據(jù)外媒報(bào)道，隨著世界變暖，海洋營(yíng)養(yǎng)的全面變化似乎是海洋溫度升高的預(yù)期結(jié)果。然而現(xiàn)實(shí)要復(fù)雜得多。一項(xiàng)新研究表明，海洋表面下的過(guò)程可能控制著海面上發(fā)生的事情。

浮游生物是海洋中數(shù)量最多、最重要的生物之一。它們內(nèi)部化學(xué)元素的平衡是不同的，這對(duì)塑造許多海洋過(guò)程至關(guān)重要，其中包括食物網(wǎng)和全球碳循環(huán)。傳統(tǒng)上認(rèn)為溫度控制著這些元素的比例。然而一項(xiàng)新研究表明，這種平衡在很大程度上取決于300多英尺深處的地下海洋活動(dòng)。由畢格羅海洋科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的這項(xiàng)工作最近將他們的新發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《Communications Earth and Environment》上。

研究小組觀察了世界各地海洋中八個(gè)地點(diǎn)的樣本。他們發(fā)現(xiàn)，從地下海洋引入的氮和磷的比例控制著海洋微生物中營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的平衡，而這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)構(gòu)成了海洋健康的基礎(chǔ)。這一發(fā)現(xiàn)可以讓科學(xué)家得以更精確地探索復(fù)雜的海洋過(guò)程。

這篇論文的主要作者M(jìn)ike Lomas指出：“這是我們首次在廣泛的海洋區(qū)域進(jìn)行研究并直接測(cè)量了海洋微生物的營(yíng)養(yǎng)平衡，這真的很令人興奮?，F(xiàn)在，我們可以根據(jù)推動(dòng)海洋動(dòng)力學(xué)的實(shí)際因素，將更現(xiàn)實(shí)的參數(shù)應(yīng)用到用于預(yù)測(cè)海洋變化的計(jì)算機(jī)模型中。”

幾十年來(lái)，研究人員一直在使用固定的比例來(lái)估計(jì)海洋環(huán)境中碳、氮和磷的平衡?？茖W(xué)家和國(guó)際氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì)(International Panel on Climate Change)等組織在計(jì)算機(jī)模擬中則使用了這個(gè)比率來(lái)預(yù)測(cè)地球的未來(lái)。

然而它不一定代表海洋中化學(xué)平衡的廣泛多樣性，也不一定代表生物在營(yíng)養(yǎng)循環(huán)中發(fā)揮的重要作用。

Lomas說(shuō)道：“問(wèn)題是，固定的比率是安全的估計(jì)，并不能真正代表生物學(xué)是如何工作的。更現(xiàn)實(shí)、但風(fēng)險(xiǎn)和復(fù)雜的方法尚未得到廣泛應(yīng)用。”

為了更準(zhǔn)確地了解這些比率，Lomas直接在浮游植物中測(cè)量了它們，浮游植物是世界上最重要的海洋生物。這些生物體細(xì)胞中的元素反映了它們棲息地的可用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)并揭示了生物多樣性在營(yíng)養(yǎng)循環(huán)中的作用。

雖然這不是第一次對(duì)浮游植物進(jìn)行研究以了解海洋中的營(yíng)養(yǎng)水平，但它卻是最先進(jìn)和最全面的。該團(tuán)隊(duì)檢查了世界各地的浮游植物，以在廣泛的環(huán)境條件下創(chuàng)建三種關(guān)鍵營(yíng)養(yǎng)元素的快照。傳統(tǒng)上，研究人員使用物理過(guò)濾器從海水中分離浮游生物，然后再對(duì)它們進(jìn)行檢查。然而這種方法也可以捕獲細(xì)菌和微小顆粒從而引發(fā)錯(cuò)誤。

這項(xiàng)研究使用了一種叫做流式細(xì)胞術(shù)的技術(shù)，它允許研究人員每秒檢查和分類(lèi)數(shù)百到數(shù)千個(gè)細(xì)胞。這使得研究人員能只分離和檢查到他們感興趣的細(xì)胞。這不僅讓他們對(duì)海洋中元素的不同比例有了更準(zhǔn)確的了解，還讓他們知道是什么過(guò)程在控制它們。

研究小組發(fā)現(xiàn)，跟最常見(jiàn)的假設(shè)相反，細(xì)胞中碳、氮和磷的比例主要依賴(lài)于從水下海洋供給的氮和磷的比例，而這些水是浮游植物活躍的地方。無(wú)論浮游植物種類(lèi)或環(huán)境條件如何，在所有地方都是如此。

Lomas希望，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物的進(jìn)一步了解可以用來(lái)更好地描繪海洋如何應(yīng)對(duì)氣候變化。

他說(shuō)道：“我們不能檢查每個(gè)海洋中每個(gè)細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)成分，但我們需要確保所有控制因素都包含在計(jì)算機(jī)模型中。隨著我們將這些結(jié)果跟其他先進(jìn)學(xué)科相結(jié)合，我們將真正推進(jìn)對(duì)海洋動(dòng)力學(xué)的理解和預(yù)測(cè)未來(lái)?xiàng)l件的能力。”