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微量金属与海洋微生物有很大关系

康奈尔大学领导的一项新研究表明,大气中的尘埃和其他颗粒等气溶胶沉积的微量金属对海洋生物群产生了巨大影响,影响了生物生产力,改变了海洋生态系统。

该论文“气溶胶痕量金属浸出和对海洋微生物的影响”于7月在Nature Communications上发表。

“在偏远的海洋中,金属的大气沉积对生物群来说非常重要,”欧文波特教会工程学教授和阿特金森可持续发展未来中心环境主任Natalie Mahowald说道。“在污染事件或沙尘暴中,甚至在这些遥远的地方,大气沉降可能是新金属最重要的来源。”

这种气溶胶粒子的来源包括火山,野火和沙漠尘埃,以及人为原因,如燃烧化石燃料。在大气中喷出并经历化学反应后,这些颗粒经常进入偏远的海洋区域,在那里通过沉淀或干沉积沉积。

一些金属被证明是不可溶的并且落到了海底,而其他金属被各种生物群吸收 - “小家伙”,用Mahowald的话来说 - 就像浮游植物和细菌一样,占海洋生物的80%,并作为循环器整个生态系统中的氧气和养分。

“如果你改变这种规模的生态系统结构 - 这就是所有生产力发生的地方 - 它会逐渐增加并影响我们更容易看到的鱼和动物,”Mahowald说。

虽然之前的研究主要关注铁在海洋中的关键作用,但Mahowald及其团队也研究了其他金属的影响,包括铝,锰,锌,铅,铜,镍,钴和镉。许多这些金属,如铜,可能是有毒污染物,但研究人员发现金属有时会起到营养素的作用,这取决于它们的混合方式,地点和方式。

“该论文的一个亮点是异质性,”Mahowald说。“不同的气溶胶来源有不同的金属,不同的生物群采用不同的金属,这会影响浮游植物。我们不能只谈论气溶胶沉积到海洋中。我们必须非常具体地了解海洋中的哪些地方以及进入哪种金属,以及接收它们的生物群,因为响应是针对这些问题的。

根据合着者和博士后同事道格拉斯·汉密尔顿的说法,一个说明海洋生态系统复杂性和微妙相互依赖性的例子是铁的必要性。

汉密尔顿说:“即使你拥有人们想要增长的所有主要成分,如氮和磷,如果你带走大气中的铁沉积,生产力基本上会在绝大多数开放海洋中停止。”“我认为系统可以通过其他方式应对,其他铁进入系统,如河流和热液喷口。但全球海洋的微生物居民很有意思。如果没有大气中的铁沉积,它们就像是,“不,我们不再做任何事了。”“

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