气候变暖对海洋关键微生物的影响尚不确定

海洋中充满了微小的微生物，其中一些微生物将海洋表面染成绿色。它们可以吸收和释放温室气体二氧化碳，这在地球的碳收支中起着重要作用。现在，科学家在研究全球变暖对海洋微生物的影响方面取得了进展。科学家们试图回答的一个大问题是:随着海洋变暖，微生物吸收到海洋中的碳量会如何变化？在预测未来气候时，这个问题的答案可能会被考虑在内。从一些观测点的记录中，我们可以看到事情的进展。与此同时，这项新技术使科学家能够研究海洋微生物的基因组，从而对微生物本身有更深入的了解。俄勒冈州立大学微生物学教授斯蒂芬·乔瓦尼尼认为，现在的挑战是整合所有这些信息。几天前，《科学》杂志发表了一篇由乔瓦尼联合署名的关于这个问题的评论。海洋中的一些微生物，如春季繁盛的浮游植物，可以通过光合作用吸收大气中的二氧化碳并将其转化为有机物质。当生活在深海中的其他微生物以浮游植物为食来回收二氧化碳时，结果是二氧化碳再次释放。然而，一些碳永远不会被回收，而是会随着浮游植物和其他表面浮游生物的下沉而留在深海中。这种所谓的“泵”导致海洋从大气中吸收的二氧化碳多于其返回的二氧化碳，从而可能抵消人类排放的二氧化碳。“我们真的需要知道海洋里发生了什么，因为它们能吸收人类活动产生的二氧化碳，是真正具有巨大缓冲作用的因素之一。”乔瓦尼说。作为二氧化碳“回收站”的浮游植物和微生物决定了海洋吸收了多少碳，又有多少碳返回到大气中。例如，较重的硅藻下沉得更快，将更多的碳带入海洋。“这是我们不知道的，也是我们需要知道的。这非常复杂。”乔瓦尼说。这样的数据很难获得，因为海洋的季节性波动会影响微生物的位置(毫无疑问，离赤道越远，波动越大)。百慕大附近一个观察点的长期数据显示，春季繁殖明显，这些浮游植物主要在冬季和春季繁盛，而蓝细菌(也称为蓝绿藻)在夏季和初秋占优势。然而，夏威夷的一个观测点发现，浮游植物的季节变化和大量繁殖并不明显，相对稳定的微生物群落常年占据主导地位。乔瓦尼说，这两个地点的差异是由白天的长短和天气造成的。部分原因是百慕大位于更靠北的地方，这意味着它的水温在冬天更低，因此促进了冷水和温水的融合和交换，给海洋表面带来了浮游植物的营养。温暖的海水更稳定，更不容易混合，这阻止了营养物质被带到海面，从而抑制了藻类的繁殖。气候变化预计会导致海洋表面温度升高，但尚不清楚这对微生物及其吸收或循环的碳意味着什么。乔瓦尼说，目前，科学家对这些二氧化碳回收微生物以及它们在某些情况下与浮游植物的相互作用知之甚少。“对于这一新知识将对我们的预测产生多大影响，还没有结论，但毫无疑问，我们对细节的理解已经取得了非常迅速的进展。”他说。他和俄勒冈州立大学的微生物学家凯文·维金以及这篇综述的其他作者建议开发一种自动化设备来监测同一地点海洋微生物群落的长期变化。他们还呼吁科学家建立评估微生物多样性的标准化方法。