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科学家研究发现海洋变暖对地球氧气生产关键微生物的严重威胁

十大品牌 2025年09月22日 20:34 1 admin
科学家研究发现海洋变暖对地球氧气生产关键微生物的严重威胁

随着全球气候变化的加剧，海洋温度的上升对水中光合作用微生物的影响日益受到关注。一项新的研究表明，原绿球藻（Prochlorococcus marinus）——一种对地球氧气生产至关重要的微生物，可能会因为海洋温度的升高而面临严峻挑战。原绿球藻在维持海洋生态系统的稳定和产生地球近三分之一的氧气方面发挥了重要作用，但研究显示，海洋变暖可能会显著削弱其生长能力。

原绿球藻的生态重要性

原绿球藻为蓝藻中的一种小型光合作用生物，其在地表阳光照射的水域中广泛分布，特别是在热带及其周边地区被发现。这些微小的生物不仅帮助维持海洋食物网的基础，还提供了大量氧气。然而，它们的生存状况关系到整个海洋生态系统和地球的氧气生产。

科学家研究发现海洋变暖对地球氧气生产关键微生物的严重威胁

带有覆盖绿色的 Prochlorococcus marinus 的透射电子显微镜图像。 （卢克·汤普森/奇泽姆实验室，尼基·沃森/怀特海研究所/麻省理工学院）

在最新的研究中，科学家们发现原绿球藻的理想生长温度范围为19℃至28℃（66°F至82°F）。不幸的是，许多热带和亚热带水域在未来75年中，将达到或超过这个理想温度范围，而这种高温环境并不一定对它们有利。

.temperature’s Impact on Growth

通过对海洋中8000亿个原绿球藻细胞的研究，科学家使用了专为监测这些微生物而设计的流式细胞仪，探讨了它们在不同水温下的生长情况。他们的发现震惊了科学界：虽然原绿球藻在其理想温度下能够快速分裂，但在水温超过30℃（约86℉）时，其细胞分裂速率显著下降到正常水平的三分之一。

“我们发现它们的耐热能力比我们之前想象的要低得多，”华盛顿大学海洋学家弗朗索瓦·里巴莱特表示。这表明在气温持续上升的环境中，原绿球藻的生存和繁殖能力将受到极大的限制，进而可能影响整个海洋生态系统的稳定性。

科学家研究发现海洋变暖对地球氧气生产关键微生物的严重威胁

托马斯·汤普森 （Thomas G. Thompson） 研究船携带光合作用蓝藻监测设备的日落景观。（凯西·纽尔/华盛顿大学)

未来的生态影响

随着海洋温度的升高，原绿球藻的生产力可能会显著下降。研究预测，到本世纪末，在温和变暖的情况下，其生产力可能减少17%，在更严重的变暖情况下甚至可能下降51%。这将直接影响到海洋食物网，造成氧气供应和生物种群的变化。

“如果原绿球藻的生长受到抑制，其他依赖它们的海洋生物的生存也将受到威胁，整个海洋生态系统将遭受打击，”里巴莱特补充道。随着气候变化持续，整个生态系统将面临前所未有的压力，可能会出现新的物种组成和生态互动。

可能的生态替代者

在这种变暖的背景下，另一个名为Synechococcus的蓝藻可能会冒头。Synechococcus在热带和亚热带地区与原绿球藻共同存在，并能够在较高温度环境下生存。然而，它需要更多的营养物质才能有效繁殖，是否能够弥补原绿球藻的下降仍然未知。

如果Synechococcus接管了原绿球藻的生态位，整个海洋食物网将经历巨大的变化。研究人员表示，这样的转变意味着海洋生物之间的相互作用也会发生根本变化，导致生态平衡的重新调整。

研究的局限性与未来方向

尽管本研究提供了关于原绿球藻在温暖环境中的生长能力的重要见解，科学家们也承认当前研究存在一些局限性。尽管数据涵盖了多个海洋区域，但许多重要的热带地区的数据仍然缺失。此外，研究人员意识到，可能还有其他耐热菌株未被发现，进一步的研究仍然需要探索这些菌株的潜在影响。

“如果我们能发现耐热菌株的新证据，那将为这些关键生物开辟新的希望，”里巴莱特表示。未来的研究将需要深入探讨这些微生物如何适应快速变化的环境，进而帮助我们更好地理解气候变化对海洋生态的长远影响。

这项研究的成果强调了对原绿球藻等海洋微生物的保护与研究的重要性，全球变暖的威胁越加显现，关注这些微观生命对于地球生态系统的整体健康将显得尤为重要。

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