海洋微生物被高二氧化碳含量不可逆轉(zhuǎn)地改變了

Trichodesmium erythraeum bloom, between Vanuatu and New Caledonia, SW Pacific Ocean

Nature Communications上的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn),全球重要的海洋藍(lán)藻能夠不可逆轉(zhuǎn)地去適應(yīng)高二氧化碳環(huán)境。在這些條件下,微生物表現(xiàn)出生長(zhǎng)速度和固氮速度加快,這兩者即便在它們回到當(dāng)今的二氧化碳水平后仍然是高的。

Trichodesmium erythraeum bloom, between Vanuatu and New Caledonia, SW Pacific Ocean
Trichodesmium erythraeum bloom, between Vanuatu and New Caledonia, SW Pacific Ocean.

海洋藍(lán)藻在為世界海洋“施肥”方面扮演一個(gè)關(guān)鍵角色,其方式是固定大氣中的氮,并將其轉(zhuǎn)變成對(duì)其他浮游生物更有用的一種形式。以前的研究表明,當(dāng)某些藍(lán)藻在升高后的大氣二氧化碳濃度下生長(zhǎng)時(shí),它們會(huì)提高其固氮速度,盡管尚不清楚這一反應(yīng)是否能長(zhǎng)期持續(xù)。

David Hutchins及同事在跟預(yù)測(cè)出的2100年的高濃度大氣二氧化碳相似的條件下讓全球豐富的藍(lán)藻“束毛藻”(Trichodesmium)的實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)物生長(zhǎng)了850代(4.5年)。他們發(fā)現(xiàn)生長(zhǎng)速度和固氮速度立即加快,而且在整個(gè)實(shí)驗(yàn)期間仍是高的,即便在培養(yǎng)物被移植回當(dāng)今二氧化碳條件下之后仍保持相同速度。

在加快它們固氮速度的同時(shí),這些不可逆轉(zhuǎn)地適應(yīng)了其環(huán)境的培養(yǎng)物在白天開始之后還將它們達(dá)到其峰值固氮速度的時(shí)間增加一倍,從當(dāng)今的3-5小時(shí)增加到在預(yù)測(cè)出的未來(lái)?xiàng)l件下的5-9小時(shí)。海洋微生物的生理在未來(lái)實(shí)際二氧化碳水平下所發(fā)生的這種永久性改變,可能會(huì)對(duì)世界海洋中的生物地球化學(xué)營(yíng)養(yǎng)循環(huán)和食物鏈生態(tài)產(chǎn)生巨大影響。

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