麻省理工学院的研究显示,小型浮游生物对海洋的碳储存有很大影响 2017-06-12 06:11:19

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麻省理工学院和布里斯托尔大学的最新研究表明,微观,混合营养生物可能对海洋食物网和全球碳循环产生巨大影响你如何找到食物

大多数动物物种,无论是通过冰箱翻捕还是野外捕食猎物,都会通过消耗生物来获取营养物

植物大多采用不同的喂食方式或“营养”策略,通过光合作用制作自己的食物

但是,某些有进取心的物种可以做到这两点:光合作用和消耗猎物这些有机体主要存在于某些海洋浮游生物群落中,它们生活在灵活的“混合营养”生活方式中科学家们开发了一种全球海洋食物网的混合营养模型,他们发现,与不考虑混合营养素的传统模型相比,他们的模型在整个海洋中产生了更大,更重的浮游生物,因为这些更具实质性的微生物,它们为每个浮游生物类提供了光合作用和消耗猎物的能力

研究人员发现,他们将有机碳颗粒下沉的通量增加了35%

结果,sa麻省理工学院地球,大气和行星科学系副教授Mick Follows表示,混合营养生物可以使海洋更有效地储存碳,从而提高海洋吸收二氧化碳的效率“如果[混合营养]不是在海洋中,我们认为大气中的二氧化碳可能更高,因为形成的大量富碳颗粒可以更有效地将碳转移到深度,“跟随说”这是一个假设,但它被忽略了在碳循环模型中,我们认为它必须具有代表性,因为它可能非常重要“跟随他的同事Ben Ward,现在在布里斯托尔大学的麻省理工学院博士后,今天在”美国国家科学院院刊“上发表了他们的研究成果等式的一部分今天的海洋模型通常采用“或者/或”的方法,将浮游生物分为光合作用者或消费者o这种方法,跟随说,过度简化了海洋中发生的过程,这些过程可能最终导致碳在海洋和大气层中的流动

他说混合营养经常被忽视,因为我们的陆地经验使它们看起来很罕见“对我们来说,我们倾向于认为[mixotrophs],像金星飞陷阱一样充满异国情调 - 它们对我们是一种好奇心,“追随者说:”我们的传统视角受到土地的偏见,有机体属于一种或另一类,相当严格但是在海洋中,人们对浮游生物的看法越多,混合营养就越常见“问题在于很少有数据可以用于模型,因为在微观浮游生物尺度上观察营养策略是非常困难的

因此,模型大部分时间都将混合营养物质排除在外,而是寻求其他海洋过程来试图解释海洋中储存了多少碳“就好像我们有天气一样预测今天在波士顿下雨的模型,但由于错误的原因,“跟随说”如果我们明天使用它,我们不应该期望它做得好,因为它已经为今天做好了我们想要我们的气候模型代表正在进行的过程,以便预测碳储存如何响应全球变化“制造(混合营养)生活作为第一步,Follows和Ward选择模拟虚拟世界,其中每个浮游生物类都是潜在的混合营养“这是一个非常理想化的黑白案例:混合营养物质可能产生的最大影响是什么

”在海洋中,浮游生物的大小范围从小于1微米到直径约1毫米典型的海洋模型包含浮游生物经常将它们分成10个一般大小的类别,每个类别都属于“双行会”结构,作为光合作用者,或者是猎物的消费者

相反,Follows和Ward使所有的浮游生物混合营养生物在模型中可以进行光合作用,消耗无机养分(最小的生物是获取这些资源最有效的)它们也可以吃其他浮游生物,并且被限制为消耗大小等级的猎物比自己小十倍 “在我们为这个系统制定了这些规则之后,每个大小的类别是否主要通过光合作用或主要通过捕食来生存取决于每种类型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,”追随者说模型向前,研究人员将结果与没有混合营养的传统模型进行了比较他们发现这两种模型在整个浮游生物食物网中都显示出一般的饲养结构:最小的生物体太小而不能摄取猎物,而最大的浮游生物是生活中较差的竞争者通过光合作用然而,传统模型在光合作用和非光合作用之间严格分离,混合营养模型模糊了这些线条,一些较小的生物体消耗了猎物,一些较大的生物体能够进行光合作用结果是混合营养生物在每个班级增加了该生物体的平均大小,产生更大和更重整个海洋中的浮游生物与较小和较轻的浮游生物相比,这些更具实质性的生物体更有能力沉入海底,因为含碳碎屑“它本质上意味着,通过多种方式,在混合营养生物的世界中,更多的有机物碳正在沉入深海,而不是没有混合营养的世界,“跟随说团队对混合营养物所贡献的碳沉积量的估计似乎与近期北大西洋混合营养浮游生物对碳通量的观察结果一致

关于这些机会主义生物的更多数据,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“我们希望工作的一部分是为这些观察性研究的风帆提供一些风我们认为它们“非常有价值,”跟随者说“混合营养物可能会有很大一部分放牧,所以它可能是在海洋中的碳流量非常重要,它应该量化“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出版物:本阿德沃德资助和迈克尔J跟随,“海洋混合营养增加营养转移效率,平均有机体大小和垂直碳通量,”PNAS 2016; doi:101073 / pnas1517118113消息来源:Jennifer Chu,麻省理工学院新闻