为尽可能接近真实海洋情况，研究团队在严格控制金属污染的实验前提下，对一株纯净培养的 Nitrosopumilus maritimus 进行了一系列温度和铁浓度梯度实验。成果显示，在铁供给受限的情况下，升高温度不仅没有减弱这类微生物的生计才能，反而促使它们削减对铁的需求、晋升铁的应用效力。这注解，跟着海水变暖、可用铁元素削减，Nitrosopumilus maritimus 具备必定“自我调节”才能，可以或许在资本更重要的深海情况中保持甚至优化代谢活动。
在全球变暖和频繁海洋热浪的合营感化下，升温已不再局限于海洋表层，深达千米的海水也在变暖，激发人们对海洋化学情况和生态体系被扰动的担心。不过，美国伊利诺伊大年夜学厄巴纳-喷鼻槟分校等机构的研究团队指出，Nitrosopumilus maritimus 这类依附铁元素、以氧化氨为生的古菌，似乎正在调剂自身心理策略，以适应更高温度和更低金属供给的双重压力。研究者认为，在持续变暖的海洋中，它们很可能在从新塑造海洋营养分布格局方面扮演越来越重要的角色。
相干成果近日揭橥在《美国国度科学院院刊》（PNAS）。Nitrosopumilus maritimus 及其近缘微生物约占海洋微生物浮游生物总量的30%，被广泛视为保持海洋化学均衡的关键角色。经由过程氧化海水中的氨，这类古菌介入将氮元素转化为不合的化学形态，从而影响全部微生物浮游群落的发展，而后者恰是海洋食物网的基本，对海洋生物多样性至关重要。
研究通信作者、伊利诺伊大年夜学厄巴纳-喷鼻槟分校微生物学传授秦伟（Wei Qin）表示，以前人们平日认为千米以下海水在很大年夜程度上“隔断”了表层变暖的影响，但如今越来越清楚的是，深海变暖正改变这些大年夜量存在的古菌应用铁元素的方法。铁是它们代谢过程中高度依附的金属元素，这种变更可能会进一步影响深海中微量金属的可应用性，进而对更广泛的海洋生物地球化学过程产生影响。
据介绍，该研究由美国国度科学基金会、西蒙斯基金会、中国国度天然科学基金、伊利诺伊大年夜学厄巴纳-喷鼻槟分校和俄克拉何马大年夜学等机构结合伙助。研究负责人之一秦伟同时附属于卡尔·伍斯基因组生物学研究所。相干团队表示，将来还筹划在更多海域和不合季候开展经久不雅测，以进一步厘清深海古菌在变暖海洋中的角色演变路径。
在实验基本上，团队结合利物浦大年夜学的海洋生物地球化学建模专家 Alessandro Tagliabue，将这些心理学数据纳入全球海洋生物地球化学模型进行模仿。模仿成果显示，在广阔的铁限制海域，深海古菌群落在将来变暖情景下，可能不仅不会“退缩”，反而有才能保持甚至强化其在海洋氮轮回和初级临盆支撑方面的感化。换言之，在很多本来被认为脆弱的深海区域，这些渺小生命或许会成为维系海洋功能的一股“适应性力量”。
为考验实验室发明是否同样实用于真实海洋体系，秦伟和美国南加州大年夜学全球变更生物学传授 David Hutchins 将于今夏合营带领一次海上科考。他们将搭乘科考船 Sikuliaq，从西雅图出发，路过阿拉斯加湾，再驶向副热带环流区，半途在夏威夷檀喷鼻山停靠。来自多家机构的20名科学家将随船开展示场不雅测和采样，重点评估在不合温度和金属限制组合下，天然情况中的古菌群落若何响应和调剂。
研究团队强调，这项工作不仅是对单一物种适应才能的考察，更关系到全部海洋氮轮回、微量金属轮回以及深海生态体系在气候变更背景下的“韧性”问题。假如像 Nitrosopumilus maritimus 如许的关键微生物确切可以或许晋升铁应用效力、在更暖和的深海情况中保持活泼，那么在必定程度上，它们可能缓冲部分由升温激发的化学掉衡，为海洋生态体系争夺宝贵的调节时光。但科学家也提示，这并不料味着气候变更带来的风险就可以被忽视，人类对温室气体排放的控制依然是保护海洋和全球生态体系健康的根本手段。
发表评论 取消回复