俄勒岡州科瓦利斯——俄勒岡州立大學(xué)的微生物學(xué)研究人員利用一種新方法來(lái)追蹤哪些微生物正在消耗常見(jiàn)浮游植物物種產(chǎn)生的不同類(lèi)型的有機(jī)碳，從而對(duì)海洋中碳循環(huán)的機(jī)制有了新的認(rèn)識(shí)。
俄勒岡州立大學(xué)微生物學(xué)系副教授、該研究的負(fù)責(zé)人瑞安·穆勒 (Ryan Mueller) 表示，這項(xiàng)研究是預(yù)測(cè)有多少碳會(huì)以溫室氣體二氧化碳的形式離開(kāi)海洋進(jìn)入大氣，以及有多少碳最終會(huì)被埋入海洋沉積物中的重要一步。學(xué)習(xí)。
研究結(jié)果今天發(fā)表在美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊上。
“我們的研究表明，海洋中不同種類(lèi)的微生物在它們喜歡吃的食物來(lái)源中非常特殊，但可以預(yù)測(cè)，”第一作者、俄勒岡州立大學(xué)博士生布蘭登·基夫特 (Brandon Kieft) 說(shuō)?，F(xiàn)為英屬哥倫比亞大學(xué)博士后研究員。“隨著全球氣候變化繼續(xù)快速改變海洋環(huán)境，微生物的食物來(lái)源也將發(fā)生變化，最終有利于某些類(lèi)型而不是其他類(lèi)型。”
浮游植物是海洋食物鏈底部的微生物，是關(guān)鍵生物碳泵的關(guān)鍵組成部分。大多數(shù)漂浮在海洋的上部，在那里陽(yáng)光可以很容易地到達(dá)它們。
微小的自養(yǎng)植物——它們自己制造食物——通過(guò)在光合作用過(guò)程中吸收二氧化碳，對(duì)大氣中的二氧化碳水平產(chǎn)生重大影響。它是一個(gè)天然匯，也是從大氣中清除CO2(最豐富的溫室氣體)的主要方式之一。自工業(yè)時(shí)代開(kāi)始以來(lái)，大氣中的二氧化碳增加了 40%，為地球變暖做出了重大貢獻(xiàn)。
“我們正在研究初級(jí)生產(chǎn)者——微生物浮游植物——的有機(jī)材料的消費(fèi)者——異養(yǎng)微生物，”穆勒說(shuō)。“這兩個(gè)群體都是微生物，前者主要消耗有機(jī)碳作為食物來(lái)源，而后者則‘固定’自己的有機(jī)碳。微生物構(gòu)成了食物網(wǎng)和生物碳泵的基礎(chǔ)，我們的工作主要集中在探索消費(fèi)者在這個(gè)系統(tǒng)中做了什么。”
海洋表層儲(chǔ)存的碳幾乎與大氣中存在的碳一樣多。當(dāng)海洋吸入大氣中的二氧化碳時(shí)，浮游植物利用 CO2和陽(yáng)光進(jìn)行光合作用：它們將它們轉(zhuǎn)化為糖類(lèi)和其他細(xì)胞可用作能量的化合物，并在此過(guò)程中產(chǎn)生氧氣。
這種所謂的固定碳構(gòu)成了海洋食物網(wǎng)中異養(yǎng)微生物和高等生物(如魚(yú)類(lèi)和哺乳動(dòng)物)的飲食，它們最終通過(guò)呼吸將碳轉(zhuǎn)化回大氣 CO2或有助于海洋底部的碳儲(chǔ)量。當(dāng)它們死亡和沉沒(méi)時(shí)，海洋。
異養(yǎng)微生物消費(fèi)者的集體呼吸活動(dòng)是浮游植物固定溶解有機(jī)碳以CO2形式返回大氣的主要方式。
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