新研究利用新技术直接量化自然微生物群落对海洋有机碳的吸收

导读：源自浮游植物的海洋溶解有机物拥有跟地球大气一样多的碳，然而支配其命运的生物过程主要是在理想化的实验室条件下或通过基因组测序等间接措施来研究。

源自浮游植物的海洋溶解有机物拥有跟地球大气一样多的碳，然而支配其命运的生物过程主要是在理想化的实验室条件下或通过基因组测序等间接措施来研究。在劳伦斯-利弗莫尔国家实验室(LLNL)的一位科学家和俄勒冈州立大学及橡树岭国家实验室的合作者的一项新研究中，该团队使用了一种相对较新的技术来直接量化自然微生物群落对海洋有机碳的两个主要来源（硅藻和蓝藻细菌）的复杂碳库的吸收。

这项工作发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。

这项研究是朝着最终预测有多少碳会离开海洋并进入大气层以及有多少碳最终会被埋在海洋沉积物中迈出的重要一步。

LLNL的科学家和该研究的共同作者Xavier Mayali说道：“我们对海洋浮游植物繁殖期间微生物的活动提供了功能性的见解。”

“我们的研究表明，海洋中不同种类的微生物非常特别，但在它们喜欢食用的食物来源方面是可预测的，”OSU微生物学系副教授、该研究的负责人Ryan Mueller指出，“随着全球气候变化继续快速改变海洋环境，微生物的食物来源的可用性也将改变，最终有利于某些类型而不是其他。”

浮游植物是位于海洋食物链底部的微型生物，同时也是一个关键的生物碳泵的关键组成部分。大多数漂浮在海洋的上部，那里的阳光很容易到达它们。

这些微小的植物通过在光合作用中吸走二氧化碳，这对大气中的二氧化碳水平有着很大的影响。这是一个天然的水槽，也是二氧化碳（最丰富的温室气体）从大气中被清除的主要途径之一。自工业时代开始以来，大气中的二氧化碳已经增加了40%，对地球变暖起了很大的作用。

海洋表面储存的碳跟大气中存在的二氧化碳几乎一样多。当海洋吸入大气中的二氧化碳时，浮游植物会利用这些二氧化碳和阳光进行光合作用。它们将其转化为细胞可以用来获取能量的糖类，在此过程中产生氧气。这些碳最终被海洋食物网中的其他微生物和高等生物使用，并最终可以通过呼吸作用转化回大气中的二氧化碳或在它们死亡时沉入海底。

研究团队之所以能够使用稳定同位素标记来追踪碳，是因为它进入了浮游植物产生的有机物并最终被消耗的微生物所利用。

研究小组利用这些同位素来判断哪些生物在吃硅藻、哪些在吃蓝藻细菌。研究人员还可以知道消耗是什么时候发生的。

“我们的发现对于了解海洋微生物和光合藻类如何共同作用影响全球碳循环以及这个海洋食物网如何应对持续的环境变化具有重要意义，”现就读于不列颠哥伦比亚大学的Mueller研究生Brandon Kieft说道，“这将帮助我们预测有多少碳会回到大气中，有多少会被埋在海洋沉积物中几个世纪。”