当前位置: 时时彩注册送钱 > 新闻动态 > 麻省理工学院的研究表明微小的浮游生物对海洋碳储存有很大影响
新闻动态/Announcement

麻省理工学院的研究表明微小的浮游生物对海洋碳储存有很大影响

发布时间:2018-05-16  点击数:[38]

来自麻省理工学院和布里斯托尔大学的新研究表明,微观的混合营养生物可能对海洋的食物网和全球碳循环产生巨大影响。 < / EM>

你如何找到你的食物?大多数动物物种,无论是通过冰箱翻找或在野外捕食猎物,通过消耗生物体获得营养。大多数植物采用不同的摄食或“营养”策略,通过光合作用制作自己的食物。然而,有些企业家可以做到这两点:光合作用和消耗猎物。这些生物主要存在于某些海洋浮游生物群落中,生活在一种灵活的“混合营养”生活方式中。

科学家在海洋浮游生物的规模下开发了全球海洋食物网的混合营养模型,在这个模型中,他们给每个浮游生物类提供光合作用和消耗猎物的能力。他们发现,与不考虑混合营养的传统模型相比,他们的模型在整个海洋中产生了更大,更重的浮游生物。随着这些更为重要的微生物的死亡,研究人员发现他们将有机碳颗粒沉降量增加了35%。

麻省理工学院地球,大气和行星科学系副教授Mick Follows说,结果表明,混合营养生物可以使海洋更有效地储存碳,从而提高海洋隔绝二氧化碳的效率。

“如果[混合营养生物]不在海洋中,我们认为大气中的二氧化碳可能会更高,因为形成的大量富含碳的微粒将有效地将碳转移到深处,”Follows说。 “这是一个假设,但到目前为止,它在碳循环模型中一直被忽略,我们认为它必须有代表性,因为它可能非常重要。”

跟随和他的同事本沃德,现在在布里斯托尔大学的前麻省理工学院博士后,今天在“国家科学院院刊”上发表了他们的结果。

等式的一部分

今天的海洋模式通常采用“或/或”方法,将浮游生物分组为光合作用或捕食者。 Follows说,这种方法过分简化了在海洋中发生的过程,这可能最终导致碳在海洋和大气中的移动。他说混养菌经常被忽视,因为我们的陆地经验使它们看起来很稀有。

“对于我们在陆地上,我们倾向于将[混合营养生物]想像为异国情调 - 它们对我们是一种好奇心,”Follows说。 “我们的传统观点偏向于土地,那里的生物体属于一个或另一个类别,而不是严格的。但在海洋中,人们对浮游生物的看法越多,混合生态似乎就越普遍。“

问题在于,很少有数据可用于模型,因为在微观浮游生物尺度观察营养策略是非常困难的。因此,模型很大程度上将混合营养物排除在等式之外,而是转而考虑其他海洋过程来尝试解释海洋中储存多少碳。

“就好像我们有一个天气预报模式,可以在今天的波士顿降雨,但由于错误的原因,”Follows说。 “如果我们明天使用它,我们不应该期望它做得很好,因为它是为今天做好准备的。我们希望我们的气候模型能够代表正在进行的过程,以预测碳储存如何应对全球变化。“

制造(混合营养)生活

作为第一步,Follows和Ward选择模拟一个虚拟世界,每个浮游生物类都可能具有混合营养。

“这是一个非常理想化的黑白病例:混合菌的最大影响是什么?”Follows说。

在海洋中,浮游生物的大小可以从小于1微米到直径大约1毫米。包含浮游生物的典型海洋模型经常将它们分成10个一般大小的类别,其中每个类别都属于“双行业”结构,不管是光合作用器还是猎物消费者。

相反,跟随和病房做了所有浮游生物mixotrophic。模型中的生物可以进行光合作用,消耗无机营养素。 (最小的生物体在获得这些资源方面效率最高)。它们也可以吃其他浮游生物,并且被限制消耗大约十倍于自身体积的大小的猎物。

“在我们为系统制定了这些规则之后,每个规模类别是否主要靠光合作用或主要通过捕食来生活取决于每种资源的可用性以及它们在每个环境中收获它们的相对能力,”Follows说。

在模型推进之后,研究人员将这些结果与没有混合营养素的传统模型进行了比较。他们发现这两种模式在整个浮游生物食物网中都显示出一种普遍的饲养结构:最小的生物体太小而不能摄食猎物,而最大的浮游生物在光合作用下生存时是不好的竞争者。

然而,传统模式在光合作用和非光合作用模式之间进行严格分离的地方,混合营养模式模糊了这些线,一些较小的生物体消耗猎物,一些较大的生物体能够光合作用。其结果是,每一类混合营养生物都会增加该生物的平均大小,从而在整个海洋中形成更大更重的浮游生物。与更小更轻的浮游生物相比,这些更重要的生物体更能够沉入海底,成为含碳碎屑。

“这基本上意味着,通过多种手段,在一个具有混合营养的世界里,更多的有机碳沉入深海,而不是没有混合营养的世界。”Follows说。

该团队对混合营养生物所贡献的沉没碳量的估计似乎与最近对北大西洋混合营养浮游生物碳通量的观测结果一致。跟随说,随着有关这些机会主义有机体的更多数据,他希望改进模型以准确反映混合营养种群及其对地球碳循环的影响。

“我们希望的部分工作是给这些观察性研究带来一些风向。我们认为它们非常有价值,“Follows说。 “可能有很大一部分放牧是由混合营养体完成的,因此就海洋中碳的流动而言这可能非常重要,应该量化。”

这项研究部分由西蒙斯基金会,戈登和贝蒂摩尔基金会,美国国家航空航天局和国家科学基金会资助。

出版物:Ben A. Ward和Michael J. Follows,“海洋混合营养增加营养转移效率,平均生物体大小和垂直碳通量”,PNAS 2016; DOI:10.1073 / pnas.1517118113

资料来源:麻省理工学院新闻社Jennifer Chu

Copyright © 2017 时时彩注册送钱 版权所有

>