俄勒岡州微生物學(xué)研究進(jìn)一步了解海洋在碳循環(huán)中的作用

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追蹤哪些微生物正在消耗常見浮游植物物種產(chǎn)生的不同類型的有機(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)表在美國國家科學(xué)院院刊上。

“我們的研究表明，海洋中不同種類的微生物在它們喜歡吃的食物來源中非常特殊，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?，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，微生物的食物來源也將發(fā)生變化，最終有利于某些類型而不是其他類型。”

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——通過在光合作用過程中吸收二氧化碳，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)代開始以來，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。“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和陽光進(jìn)行光合作用：它們將它們轉(zhuǎn)化為糖類和其他細(xì)胞可用作能量的化合物，并在此過程中產(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(如魚類和哺乳動(dòng)物)的飲食，它們最終通過呼吸將碳轉(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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