Ute på havet, en forskare håller ett planktonprov upp mot ljuset och observerar det skimrande innehållet. Detta glittrande skådespel orsakas av tusentals mikroskopiska organismer som lever vid havsytan, deras invecklade, kristallina skelett som bryter och reflekterar solljuset.

Dessa organismer, en typ av plankton som kallas akantärer, finns mycket i alla världens hav och är viktiga återvinnare av kol och andra näringsämnen inom det marina ekosystemet.

Acantharians är svåra att studera. De växer inte i laboratoriet och är så känsliga och sköra att de ofta förstörs under provtagning. Och eftersom de är för små för att ses med blotta ögat, de får mindre intresse från forskare än som andra marina organismer, till exempel revbyggande koraller. Men Margaret Brisbin, en doktorsexamen student vid Marine Biophysics Unit vid Okinawa Institute of Science and Technology Graduate University (OIST), tycker att dessa organismer är värda en närmare titt.

Det kanske mest intressanta med akantärer är deras symbiotiska förhållande till de fotosyntetiska algerna som lever inuti dem. Algerna hjälper planktonet genom att förse dem med organiskt kol, tillåta dem att leva i miljöer med låga näringsämnen där många andra organismer inte kan överleva.

Dessa små planktonvärdar och deras algpartners kan ha en stor roll att spela för att avlägsna koldioxid från atmosfären. Symbiotiska alger fixerar koldioxid i hög takt under fotosyntesen, men när deras värdar dör bär deras tunga strontiumskelett dem till botten av havet, låsa kolet djupt under ytan och hålla det utanför atmosfären. "I vår nuvarande kolberikad atmosfär, det är att föredra, på ett sätt, att ha snabbt sjunkande fotosyntetiserare, "förklarar Brisbin.

Men vad, om något, algvinsten från denna symbios är inte klar. Vissa biologer tror att förhållandet mellan de planktoniska värdarna och symbiotiska alger är omvänd parasitism - ett slags slaveri, där värdarna utnyttjar algerna. Dock, Brisbin tror att det kan finnas mer i historien.

"Jag är intresserad av att ta reda på om algerna får ut något av förhållandet, eller om de bara odlas av planktonet och smälts senare, " hon säger.

Brisbin och kollegor samlade prover av havsvatten som fylls med det lilla planktonet under en månadslång forskningsresa i Östkinesiska havet. De filtrerade havsvatten genom ett planktonnät för att samla akantärer, överförde sedan varje enskild värdcell till en separat skål, en och en, med en mikropipett av glas. De förvarade också några havsvattenprover från varje plats så att de kunde jämföra de frittlevande algerna i vattnet med algerna som finns i planktonvärdarna.

Nästa, de gjorde en genetisk analys av organismerna, extrahera RNA från enskilda värdceller och sekvensera en markörgen med stöd från OIST:s sekvenseringssektion för att bestämma antalet olika typer av alger inom varje enskild akantarisk värd. De fann att varje värd innehåller en mångfaldig gemenskap av symbiotiska alger, tyder på att planktonvärdarna samlar alger flera gånger under sin livstid. Deras resultat finns tillgängliga som en förtryck på bioRxiv.

Forskarna upptäckte också att de genetiska sekvenserna av alger inuti planktonvärdarna skilde sig väsentligt från algerna i havsvattnet som togs från där planktonet hittades, vilket betyder att de två populationerna innehåller olika typer av alger. Detta innebär att plankton antingen väljer vilka specifika alger som ska tas upp, eller att de symbiotiska algerna förblir inuti dem under längre tid.

Konfokal fluorescensmikroskopi på akantariernas matsmältningsorganeller avslöjade att organismerna inte smälte algerna. Detta överensstämmer med tanken att algerna underhålls av sina värdar över tid.

En längre vistelse inom planktonvärdarna kan skydda alger från att bli uppätna av andra organismer eller skydda dem mot virusinfektion. Ytterligare studier kommer att behöva undersöka om algerna verkligen drar nytta av symbiosen, men forskarna drog slutsatsen att det åtminstone är möjligt att detta förhållande är ömsesidigt, snarare än exploaterande, som tidigare föreslagits.