共生的刺胞动物，如珊瑚和海葵，在营养贫瘠的海洋环境中形成高生产力和生物多样性的珊瑚礁生态系统，这种现象被称为达尔文悖论。这一现象自达尔文首次提出以来，一直让科学家们着迷和困惑。这些生态系统的基础是珊瑚宿主动物和光合甲藻的共生关系，甲藻属于Symbiodiniaceae科，生活在宿主胃腔内衬细胞（称为“共生体”）的特殊泡泡里。宿主和甲藻连同多样的微生物组组成全生态系统的元生物体。藻类光合作用提供了固定的有机碳，用于能量和生物合成，并覆盖了大部分宿主的能量需求。然而，提供有机碳并不是赋予藻类内共生体的唯一重要功能。氮是珊瑚礁生态系统的主要生长限制因素之一，藻类被认为是氮吸收和循环的主要贡献者，因为它们具有高容量的氨吸收。然而，一些证据也表明宿主在氮同化中也起到了积极作用。

光合固定碳和氮同化对于这些元生物体的生态系统和生产力至关重要。然而，固定碳如何从甲藻移动到各种宿主细胞，以及宿主和甲藻在氮同化和保护中的各自贡献等机制尚不清楚。揭示这些机制对于人们理解全生态系统的功能和生产力至关重要。在该研究中，研究人员使用海葵Aiptasia作为研究对象，详细研究了宿主—共生体营养相互作用。他们发现，在共生过程中，葡萄糖的增加可利用性和藻类的存在共同诱导了葡萄糖和氨离子转运蛋白的协同上调和重定位。这些分子反应对于支持共生体的功能和通过谷氨酰胺合成酶/谷氨酸合成酶介导的氨基酸生物合成的有机体氮同化至关重要。该研究结果揭示了这些生物中氮保存和循环分子机制的关键部分，这些机制使它们能够在氮贫瘠的海洋环境中茁壮成长。（王琳 编译）