微生物揭示海洋大营养素

随着全球变暖,海洋营养物质的变化似乎增加了海洋温度的预期结果。然而,现实情况要更为复杂。新的研究表明,海洋表面以下流程可能控制上面发生了什么。

浮游生物是海洋中最庞大、最重要的生物。化学元素平衡的内部变化和塑造许多海洋过程至关重要,包括食物网和全球碳循环。温度一直是传统上认为控制这些元素的比值。然而,一项新的研究表明,这种平衡在很大程度上是依赖于地下海洋的活动,从深度超过300英尺。领导的工作,毕格罗海洋科学实验室的科学家们最近发表在通信地球和环境。

团队看着样本八个地点在世界各地的海洋。他们发现,氮和磷的比例从地下海洋控制平衡的营养物质在海洋微生物形成海洋健康的基础。这一发现可能让科学家探索复杂的海洋过程更准确。

“这是第一次,我们看到在一个广泛的海洋区域和直接测量海洋微生物的营养的平衡,这是非常激动人心的,”Mike Lomas表示该论文的第一作者。“现在我们可以根据实际应用更现实的参数驱动海洋动力学的计算机模型用于预测海洋变化”

几十年来,研究人员一直在使用一个固定的比率估计碳的平衡,在海洋环境中氮和磷。科学家和组织如国际气候变化专门委员会在计算机模拟中使用这个比率对地球的未来做出预测。

然而,它并不一定代表的广泛多样性的化学平衡海洋或生物体在营养循环的重要作用。

“问题是,固定比率是安全的估计并不代表生物是如何工作的,”洛玛斯说。“更现实,但风险和复杂,方法还没有广泛利用。”

开发一个更准确的理解这些比率,洛玛斯直接测量浮游植物,一些全球最重要的海洋生物。这些生物体的细胞中的元素反映可用营养生境与上发光生物多样性在养分循环的作用。

这已经不是第一次浮游植物调查了解海洋中营养水平,但它是最先进的和全面的。世界各地的团队研究了浮游植物的三个关键营养元素创建一个快照广泛的环境条件。传统上,研究人员利用物理过滤器来解决从海水浮游生物之前检查它们。然而,这种方法也可以捕捉细菌和微小粒子,导致错误。

本研究使用一种称为流式细胞术的技术,它允许研究人员检查和每秒数百成千上万的细胞。这使研究人员隔离,只检查他们感兴趣的细胞。它不仅给了他们更准确的理解不同比例的海洋元素,还什么过程是控制他们。

研究小组发现,与最常见的假设,在细胞的比率碳,氮和磷主要是依赖于氮和磷的比例提供阳光的地下海洋水域中浮游植物是活跃的。这是真正的在所有地点,不管什么样的浮游植物或其环境条件。

洛玛斯希望这种改善营养的理解可以用来更好的图片海洋将如何应对气候变化。

“我们不能检查在每一个海洋营养物质在每一个细胞,但我们需要确保所有的控制因素都包含在计算机模型,”洛玛斯说。“正如我们混合这些结果与其他先进的学科,我们真的会推进我们对海洋动力学的理解和预测未来的能力条件。”

参考:Lomas MW,贝尔,Mouginot C,等。不同浮游植物生物多样性和化学计量可塑性对散装颗粒化学计量学在海洋盆地。Commun地球环境。2021;2 (1):1 - 10。doi:10.1038 / s43247 - 021 - 00212 - 9

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