Marine holobiont
ஹோலோபியோன்ட் கருத்து என்பது உயிரியலில் ஒரு புதுப்பிக்கப்பட்ட முன்னுதாரணமாகும், இது கடல் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் முக்கிய பங்கு வகிக்கும் புரவலன்-நுண்ணுயிர் தொடர்புகள் போன்ற சிக்கலான அமைப்புகளை விவரிக்கவும் புரிந்து கொள்ளவும் உதவும். இருப்பினும், இந்த உறவுகளை நிர்வகிக்கும் வழிமுறைகள், அவற்றை வடிவமைக்கும் பரிணாம செயல்முறைகள் மற்றும் அவற்றின் சுற்றுச்சூழல் விளைவுகள் குறித்து இன்னும் சிறிய புரிதல் உள்ளது. ஒரு புரவலன் மற்றும் அது தொடர்பு கொள்ளும் அதனுடன் தொடர்புடைய நுண்ணுயிரியும், ஒரு ஹோலோபியான்டை உருவாக்குகிறது, மேலும் அதன் உயிரியல், சூழலியல் மற்றும் பரிணாமத்தைப் புரிந்துகொள்ள ஒரு ஒத்திசைவான உயிரியல் மற்றும் செயல்பாட்டு அலகாக ஒன்றாக ஆய்வு செய்யப்பட வேண்டும் என்று ஹோலோபியான்ட் கருத்து கூறுகிறது. 1905 ஆம் ஆண்டில் கான்ஸ்டான்டின் மெரெஷ்கோவ்ஸ்கியால் எண்டோசிம்பியோசிஸ் கோட்பாடு முதன்முதலில் முன்மொழியப்பட்டு, 1925 ஆம் ஆண்டில் இவான் வாலினால் மேலும் உருவாக்கப்பட்டபோது, புனிதத்தன்மை பற்றிய யோசனை உயிரியலில் மீண்டும் பிரபலமடையத் தொடங்கியது. இன்றும் ஏற்றுக்கொள்ளப்பட்ட இந்தக் கோட்பாடு, பாகோசைட்டோசிஸ் வழியாக (ஆர்க்கிபால்ட், 2015 இல் மதிப்பாய்வு செய்யப்பட்டது) முதல் மைட்டோகாண்ட்ரியா மற்றும் பின்னர் பிளாஸ்டிட்களை (பல சுயாதீனமான சிம்பயாடிக் நிகழ்வுகள் மூலம் பிந்தையது) உருவாக்குவதற்கு புரோக்கரியோட்டுகளின் சிம்பயாடிக் ஒருங்கிணைப்பு மூலம் யூகாரியோடிக் உயிரணுக்களுக்கு ஒரு ஒற்றை தோற்றத்தை முன்வைக்கிறது. யூகாரியோடிக் வாழ்க்கையின் வளர்சிதை மாற்ற மற்றும் செல்லுலார் சிக்கலைத் தூண்டிய இந்த மூதாதையர் மற்றும் ஸ்தாபக சிம்பயாடிக் நிகழ்வுகள் பெரும்பாலும் கடலில் நிகழ்ந்தன. எண்டோசிம்பியோசிஸ் கோட்பாட்டை பொதுவாக ஏற்றுக்கொண்ட போதிலும், ஹோலோபியோசிஸ் அல்லது ஹோலோபியோன்ட் என்ற சொல் உடனடியாக அறிவியல் மொழியில் நுழையவில்லை. இது 1943 ஆம் ஆண்டில் ஜெர்மன் அடால்ஃப் மேயர்-அபிச் மற்றும் 1990 ஆம் ஆண்டில் லின் மார்குலிஸ் ஆகியோரால் சுயாதீனமாக உருவாக்கப்பட்டது, அவர் பரிணாமம் முக்கியமாக சிம்பியோசிஸ்-உந்துதல் பாய்ச்சல்கள் மூலம் செயல்படுகிறது என்று முன்மொழிந்தார், இது உயிரினங்களை புதிய வடிவங்களில் இணைத்தது, இது "ஹோலோபியோன்ட்ஸ்" என்று குறிப்பிடப்படுகிறது, மேலும் இரண்டாம் நிலை படிப்படியான பிறழ்வு மாற்றங்கள் மூலம் மட்டுமே. இருப்பினும், ஒரு தசாப்தத்திற்குப் பிறகு பவள உயிரியலாளர்களால் இணைக்கப்படும் வரை இந்த கருத்து பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படவில்லை. பவளப்பாறைகள் மற்றும் ஜூக்ஸாந்தெல்லா எனப்படும் டைனோஃப்ளாஜிலேட் பாசிகள் இயற்கையில் காணப்படும் சிம்பியோஸ்களின் மிகச் சிறந்த எடுத்துக்காட்டுகளில் ஒன்றாகும்; பெரும்பாலான பவளப்பாறைகள் அவற்றின் எண்டோசிம்பியோடிக் பாசிகளால் வழங்கப்பட்ட ஒளிச்சேர்க்கையின் தயாரிப்புகள் இல்லாமல் நீண்ட காலம் உயிர்வாழ முடியாது. ரோஹ்வர் மற்றும் பலர். (2002) பவளப்பாறைகளுக்கான தேர்வு சென்சு மார்குலிஸின் ஒரு அலகை விவரிக்க ஹோலோபியோன்ட் என்ற வார்த்தையை முதன்முதலில் பயன்படுத்தினர், அங்கு ஹோலோபியோன்ட் சினிடேரியன் பாலிப் (புரவலன்), ஜூக்ஸாந்தெல்லா பாசிகள், பல்வேறு எக்டோசிம்பியோண்ட்கள் (எண்டோலிதிக் பாசிகள், புரோக்கரியோட்டுகள், பூஞ்சைகள், பிற ஒரு செல்லுலார் யூகாரியோட்டுகள்) மற்றும் வைரஸ்களை உள்ளடக்கியது. ஆரம்பத்தில் கடல் உயிரினங்களைப் பற்றிய ஆய்வுகளால் உந்தப்பட்டாலும், ஹோலோபியான்ட்களின் வளர்ந்து வரும் பண்புகள் மற்றும் முக்கியத்துவம் குறித்த பெரும்பாலான ஆராய்ச்சிகள் பிற ஆராய்ச்சித் துறைகளில் மேற்கொள்ளப்பட்டுள்ளனஃ தாவரங்களின் வேர்க்கோளம் அல்லது விலங்கு குடலின் நுண்ணுயிரிகள் முக்கிய மாதிரிகளாக மாறி, வேளாண் மற்றும் மருத்துவ அறிவியலில் தொடர்ச்சியான முன்னுதாரண மாற்றத்திற்கு வழிவகுத்தன. ஹோலோபியான்டுகள் நிலப்பரப்பு மற்றும் நீர்வாழ் வாழ்விடங்களில் ஒரே மாதிரியாக நிகழ்கின்றன, மேலும் இந்த சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளுக்கு இடையே பல ஒப்புமைகளை உருவாக்க முடியும். எடுத்துக்காட்டாக, இந்த வாழ்விடங்கள் அனைத்திலும், இரசாயன பாதுகாப்புகளின் தூண்டல், ஊட்டச்சத்து கையகப்படுத்தல் அல்லது பயோஃபில்ம் உருவாக்கம் போன்ற ஹோலோபியான்டுகளுக்கு உள்ளேயும் அதற்கு உள்ளேயும் உள்ள தொடர்புகள் சுற்றுச்சூழலில் உள்ள இரசாயன குறிப்புகள் மற்றும் சமிக்ஞைகளால் மத்தியஸ்தம் செய்யப்படுகின்றன, அவை தகவல் இரசாயனங்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன. ஆயினும்கூட, நிலப்பரப்பு மற்றும் நீர்வாழ் அமைப்புகளுக்கு இடையிலான இரண்டு முக்கிய வேறுபாடுகளை நாம் அடையாளம் காணலாம். முதலாவதாக, நீரின் இயற்பியல் வேதியியல் பண்புகள் அதிக வேதியியல் இணைப்பு மற்றும் நீர்வாழ் அல்லது ஈரப்பதமான சூழலில் உள்ள மேக்ரோ மற்றும் நுண்ணுயிரிகளுக்கு இடையே சமிக்ஞையை ஏற்படுத்துகின்றன. கடல்சார் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில், கார்பன் பாய்ச்சல்கள் விரைவாகவும், ட்ரோபிக் முறைகள் மிகவும் நெகிழ்வானதாகவும் தோன்றுகின்றன, இது ஹோலோபியான்டுகள் முழுவதும் செயல்பாட்டு தொடர்புகளின் அதிக பிளாஸ்டிசிட்டிக்கு வழிவகுக்கிறது. மேலும், சிதறல் தடைகள் பொதுவாக குறைவாக இருக்கும், இது கடல் ஹோலோபியான்டுகளில் விரைவான நுண்ணுயிர் சமூக மாற்றங்களை அனுமதிக்கிறது. இரண்டாவதாக, பரந்த வகைபிரித்தல் அளவுகளில் பைலோஜெனெடிக் பன்முகத்தன்மை (அதாவது, சுப்ரா-ராஜ்யம், இராச்சியம் மற்றும் பைலம் நிலைகள்), நிலத்துடன் ஒப்பிடும்போது நீர்வாழ் பகுதிகளில் அதிகமாக உள்ளது, பெரும்பாலான நீர்வாழ் பன்முகத்தன்மை இன்னும் கண்டுபிடிக்கப்படவில்லை, குறிப்பாக கடல் வைரஸ்கள். ரஷ்ய பொம்மை சிக்கலானது ஹோலோபியான்ட்களின் எல்லைகள் பொதுவாக ஒரு இயற்பியல் சாய்வால் வரையறுக்கப்படுகின்றன, இது புரவலனின் உள்ளூர் செல்வாக்கின் பகுதியுடன் ஒத்திருக்கிறது, எ. கா., ஒரு செல்லுலார் ஆல்கா-பைகோஸ்பியர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், அவை ஒரு ரஷ்ய மெட்ரியோஷ்கா பொம்மை என்ற சூழலைப் பொறுத்து வரையறுக்கப்படலாம், இது கருதப்படும் தொடர்புகள் மற்றும் உயிரியல் செயல்பாடுகளைப் பொறுத்து ஹோலோபியான்டின் எல்லைகளை அமைக்கிறது. எனவே ஹோலோபியான்டுகள் சமூகம் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு நிலை வரை அதிக அளவிலான இணை பரிணாமத்துடன் நெருக்கமான எண்டோசிம்பியோசிஸ் முதல் ஹோஸ்ட்-சிம்பியான்ட் சங்கங்களின் அனைத்து நிலைகளையும் உள்ளடக்கியிருக்கலாம்; "நெஸ்டட் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகள்" என்று குறிப்பிடப்படும் ஒரு கருத்து (வரைபடத்தைப் பார்க்கவும்). வலதுபுறத்தில் உள்ள வரைபடத்தில், புரவலன் (நீல வட்டங்கள்) மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய நுண்ணுயிரிகள் (மற்ற அனைத்து வடிவங்களும்) பாக்டீரியா மற்றும் யூகாரியோட்டுகள் உட்பட உள்ளே (அதாவது, எண்டோசிம்பயாடிக்) அல்லது புரவலனுக்கு வெளியே (அதாவது, எக்டோசிம்பயாடிக்) முறையே நன்மை பயக்கும் (திடமான ஆரஞ்சு கோடுகள்), நடுநிலை (திடமான நீல கோடுகள்) அல்லது நோய்க்கிருமி (சிதைந்த கருப்பு கோடுகள்) தொடர்புகளால் இணைக்கப்பட்டுள்ளன. நன்மை அல்லது நடுநிலையிலிருந்து நோய்க்கிருமி தொடர்புகளுக்கு ஏற்படும் மாற்றங்கள் டிஸ்பியோசிஸின் பொதுவான நிகழ்வுகளாகும். வெவ்வேறு கிளஸ்டர்கள் பின்வரும் எடுத்துக்காட்டுகளால் விளக்கப்பட்டுள்ளனஃ 1, நிலையான உடலியல் நிலையில் ஒரு மாதிரி ஹோலோபியான்ட் (எ. கா., கட்டுப்படுத்தப்பட்ட ஆய்வக நிலையில்); 2 மற்றும் 3, ஹோலோபியான்டுகள் அவற்றின் வாழ்க்கைச் சுழற்சியின் போது மாறுகின்றன அல்லது மன அழுத்த நிலைமைகளுக்கு உட்படுத்தப்படுகின்றன-செங்குத்தாக பரவும் நுண்ணுயிரிகளின் எடுத்துக்காட்டுகள் வெளிர் நீல அம்புகளால் குறிக்கப்படுகின்றன; 4 மற்றும் 5, உலகளாவிய மாதிரி பிரச்சாரங்கள் அல்லது நீண்ட காலத் தொடர்களின் சூழலில் கடல் ஹோலோபியான்டுகள்-நுண்ணுயிரிகள் மற்றும் ஹோலோபியான்டுகளின் கிடைமட்ட பரிமாற்றத்தின் எடுத்துக்காட்டுகள் இளஞ்சிவப்பு அம்புகளால் விளக்கப்பட்டுள்ளன. இத்தகைய கருத்தியல் முன்னோக்கு ஹோலோபியான்டுகளின் வெவ்வேறு கூறுகள் மற்றும் அவற்றின் இயக்கவியலை நிர்வகிக்கும் செயல்முறைகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு குறித்து மட்டுமல்லாமல், பொருத்தமான தேர்வு அலகுகள் மற்றும் இணை பரிணாமத்தின் பங்கு பற்றியும் அடிப்படை கேள்விகளை எழுப்புகிறது. உதாரணமாக, தாவர மற்றும் விலங்கு பரிணாமம் ஹோலோபியான்டின் உறுப்பினர்களால் இணைந்து உருவாக்கப்பட்ட புதிய செயல்பாடுகளை உள்ளடக்கியது அல்லது அவற்றில் தேவையற்ற செயல்பாடுகளை நீக்குகிறது, மேலும் இந்த செயல்முறைகள் கடல் ஹோலோபியான்டுகளிலும் பொருத்தமானவை. யூஜின் ரோசன்பெர்க் மற்றும் பலர். அனைத்து விலங்குகள் மற்றும் தாவரங்களையும் ஹோலோபியான்டுகளாகக் கருதலாம் என்று அவர்கள் வாதிட்டனர், இதனால் ஹோலோகெனோம் பரிணாமக் கோட்பாட்டை ஆதரிக்கின்றனர், இது இயற்கை தேர்வு ஹோலோபியான்ட் மற்றும் அதன் ஹோலோகெனோம் மட்டத்தில் செயல்படுகிறது என்று கூறுகிறது. ஹோலோபியோன்ட் பற்றிய மார்குலிஸின் வரையறையின் இந்த விளக்கம் பரிணாமம் மற்றும் இனப்பெருக்கம் ஆகியவற்றில் அடிப்படை கருத்துக்களை கணிசமாக விரிவுபடுத்தியது மற்றும் விமர்சனங்களிலிருந்து விடுபடவில்லை, குறிப்பாக சமூகம் அல்லது சுற்றுச்சூழல் அமைப்பு மட்டத்தில் பயன்படுத்தப்படும்போது. மிக சமீபத்தில், புரவலனுடன் மறைமுகமாக தொடர்பு கொள்ளும் இனங்கள் பரஸ்பர பல கூட்டாளர் கூட்டங்களுக்குள் சக பரிணாமத்தை வடிவமைப்பதில் முக்கியமானவை என்று நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. எனவே, ஹோலோபியோன்ட் கருத்து மற்றும் ஹோலோபியோன்ட் அமைப்புகளின் அடிப்படை சிக்கலானது பரிணாம மற்றும் சுற்றுச்சூழல் கேள்விகளுக்கு பதிலளிக்கும் போது நன்கு வரையறுக்கப்பட்டு மேலும் பரிசீலிக்கப்பட வேண்டும். கடல் ஹோலோபியோன்ட் மாதிரிகள் சுற்றுச்சூழல் மாதிரிகள்ஃ விலங்கு இராச்சியத்திற்குள், பவளப்பாறைகள் மற்றும் கடற்பாசிகளுடன் கூடுதலாக, ஆழ்கடல் நீர் வெப்ப துளைகளின் கண்டுபிடிப்பு வேதியியல் பாக்டீரியாவுடன் விலங்குகளின் சிம்பியோஸ்களை வெளிப்படுத்தியது, அவை பின்னர் பல கடல் சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளில் காணப்பட்டன மற்றும் அடிக்கடி உயர் மட்ட வளர்சிதை மாற்ற மற்றும் வகைபிரித்தல் பன்முகத்தன்மையை வெளிப்படுத்துகின்றன. எஸ். ஏ. ஆர் சூப்பர் குழுவில், டயாட்டம்கள், ரேடியோலேரியன்கள் மற்றும் ஃபோராமினிஃபெரான்கள் போன்ற நன்கு அறியப்பட்ட மாதிரிகளுடன் கூடுதலாக, எண்டோசிம்பியோடிக் நுண்ணுயிரிகளை அடைக்கலம் கொடுக்கும் ஹெட்டோரோட்ரோபிக் புரோட்டிஸ்ட் குடியிருப்பாளர்கள் இருவரும், உலகின் பெருங்கடல்களில் எங்கும் இருப்பதால் அவை ஒரே செல்லுலார் ஒளிச்சேர்க்கைக்கான சுற்றுச்சூழல் மாதிரிகளாக உருவாகி வருகின்றன. ஹாப்டோஃபைட்களில், தொடர்புடைய பாக்டீரியாவால் ஊக்குவிக்கப்படும் காஸ்மோபாலிட்டன் எமிலியானியா ஹக்ஸ்லேய், கார்பன் மற்றும் கந்தக உயிர் வேதியியல் சுழற்சிகளில் முக்கிய இடைநிலைகளை உற்பத்தி செய்கிறது, இது ஒரு முக்கியமான மாதிரி பைட்டோபிளாங்க்டன் இனமாக அமைகிறது. இறுதியாக, ஆர்க்கேபிளாஸ்டிடாவிற்குள், சிஃபோனஸ் பச்சை ஆல்கா பிரையோப்சிஸ் என்பது ஹெட்டோரோட்ரோபிக் எண்டோசிம்பியோடிக் பாக்டீரியாவை வைத்திருக்கும் ஒரு மாதிரிக்கு ஒரு எடுத்துக்காட்டு, அவற்றில் சில அவற்றின் புரவலன்களுடன் இணை பரிணாமத்தின் வடிவங்களை வெளிப்படுத்துகின்றன. கட்டுப்படுத்தப்பட்ட இரு அல்லது முத்தரப்பு சங்கங்கள்ஃ ஒட்டுமொத்த கடல் பல்லுயிர் பெருக்கத்தின் ஒரு சிறிய பகுதியை உள்ளடக்கிய ஒரு சில மாதிரிகள் மட்டுமே தற்போது ஒரே இடத்தில் பயிரிடப்பட்டு வருகின்றன, மேலும் அவை முழுமையாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட சோதனைகளில் பயன்படுத்தப்படலாம், அங்கு அவை அப்போசிம்பயாடிக் முறையில் வளர்க்கப்படலாம். பிளாட்வர்ம் சிம்ஸாகிட்டிஃபெரா ரோஸ்கோஃபென்சிஸ், கடல் அனிமோன் எக்ஸைப்டாசியா, தலைகீழ் ஜெல்லிமீன் காசியோபியா மற்றும் அவற்றின் அந்தந்த ஊடுருவல் பச்சை மற்றும் டைனோஃப்ளாஜிலேட் பாசிகள், பவளப்பாறைகளுக்கு கூடுதலாக, விலங்கு-பாசி ஒளிச்சேர்க்கை பரிணாமம் குறித்த அடிப்படை ஆராய்ச்சிக்கான மாதிரிகளாக மாறிவிட்டன. குறிப்பாக, கடல் அனிமோன் எக்ஸைப்டாசியா ஒளி உயிரியல் இடையூறு மற்றும் சினிடேரியன் சிம்பியோஸ்களின் மறுசீரமைப்பை ஆராய பயன்படுத்தப்படுகிறது. வைப்ரியோ-ஸ்க்விட் மாதிரி விலங்குகளின் வளர்ச்சி, சர்க்காடியன் தாளங்கள் மற்றும் நோயெதிர்ப்பு அமைப்புகளில் மைக்ரோபயோட்டாவின் விளைவு பற்றிய நுண்ணறிவுகளை வழங்குகிறது/ஒரு முக்கியமான கடல் முதன்மை உற்பத்தியாளரான யூனிஸெல்லுலர் பச்சை ஆல்கா ஓஸ்ட்ரியோகாக்கஸ், குறிப்பிட்ட தொடர்புடைய பாக்டீரியாவுடன் வைட்டமின்களைப் பரிமாறிக்கொள்வது நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது. பச்சை மேக்ரோல்கா உல்வா முடாபிலிஸ் பாக்டீரியா-மத்தியஸ்த வளர்ச்சி மற்றும் மார்போஜெனெசிஸ் ஆகியவற்றின் ஆய்வுக்கு உதவியது, இதில் ஹோலோபியான்டில் அசல் இரசாயன தொடர்புகளை அடையாளம் காண்பது உட்பட. இந்த மிகவும் கட்டுப்படுத்தப்பட்ட மாதிரி அமைப்புகளில் உள்ள கலாச்சார நிலைமைகள் இயற்கை சூழலிலிருந்து வேறுபட்டிருந்தாலும், கடல் ஹோலோபியோன்களின் செயல்பாடு, பாத்திரங்கள் மற்றும் பரிணாமம் பற்றிய அடிப்படை இயந்திரவியல் புரிதலைப் பெற இந்த அமைப்புகள் அவசியம். எடுத்துக்காட்டு ஹோலோபியோன்ட்ஸ் சுற்றுச்சூழல் செயல்முறைகளில் செல்வாக்கு மாதிரி அமைப்புகளில் வேலை செய்வது, நிலையான மற்றும் மேக்ரோஸ்கோபிக் கடல் ஹோலோபியோன்ட்ஸ் புவியியல் ரீதியாக கட்டுப்படுத்தப்பட்ட நுண்ணுயிர் வகைக்கு பரவலான திசையன்களாக செயல்பட முடியும் என்பதை நிரூபித்துள்ளது. பெலாஜிக் மொலஸ்க்குகள் அல்லது முதுகெலும்புள்ள உயிரினங்கள் அதிக சிதறல் திறன் கொண்ட உயிரினங்களின் பாடப்புத்தக எடுத்துக்காட்டுகளாகும் (எ. கா., நீரோட்டங்களுக்கு எதிராக மற்றும் அடுக்கு நீர் அடுக்குகள் வழியாக). மீன் மற்றும் கடல் பாலூட்டிகள் அவற்றின் நுண்ணுயிரிகளின் அசல் சிதறல் விகிதத்தை 200 முதல் 200,000 காரணி மூலம் அதிகரிக்கக்கூடும் என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது, மேலும் கடல் பறவைகள் சுற்றுச்சூழல் எல்லைகளுக்கு அப்பால் உயிர்-திசையன்களாகவும் செயல்படக்கூடும். நுண்ணுயிரிகளின் இந்த புரவலன்-உந்துதல் சிதறலில் பூர்வீகமற்ற அல்லது ஆக்கிரமிப்பு இனங்கள் மற்றும் நோய்க்கிருமிகள் அடங்கும். ஹோலோபியான்ட்களின் தொடர்புடைய சுற்றுச்சூழல் செயல்பாடு அரிதான இனங்களைத் தக்கவைத்துக்கொள்ளும் திறன் ஆகும். புரவலன்கள் சுற்றியுள்ள சூழலில் இருந்து வேறுபட்ட குறிப்பிட்ட நுண்ணுயிர் சமூகங்களின் வளர்ச்சியை ஆதரிக்கும் சூழலை வழங்குகின்றன (அரிய நுண்ணுயிரிகள் உட்பட). உதாரணமாக, ஊட்டச்சத்து குறைவாக உள்ள சூழலில் அவை ஊட்டச்சத்து நிறைந்த இடத்தை வழங்கக்கூடும். கடைசியாக, நுண்ணுயிரிகளால் கட்டுப்படுத்தப்படும் உயிரியல் செயல்முறைகள் உலகளாவிய உயிர் வேதியியல் சுழற்சிகளின் முக்கிய இயக்கிகள் ஆகும். திறந்த கடலில், சயனோபாக்டீரியம் யு. சி. ஒய். என்-ஏ உடன் சிம்பியோஸ்கள் மொத்த என் 2 நிலைப்படுத்தலுக்கு சுமார் 20 சதவீதம் பங்களிக்கின்றன என்று மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது. பென்திக் அமைப்புகளில், கடற்பாசிகள் மற்றும் பவளப்பாறைகள் ஊட்டச்சத்து சுழற்சியில் ஈடுபடுவதன் மூலம் முழு சுற்றுச்சூழல் அமைப்புகளையும் ஆதரிக்கலாம், அவற்றின் நுண்ணுயிர் கூட்டாளர்களுக்கு நன்றி, மூழ்கி மற்றும் ஊட்டச்சத்துக்களின் ஆதாரங்களாக செயல்படுகின்றன. குறிப்பாக "கடற்பாசி வளையம்" கரைந்த கரிமப் பொருளை மறுசுழற்சி செய்து, அதை அதிக ட்ரோபிக் நிலைகளுக்கு டிட்ரிடஸ் வடிவில் கிடைக்கச் செய்கிறது. கடலோர வண்டல்களில், மெத்தனோஜெனிக் ஆர்க்கியாவை வழங்கும் பைவால்வ்ஸ் பென்திக் மீத்தேன் வெளியேற்றத்தை எட்டு காரணி வரை அதிகரிப்பதாகக் காட்டப்பட்டுள்ளது, இது பால்டிக் கடலில் இருந்து மொத்த மீத்தேன் உமிழ்வுகளில் 9.5 சதவீதமாகும். இந்த வளர்சிதை மாற்ற பன்முகத்தன்மை தனிப்பட்ட குறியீடுகளில் ஒரே நேரத்தில் வேறுபட்ட உயிர்வேதியியல் இயந்திரங்கள் (எ. கா., ஏரோபிக் மற்றும் காற்றில்லா பாதைகள்) ஏற்படுவதன் காரணமாக நிறைவேற்றப்படுகிறது, இது குறிப்பிட்ட அத்தியாவசிய அமினோ அமிலங்களின் தொகுப்பு, ஒளிச்சேர்க்கை அல்லது வேதியியல் தொகுப்பு போன்ற ஹோலோபியான்டுக்கு புதிய வளர்சிதை மாற்ற திறன்களை வழங்குகிறது. மேலும், புரவலன் மற்றும் நுண்ணுயிரிகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு ஒரு ஹோலோபியான்ட்டின் வளர்சிதை மாற்ற திறன்களை சுற்றுச்சூழல் மாற்றங்களுக்கு அதன் பின்னடைவை அதிகரிக்கும் வகையில் விரிவுபடுத்தலாம் அல்லது பயோடோப் எல்லைகளை கடக்க அனுமதிக்கும் (எ. கா., வோய்க் மற்றும் பலர், 2006) மற்றும் தீவிர சூழல்களை காலனித்துவப்படுத்தலாம் (பேங் மற்றும் பலர், 2018). உலகளாவிய சுற்றுச்சூழல் மாற்றங்களின் பின்னணியில் கடல் நுண்ணுயிர் பன்முகத்தன்மை மற்றும் சாத்தியமான பின்னடைவுக்கு ஹோலோபியான்டுகள் பங்களிக்கின்றன, மேலும் கடல் சாம்ராஜ்யம் மற்றும் அதன் உயிர் வேதியியல் சுழற்சிகளில் மனித தாக்கங்களின் விளைவுகளை ஆராயும் முன்கணிப்பு மாதிரிகளில் ஹோலோபியான்ட் கருத்தை சேர்ப்பது மிக முக்கியமானது. ஹோலோபியோன்ட் அசெம்பிளி மற்றும் ஒழுங்குமுறை மாதிரி அமைப்புகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் ஓரளவு தீர்க்கப்படும் இரண்டு முக்கியமான சவால்கள் (1) ஹோலோபியோன்ட் கலவையை தீர்மானிக்கும் காரணிகளைப் புரிந்துகொள்வது மற்றும் (2) காலப்போக்கில் இந்த சிக்கலான அமைப்புகளில் வெவ்வேறு கூட்டாளர்களின் தாக்கங்கள் மற்றும் பாத்திரங்களை தெளிவுபடுத்துவது. பைவால்வ்ஸ் போன்ற சில கடல் உயிரினங்கள் மைக்ரோபயோட்டாவின் ஒரு பகுதியை மகப்பேறு மூலம் கடத்துகின்றன. மற்ற கடல் ஹோலோபியான்ட்களில், செங்குத்து பரிமாற்றம் பலவீனமாகவும் சீரற்றதாகவும் இருக்கலாம், அதேசமயம் கலப்பு பரிமாற்ற முறைகள் (செங்குத்து மற்றும் கிடைமட்ட) அல்லது இடைநிலை முறைகள் (போலி-செங்குத்து, கிடைமட்ட கையகப்படுத்தல் அடிக்கடி பெற்றோரின் தோற்றத்தின் குறியீடுகளை உள்ளடக்கியது) மிகவும் பொதுவானவை. ஹோலோபியான்ட் கலவையை வடிவமைக்கும் காரணிகளை அடையாளம் காண்பது மற்றும் அவற்றின் பரிணாமத்தைப் புரிந்துகொள்வது கடல் உயிரினங்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமானது, ஏனெனில் பெரும்பாலான கடல் புரவலன்கள் அவற்றின் நுண்ணுயிரிகளுக்கும், பைலோசிம்பியோசிஸின் வடிவங்களுக்கும் கூட அதிக தனித்துவத்தைக் காட்டுகின்றன, மிகவும் இணைக்கப்பட்ட மற்றும் நுண்ணுயிர் நிறைந்த சூழல் இருந்தபோதிலும். மைக்ரோபயோட்டா பரிமாற்றத்தின் போது (செங்குத்தாகவோ அல்லது கிடைமட்டமாகவோ இருந்தாலும்), புரவலன் மற்றும்/அல்லது மைக்ரோபயோமின் பிற கூறுகளால் தேர்ந்தெடுக்கப்படுவது, சுற்றுச்சூழலில் இருந்து வேறுபட்ட ஒரு ஹோலோபியோன்ட் நுண்ணுயிர் சமூகத்தை நிறுவுவதில் அல்லது பராமரிப்பதில் ஒரு முக்கிய செயல்முறையாகும். புரவலனின் நோயெதிர்ப்பு அமைப்பு, எ. கா., குறிப்பிட்ட ஆண்டிமைக்ரோபியல் பெப்டைட்களின் சுரப்பு வழியாக, கடல் மற்றும் நிலப்பரப்பு ஹோலோபியான்டுகளில் இந்த தேர்வைச் செய்வதற்கான ஒரு வழியாகும். ஒரு ஹோலோபியன்ட் நுண்ணுயிர் சமூகத்தைத் தேர்ந்தெடுப்பதற்கான மற்றொரு வழி வேதியியல் ரீதியாக மத்தியஸ்தம் செய்யப்பட்ட நுண்ணுயிர் தோட்டக்கலை ஆகும். இந்த கருத்து நிலத் தாவரங்களுக்கு நிரூபிக்கப்பட்டுள்ளது, அங்கு வேர் உமிழ்வுகள் மைக்ரோபயோம் கலவையை கையாளுகின்றன. கடல் சூழல்களில், புரவலன்கள் மற்றும் குறியீடுகளின் பைலோஜெனெடிக் பன்முகத்தன்மை பாதுகாக்கப்பட்ட மற்றும் கடல்-குறிப்பிட்ட இரசாயன தொடர்புகள் இரண்டையும் பரிந்துரைக்கிறது, ஆனால் ஆய்வுகள் இன்னும் அவற்றின் ஆரம்ப கட்டத்தில் உள்ளன. உதாரணமாக, கடற்பாசி வேதியியல் ரீதியாக நன்மை பயக்கும் நுண்ணுயிரிகளை வளர்க்க முடியும், இது இயல்பான மார்போஜெனெசிஸை எளிதாக்குகிறது மற்றும் நோய் எதிர்ப்பை அதிகரிக்கிறது, மேலும் கடற்பாசி மற்றும் பவளப்பாறைகள் வேதியியல் மற்றும் பாக்டீரியா எதிர்ப்பு சேர்மங்களை உற்பத்தி செய்வதன் மூலம் அவற்றின் மேற்பரப்பு தொடர்பான நுண்ணுயிரியை கட்டமைக்கின்றன. ஒரே செல்லுலார் புரவலன்களில் இரசாயன தோட்டக்கலைக்கு குறைவான எடுத்துக்காட்டுகள் உள்ளன, ஆனால் இதே போன்ற செயல்முறைகள் நடைமுறையில் உள்ளன என்று தெரிகிறது. தேர்வுக்கு கூடுதலாக, சுற்றுச்சூழல் சறுக்கல், சிதறல் மற்றும் பரிணாம பன்முகப்படுத்தல் ஆகியவை சமூக சபையில் முக்கிய செயல்முறைகளாக முன்மொழியப்பட்டுள்ளன, ஆனால் நுண்ணுயிர் சமூகங்களில் மதிப்பிடுவது கடினம். இந்த செயல்முறைகளை அளவிடுவதற்கு தற்போது நம்மிடம் உள்ள ஒரே தரவு நுண்ணுயிரிகளின் பன்முகத்தன்மை மற்றும் விநியோகம் ஆகும். நீர்வாழ் சூழல்களின் உயர் இணைப்பைக் கருத்தில் கொண்டு, கடல் நுண்ணுயிர் சமூகங்களில் உள்ள வேறுபாடுகள் பெரும்பாலும் வரையறுக்கப்பட்ட சிதறலைக் காட்டிலும் தேர்வு மற்றும் சறுக்கல் ஆகியவற்றின் கலவையாகும், இது எதிர்காலத்தில் மண் நுண்ணுயிர் சமூகங்களுக்கு உருவாக்கப்பட்ட கருத்தியல் மாதிரிகளால் சுத்திகரிக்கப்படலாம்.) பன்முகப்படுத்தல் முக்கியமாக இணை பரிணாமம் அல்லது புரவலன் தேர்வுக்கு தழுவல் என்ற பொருளில் கருதப்படுகிறது, இது மரபணுக்களின் கிடைமட்ட கையகப்படுத்தலால் இயக்கப்படலாம். இருப்பினும், காஸ்பெசியேஷன் நிரூபிக்க சவாலானது மற்றும் ஒரு சில ஆய்வுகள் மட்டுமே இன்றுவரை கடல் ஹோலோபியான்டுகளில் இந்த செயல்முறையை ஆராய்ந்துள்ளன, ஒவ்வொன்றும் வரையறுக்கப்பட்ட எண்ணிக்கையிலான நடிகர்களை மையமாகக் கொண்டுள்ளன. மைக்ரோபயோட்டாவின் பரவுதல் அல்லது ஆட்சேர்ப்பில் ஏற்படும் இடையூறுகள் டிஸ்பியோசிஸ் மற்றும் இறுதியில் நுண்ணுயிர் நோய்த்தொற்றுகளுக்கு வழிவகுக்கும். டிஸ்பயாடிக் நுண்ணுயிர் சமூகங்கள் அடிக்கடி சீரற்ற செயல்முறைகளால் தீர்மானிக்கப்படுகின்றன, இதனால் ஆரோக்கியமான நபர்களை விட அவற்றின் கலவையில் அதிக மாறுபாட்டைக் காட்டுகின்றன. இந்த விதிக்கு விதிவிலக்குகள் இருந்தாலும், இந்த அவதானிப்பு "அன்னா கரேனினா கொள்கைக்கு" ஏற்ப உள்ளது. டிஸ்பியோசிஸின் ஒரு குறிப்பிட்ட வழக்கு "ரஸ்புடின் விளைவு" என்று அழைக்கப்படுகிறது, அங்கு உணவு பற்றாக்குறை, இணை நோய்த்தொற்றுகள் அல்லது சுற்றுச்சூழல் அழுத்தத்தின் கீழ் நோயெதிர்ப்பு சக்தியைக் குறைப்பது போன்ற செயல்முறைகள் காரணமாக தீங்கற்ற எண்டோசிம்பியான்டுகள் சந்தர்ப்பவாதமாக புரவலனுக்கு தீங்கு விளைவிக்கின்றன. பல நோய்கள் இப்போது நுண்ணுயிர் சமநிலையின்மை மற்றும் புரவலன் மன அழுத்தத்தின் மீது சந்தர்ப்பவாத அல்லது பாலிமைக்ரோபியல் நோய்த்தொற்றுகளின் எழுச்சி ஆகியவற்றின் விளைவாக விளக்கப்பட்டுள்ளன. உதாரணமாக, ரீஃப்-பில்டிங் பவளப்பாறைகளில், வெப்பமயமாதல் சினிடேரியன்-டைனோஃப்ளாஜிலேட் சங்கங்களை சீர்குலைக்கிறது, மேலும் சில நன்மை பயக்கும் சிம்பியோடினியேசியா விகாரங்கள் அவற்றின் உடலியக்கத்தை மாற்றி, பவள ஹோஸ்டின் இழப்பில் அவற்றின் சொந்த வளர்ச்சிக்கு அதிக வளங்களை பிரித்தெடுக்கின்றன, இது பவள வெளுக்குதல் மற்றும் மரணத்திற்கு கூட வழிவகுக்கிறது. கடல் அமைப்புகளில் ஹோலோபியோன்ட் சமூகக் கூட்டத்திற்கு இந்த செயல்முறைகளின் பங்களிப்பு குறித்த நமது அறிவை அதிகரிப்பது ஒரு முக்கிய சவாலாகும், இது தற்போது நடைபெற்று வரும் உலகளாவிய மாற்றத்தின் பின்னணியில் இன்று குறிப்பாக அவசரமாக உள்ளது. மேலும், குடியிருப்பு நுண்ணுயிரிகளின் சமூகம் மற்றும் செயல்பாட்டு அமைப்பு எவ்வாறு இடையூறுகளுக்கு நெகிழக்கூடியது என்பதைப் புரிந்துகொள்வது அவற்றின் புரவலன் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் அமைப்பின் ஆரோக்கியத்தை கணிக்கவும் ஊக்குவிக்கவும் முக்கியமானது. ஆயினும்கூட, கடல் மேக்ரோ-உயிரினங்களின் விநியோகத்தை முன்னறிவிக்கும் பெரும்பாலான அளவு மாதிரிகளில் நுண்ணுயிரியின் பங்களிப்பு இன்னும் இல்லை, அல்லது உயிரியல் தொடர்புகள் குறித்த கூடுதல் தகவல்கள் முந்தையதை மிகவும் துல்லியமாக செய்ய தேவைப்படும். குறிப்புகள் மேலும் குறிப்புகள் ஹோலோபியோன்ட்ஸ்