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加热微生物汤:温暖的海洋可能会使蓝细菌变有益

加热微生物汤:温暖的海洋可能会使蓝细菌变有益
2019年11月17日 12:04 新浪网 作者 娱娱小天地

  由于气候变化,海洋正在变暖,这将影响从最小的浮游生物到最大的金枪鱼的所有海洋生物。海洋中的生命网非常复杂,因此,目前正在深入研究确切地影响哪些生态系统以及它们将改变多少。尤其重要的是要了解浮游植物,食物网和氧气生产者的基础将如何受到这种变化环境的影响。如果浮游植物减少或改变分布,那么渔业也可能会看到渔获物减少或鱼类完全移出该区域。

  蓝细菌是浮游植物的一种非常古老,广泛的类型。据信,它们已经使地球上的古代大气层从高二氧化碳(CO 2)转变为高氧,为我们所知道的生命进化铺平了道路。一种蓝细菌是微观的,但是当条件合适时,它们会形成从太空中可见的非常大的菌落或花。

  在这项研究中,研究人员希望确定铁(蓝藻的一种重要营养素)的丰度如何影响不同温度下的蓝藻红细菌Trichodesmium erythraeum的生长速率。毛线虫蓝细菌是生态上重要的蓝细菌,因为它会将氮气转化为有机氮,然后可以通过称为固氮的过程将其用于其他动物。只有少数物种可以将氮从无机形式转变为其他生物可以使用的形式,这使这些固氮剂非常重要。在浮游植物的研究中经常假定变暖和养分丰富以累加方式影响生长。这意味着它们的生长会因温度的影响以及养分丰度的影响而发生变化。但是,研究人员在这项研究中证明,这要复杂得多。温度升高可通过提供更多能量来影响浮游植物的代谢和化学反应,从而导致生长速率的其他变化。

  对于该实验,来自南加州大学和几所中国大学的科学家用过量的铁或低水平的铁使Tri虫从22℃升高到35℃(最高可存活温度)。他们观察了浮游生物的生长速度,并使用放射性铁化合物追踪了细胞中铁的使用情况。

  

加热微生物汤:温暖的海洋可能会使蓝细菌变有益

  当铁丰富时,蓝细菌在27℃时生长最快,而当铁有限时,最大细菌生长在32℃时。磷也被发现了类似的模式,磷是Trichodesmium的限制性营养素。在铁丰富的地区增长。这意味着随着海洋变暖,最高温度可达35摄氏度,铁含量的降低已不再是一个问题,并且蓝藻细菌的生长速度可以与在相同温度下无限铁的情况下一样快。随着温度升高,它们的固氮率也以稳定的速率增加。研究人员认为,铁含量低时,在较热的条件下,蓝细菌的生长速度更快,因为当周围环境变热时,细胞内的反应进行得更快,并且酶(含铁)以更快的速度释放并重新附着。这意味着较少的铁(和磷)可以在电池内完成相同的工作量,因为在较热的温度下一切都会更快。

  当科学家开发模型来预测未来更温暖的海洋中的海洋生产力时,许多人没有考虑到这样的影响,因此低估了生物量和固氮量。其他研究表明,高CO 2 也会增加固氮率,但是该过程也受到铁的限制。由于这项研究表明高温下需要的铁较少,因此随着CO 2的增加,固氮的可能性更大。水平。根据这项研究的研究人员提供的信息,如果其他种类的蓝细菌做出类似的反应,那么2100年固氮率将平均提高21.5%。该百分比随地理区域的不同而有很大差异,但是,因为预测某些区域的温度高于35℃,这意味着大多数浮游植物根本无法生存。在不太热的地区,这种固氮技术可能有助于防止海洋变暖的某些负面影响。预计地球海洋变暖将减少洋流,因此将海洋分层。这将阻止从深处到地表的有机氮等营养素的正常交换。因此,如果发生严重的分层现象,则通过蓝细菌对无机氮的任何增加的固结都会为地表水提供必要的有机氮。

  食物网基础的任何变化都将以难以预测的方式改变一切。因此,了解气候变化对植物和浮游植物的影响对于了解未来会带来什么至关重要。

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