我国科学家最近有个大发现,专门研究在极端高二氧化碳浓度下,一种叫做聚球藻的蓝藻怎么处理碳的事儿。这个研究特别重要,能帮我们搞明白以后海洋能把多少二氧化碳存起来。全球变暖是个大问题,大气里的二氧化碳越来越多,它对海洋里的碳循环影响特别大。浮游植物可是海洋里造碳的主力,它们怎么应对变化的环境,直接决定了海洋以后能不能继续做全球重要的碳库。 中国科学院华南植物园的团队这次搞出了新成果。他们把目光锁定在一种叫聚球藻的蓝藻上,通过模拟实验,观察了这种藻在三种不同二氧化碳浓度下的反应。这三种情况分别是现在的水平、本世纪中期预计的中等升高水平,还有极端升高的水平。 大家都知道,碳是生命的基础,也是驱动全球元素循环的关键。在海洋里,浮游植物通过光合作用把溶解的无机碳变成有机碳。这些有机碳最后去哪儿了?是变成颗粒掉下去沉到深海里封存起来,还是留在上层水体里慢慢循环?这个分配过程决定了海洋的生物碳泵效率,也就是把大气里的二氧化碳输送到深海储存的能力。 以前大家都不太清楚未来二氧化碳浓度变高后,浮游植物会怎么分配碳。这次科学家们填补了这个空白。结果发现,当二氧化碳浓度升到中等水平时,聚球藻的碳分配模式没啥大变化,说明它挺有韧性的。但要是升到极端高的水平就不一样了,它的生理代谢和碳流向完全变了样。 具体来说,在极端高二氧化碳条件下,聚球藻的总有机碳含量大幅下降了47.05%。更重要的是,它的分配策略也变了:细胞里往外释放的溶解性有机碳比例大大增加,而用来长身体或者变成颗粒沉降的碳却变少了。数据显示,细胞外的溶解性有机碳在总池子中的比例从22.66%一路飙升到了44.32%。 这说明一个问题:在极端压力下,聚球藻可能更倾向于把固定的碳变成溶解性有机碳扔到水里去,而不是用来长自己或者形成容易沉降的颗粒。这部分被释放出来的溶解性有机碳可能更难分解,在表层水呆的时间更长。 这项研究不仅告诉我们这类初级生产者是怎么响应极端二氧化碳的,还从微观层面解释了宏观海洋碳循环是怎么回事。它提示我们以后某些高排放情况下,海洋通过生物碳泵把碳输到深海、调节气候的能力可能会被削弱。这也提醒我们评估海洋碳汇潜力时得把生物生理响应这一块考虑进去。 接下来的研究还得结合野外调查和多因素实验,才能更全面地看看各种浮游植物在复杂环境中的反应,以及它们到底对全球碳循环有多大影响。