के आसपास रासायनिक रूप से अलग क्षेत्र में रहते हैं और प्रजनन करते हैं। इनमें माइक्रोबियल मैट में जीव, मुक्त तैरती कोशिकाएं और जानवरों के साथ एंडोसिम्बायोटिक संबंधों में बैक्टीरिया शामिल हैं। क्योंकि इन गहराई पर कोई सूरज की रोशनी नहीं होती है, ऊर्जा कीमोसिंथेसिस द्वारा प्रदान की जाती है जहां सहजीवी बैक्टीरिया और आर्किया खाद्य श्रृंखला के निचले हिस्से का निर्माण करते हैं और विशाल ट्यूब वर्म और पोम्पेई वर्म जैसे विभिन्न जीवों का समर्थन करने में सक्षम होते हैं। ये जीव इन हाइड्रोथर्मल वेंट क्षेत्रों में जारी रासायनिक ऊर्जा का उपयोग करने और प्राप्त करने के लिए इस सहजीवी संबंध का उपयोग करते हैं। केमोलिथोआटोट्रॉफिक बैक्टीरिया कार्बन को कार्बनिक रूपों में स्थिर करने के लिए हाइड्रोथर्मल वेंट में भूवैज्ञानिक गतिविधि से पोषक तत्व और ऊर्जा प्राप्त कर सकते हैं। वायरस भी हाइड्रोथर्मल वेंट माइक्रोबियल समुदाय का एक हिस्सा हैं और इन पारिस्थितिकी प्रणालियों में माइक्रोबियल पारिस्थितिकी पर उनका प्रभाव अनुसंधान का एक बढ़ता हुआ क्षेत्र है। वायरस समुद्र में सबसे प्रचुर मात्रा में पाए जाने वाले जीवन हैं, जो आनुवंशिक विविधता के सबसे बड़े भंडार को आश्रय देते हैं। चूँकि उनके संक्रमण अक्सर घातक होते हैं, वे मृत्यु दर का एक महत्वपूर्ण स्रोत हैं और इस प्रकार समुद्र के भीतर जैविक समुद्र विज्ञान प्रक्रियाओं, विकास और जैव-भूरासायनिक चक्रण पर व्यापक प्रभाव डालते हैं। हालांकि यह संकेत देने के लिए सबूत पाए गए हैं कि वेंट आवासों में पाए जाने वाले वायरस ने परजीवी विकासवादी रणनीति की तुलना में अधिक पारस्परिकता को अपनाया है ताकि वे चरम और अस्थिर वातावरण में जीवित रह सकें। गहरे समुद्र में हाइड्रोथर्मल वेंट्स में बड़ी संख्या में वायरस पाए गए जो उच्च वायरल उत्पादन का संकेत देते हैं। अन्य समुद्री वातावरणों की तरह, गहरे समुद्र के हाइड्रोथर्मल वायरस प्रोकैरियोट्स की प्रचुरता और विविधता को प्रभावित करते हैं और इसलिए अपने मेजबानों को दोहराने के लिए सूक्ष्मजीव जैव-भूरासायनिक चक्रण को प्रभावित करते हैं। हालांकि, मृत्यु दर और जनसंख्या नियंत्रण के स्रोत के रूप में उनकी भूमिका के विपरीत, वायरस को आनुवंशिक जानकारी के भंडार के रूप में कार्य करते हुए चरम वातावरण में प्रोकैरियोट्स के अस्तित्व को बढ़ाने के लिए भी माना गया है। इसलिए पर्यावरणीय तनावों के तहत सूक्ष्मजीवों के साथ विषाणुमंडल की अंतःक्रियाओं को क्षैतिज जीन हस्तांतरण के माध्यम से मेजबान जीन के फैलाव के माध्यम से सूक्ष्मजीवों के अस्तित्व में सहायता करने के लिए सोचा जाता है। गहरा जीवमंडल और श्याम पदार्थ गहरा जीवमंडल जीवमंडल का वह हिस्सा है जो सतह के पहले कुछ मीटर के नीचे रहता है। यह महाद्वीपीय सतह से कम से कम 5 किलोमीटर नीचे और समुद्र की सतह से 10 किलोमीटर नीचे फैला हुआ है, जिसका तापमान 100 डिग्री सेल्सियस से अधिक हो सकता है। सतह के ऊपर जीवित जीव कार्बनिक पदार्थों और ऑक्सीजन का उपभोग करते हैं। नीचे, ये उपलब्ध नहीं हैं, इसलिए वे विभिन्न रासायनिक प्रक्रियाओं, मीथेन, कम सल्फर यौगिकों और अमोनियम द्वारा चट्टानों से जारी हाइड्रोजन जैसे "खाद्य पदार्थ" (इलेक्ट्रॉन दाता) का उपयोग करते हैं। वे नाइट्रेट्स और नाइट्राइट्स, मैंगनीज और आयरन ऑक्साइड, ऑक्सीकृत सल्फर यौगिकों और कार्बन डाइऑक्साइड जैसे इलेक्ट्रॉन स्वीकारकों को "सांस" लेते हैं। अधिक गहराई पर बहुत कम ऊर्जा होती है, और चयापचय सतह की तुलना में दस लाख गुना धीमा हो सकता है। कोशिकाएँ विभाजित होने से पहले हजारों वर्षों तक जीवित रह सकती हैं और उनकी उम्र की कोई ज्ञात सीमा नहीं है। उपसतह बैक्टीरिया और आर्किया में बायोमास का लगभग 90 प्रतिशत और जीवमंडल के लिए कुल बायोमास का 15 प्रतिशत है। यूकेरियोट्स भी पाए जाते हैं, ज्यादातर सूक्ष्म, लेकिन कुछ बहुकोशिकीय जीवन सहित। वायरस भी मौजूद होते हैं और रोगाणुओं को संक्रमित करते हैं। 2018 में, डीप कार्बन ऑब्जर्वेटरी के शोधकर्ताओं ने घोषणा की कि पृथ्वी पर 70 प्रतिशत बैक्टीरिया और आर्किया सहित जीवन रूप, कुल 23 बिलियन टन कार्बन का बायोमास, समुद्र तल के नीचे सहित गहरे भूमिगत तक रहते हैं। 2019 में सतह के नीचे रहने वाले सूक्ष्मजीवों की खोज की गई, जो सल्फर को सांस लेते हैं और पाइराइट जैसी चट्टानों को अपने नियमित खाद्य स्रोत के रूप में खाते हैं। यह खोज पृथ्वी पर सबसे पुराने ज्ञात पानी में हुई। 2020 में शोधकर्ताओं ने बताया कि उन्होंने पाया था कि अब तक का सबसे लंबे समय तक जीवित जीवन रूप क्या हो सकता हैः एरोबिक सूक्ष्मजीव जो 101.5 मिलियन वर्षों तक अर्ध-निलंबित एनीमेशन में थे। सूक्ष्मजीव दक्षिण प्रशांत गिर (एस. पी. जी.) में समुद्र तल के नीचे जैविक रूप से खराब तलछट में पाए गए, जो "समुद्र में सबसे घातक स्थान" है। आज तक जीवविज्ञानी प्रयोगशाला में अधिकांश सूक्ष्मजीवों का संवर्धन करने में असमर्थ रहे हैं। यह विशेष रूप से बैक्टीरिया और आर्किया पर लागू होता है, और ज्ञान की कमी या आवश्यक विकास स्थितियों की आपूर्ति करने की क्षमता की कमी के कारण होता है। माइक्रोबियल डार्क मैटर शब्द का उपयोग सूक्ष्मजीवों का वर्णन करने के लिए किया जाने लगा है, वैज्ञानिकों को पता है कि वे हैं लेकिन संवर्धन में असमर्थ हैं, और जिनके गुण इसलिए मायावी बने हुए हैं। माइक्रोबियल डार्क मैटर भौतिकी और ब्रह्मांड विज्ञान के डार्क मैटर से असंबंधित है, लेकिन इसे प्रभावी ढंग से अध्ययन करने में कठिनाई के लिए तथाकथित है। इसके सापेक्ष परिमाण का अनुमान लगाना कठिन है, लेकिन स्वीकृत सकल अनुमान यह है कि किसी दिए गए पारिस्थितिक क्षेत्र में एक प्रतिशत से भी कम सूक्ष्मजीव प्रजातियां संवर्धन योग्य हैं। हाल के वर्षों में पर्यावरण के नमूनों से उनके जीनोम डीएनए अनुक्रम को सीखने और फिर उनके अनुक्रमित जीनोम से उनके चयापचय के बारे में अंतर्दृष्टि प्राप्त करने, उनकी खेती के लिए आवश्यक ज्ञान को बढ़ावा देने के माध्यम से माइक्रोबियल डार्क मैटर को अधिक समझने का प्रयास किया जा रहा है। सूक्ष्मजीव विविधता नमूना तकनीक सूक्ष्मजीवों की पहचान करना पारंपरिक रूप से, सूक्ष्मजीवों के जातिजनन का अनुमान लगाया गया था और उनके वर्गीकरण को आकृति विज्ञान के अध्ययन के आधार पर स्थापित किया गया था। हालांकि, आणविक फैलोजेनेटिक्स में विकास ने प्रजातियों के विकासवादी संबंधों को उनकी गहरी विशेषताओं का विश्लेषण करके स्थापित करने की अनुमति दी है, जैसे कि उनके डीएनए और प्रोटीन अनुक्रम, उदाहरण के लिए राइबोसोमल डीएनए। आसानी से सुलभ रूपात्मक विशेषताओं की कमी, जैसे कि जानवरों और पौधों में मौजूद, विशेष रूप से बैक्टीरिया और आर्किया को वर्गीकृत करने के शुरुआती प्रयासों में बाधा डालती है। इसके परिणामस्वरूप गलत, विकृत और भ्रमित वर्गीकरण हुआ, जिसका एक उदाहरण, कार्ल वोज़ ने उल्लेख किया, स्यूडोमोनास है जिसकी व्युत्पत्ति विडंबनापूर्ण रूप से इसकी वर्गीकरण, अर्थात् "गलत इकाई" से मेल खाती है। कई बैक्टीरियल टैक्सों को मॉलिक्यूलर फाइलोजेनेटिक्स का उपयोग करके पुनर्वर्गीकृत या पुनर्परिभाषित किया गया है। आणविक अनुक्रमण में हाल के विकास ने सीधे पर्यावरणीय नमूनों से जीनोम की पुनर्प्राप्ति और संवर्धन की आवश्यकता से बचने की अनुमति दी है। उदाहरण के लिए, इसने बैक्टीरियल फाइला की विविधता के ज्ञान में तेजी से विस्तार किया है। ये तकनीकें जीनोम-रिज़ॉल्व्ड मेटाजेनॉमिक्स और सिंगल-सेल जीनोमिक्स हैं। नई अनुक्रमण प्रौद्योगिकियों और अनुक्रम डेटा के संचय के परिणामस्वरूप एक प्रतिमान परिवर्तन हुआ है, जो उच्च जीवों के भीतर सूक्ष्मजीव समुदायों की सर्वव्यापीता और पारिस्थितिकी तंत्र के स्वास्थ्य में सूक्ष्मजीवों की महत्वपूर्ण भूमिकाओं दोनों पर प्रकाश डालता है। इन नई संभावनाओं ने सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी में क्रांति ला दी है, क्योंकि उच्च-थ्रूपुट तरीके से जीनोम और मेटाजेनॉम का विश्लेषण व्यक्तिगत सूक्ष्मजीवों के साथ-साथ उनके प्राकृतिक आवासों में पूरे समुदायों की कार्यात्मक क्षमता को संबोधित करने के लिए कुशल तरीके प्रदान करता है। ओमिक्स डेटा का उपयोग करना ओमिक्स एक ऐसा शब्द है जिसका उपयोग अनौपचारिक रूप से जीव विज्ञान की उन शाखाओं को संदर्भित करने के लिए किया जाता है जिनके नाम प्रत्यय-ओमिक्स में समाप्त होते हैं, जैसे कि जीनोमिक्स, प्रोटिओमिक्स, मेटाबोलोमिक्स और ग्लाइकोमिक्स। समुद्री ओमिक्स हाल ही में अपने स्वयं के अनुसंधान के क्षेत्र के रूप में उभरा है। ओमिक्स का उद्देश्य सामूहिक रूप से जैविक अणुओं के पूल की विशेषता और मात्रा निर्धारित करना है जो किसी जीव या जीव की संरचना, कार्य और गतिशीलता में परिवर्तित होते हैं। उदाहरण के लिए, कार्यात्मक जीनोमिक्स का उद्देश्य किसी दिए गए जीव के अधिक से अधिक जीनों के कार्यों की पहचान करना है। यह विभिन्न-ओमिक्स तकनीकों जैसे ट्रांसक्रिप्टोमिक्स और प्रोटिओमिक्स को संतृप्त उत्परिवर्ती संग्रहों के साथ जोड़ती है। मूल जीनोम से परे कई ओम उपयोगी हो गए हैं और हाल के वर्षों में अनुसंधान वैज्ञानिकों द्वारा व्यापक रूप से अपनाए गए हैं। प्रत्यय-ओमिक्स एक क्षेत्र को समाहित करने के लिए एक आसान आशुलिपि प्रदान कर सकता है; उदाहरण के लिए, एक अंतःक्रिया विज्ञान अध्ययन जीन-जीन, प्रोटीन-प्रोटीन, या प्रोटीन-लिगैंड अंतःक्रियाओं के बड़े पैमाने पर विश्लेषण से संबंधित है, जबकि प्रोटिओमिक्स बड़े पैमाने पर प्रोटीन का अध्ययन करने के लिए एक शब्द के रूप में स्थापित हो गया है। कोई भी ओमिक्स तकनीक, जिसका उपयोग केवल अपने आप किया जाता है, एक मेजबान माइक्रोबायोम की पेचीदगियों को पर्याप्त रूप से अलग नहीं कर सकती है। मेजबान-माइक्रोबायोम अंतःक्रियाओं की जटिलताओं को संतोषजनक रूप से उजागर करने के लिए बहु-ओमिक्स दृष्टिकोण की आवश्यकता होती है। उदाहरण के लिए, मेटाजेनॉमिक्स, मेटाट्रांसक्रिप्टोमिक्स, मेटाप्रोटोमिक्स और मेटाबोलोमिक्स विधियों का उपयोग मेटाजेनम के बारे में जानकारी प्रदान करने के लिए किया जाता है। देखिए। ब्रूवर, जे. डी. और बक-विसे, एच. (2018) "रीडिंग द बुक ऑफ लाइफ-ओमिक्स एज़ ए यूनिवर्सल टूल एक्रॉस डिसिप्लिन्स"। युवा 8 में-सीमाओं के पार महासागरः एक दूसरे से सीखना, पृष्ठ 73-82। स्प्रिंगर। .. मानवजनित प्रभाव समुद्री वातावरण में, सूक्ष्मजीवों का प्राथमिक उत्पादन कार्बन डाइऑक्साइड के पृथक्करण में काफी योगदान देता है। समुद्री सूक्ष्मजीव भी समुद्री खाद्य जाल में उपयोग के लिए पोषक तत्वों का पुनर्चक्रण करते हैं और इस प्रक्रिया में वातावरण में CO2 छोड़ते हैं। माइक्रोबियल बायोमास और अन्य कार्बनिक पदार्थ (पौधों और जानवरों के अवशेष) लाखों वर्षों में जीवाश्म ईंधन में परिवर्तित हो जाते हैं। इसके विपरीत, जीवाश्म ईंधन का जलना उस समय के एक छोटे से हिस्से में ग्रीनहाउस गैसों को मुक्त करता है। नतीजतन, कार्बन चक्र संतुलन से बाहर है, और वायुमंडलीय CO2 का स्तर तब तक बढ़ता रहेगा जब तक कि जीवाश्म ईंधन जलते रहेंगे। साइनोबैक्टीरिया के रूप में जाने जाने वाले समुद्री सूक्ष्मजीव पहली बार लगभग 2 अरब साल पहले प्रीकैम्ब्रियन युग के दौरान महासागरों में उभरे थे। सदियों से, ऑक्सीजन द्वारा उत्पन्न समुद्री सूक्ष्मजीवों के प्रकाश संश्लेषण ने पौधों, जानवरों और कई अन्य जीवन रूपों के विकास में रासायनिक वातावरण को आकार देने में मदद की है। समुद्री सूक्ष्मजीवों को पहली बार 1675 में डच लेंस निर्माता एंटोनी वैन लीउवेनहोक द्वारा देखा गया था। समुद्री जीवन गहरे क्लोरोफिल अधिकतम हवाई महासागर समय-श्रृंखला समुद्री सूक्ष्मजीवों की अंतर्राष्ट्रीय जनगणना समुद्री सूक्ष्मजीव सहजीवन सूक्ष्मजीव जैव भूगोल सूक्ष्मजीव समुदाय सूक्ष्मजीव पारिस्थितिकी सूक्ष्मजीव खाद्य वेब सूक्ष्मजीव लूप सल्फर का सूक्ष्मजीव ऑक्सीकरण सल्फेट को कम करने वाले सूक्ष्मजीव सूक्ष्मजीव प्रेरित तलछटी संरचना ऑक्सीजन न्यूनतम क्षेत्रों की सूक्ष्म जीव विज्ञान महासागरीय कार्बन चक्र ओयड पिकोयूकेरियोट रोज़ोबैक्टर संदर्भ सामान्य संदर्भ हक बी. यू. और बोर्समा ए। (एडस्.) 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