新的研究发现，气候变暖可能会使全球丰富的微生物群落从碳汇转变为碳排放者，从而可能引发气候变化的临界点。研究结果发表在《功能生态学》上。

中等营养微生物是可以在像植物一样进行光合作用(吸收二氧化碳)和像动物一样进食(释放二氧化碳)之间切换的生物。它们在全球范围内丰富，常见于淡水和海洋环境中，估计占海洋浮游生物的大部分。

通过开发一种计算机模拟来模拟混合营养微生物如何响应变暖而获得能量，杜克大学和加州大学圣巴巴拉分校的研究人员发现，在变暖条件下，混合营养微生物从碳汇转变为碳排放者。

这些发现意味着，随着温度的升高，这些高度丰富的微生物群落可能会从对地球的净冷却效应转变为净变暖效应。

杜克大学的DanielWieczynski博士和该研究的主要作者说：“我们的研究结果表明，混合营养微生物在生态系统应对气候变化方面比以前认为的要重要得多。通过将微生物群落转化为净二氧化碳源以应对变暖，混合营养生物可以通过在生物圈和大气之间建立正反馈循环来进一步加速变暖。

加州大学圣巴巴拉分校的HollyMoeller博士和该研究的合著者补充说：“因为混合营养生物既可以捕获又排放二氧化碳，它们就像'开关'，可以帮助减少气候变化或使情况变得更糟。这些错误很小，但它们的影响确实可以扩大。我们需要这样的模型来理解如何。

杜克大学的Jean-PhilippeGibert博士和该研究的另一位合著者说：“长期气候变化的最新预测模型目前只能以极其简化，部分或有时完全错误的方式解释微生物作用。因此，非常需要这样的研究来提高我们对地球大气过程的生物控制的更广泛理解。

研究人员的模型还显示，在混合营养微生物群落转向排放二氧化碳之前，它们的丰度开始剧烈波动。这些变化可以通过监测混合营养微生物的丰度在自然界中检测到，并为这些微生物可以作为气候变化临界点的早期预警信号提供了希望。

Wieczynski博士说：“这些微生物可以作为快速气候变化灾难性影响的早期指标，这在目前是泥炭地等主要碳汇的生态系统中尤其重要，那里的混合营养生物非常丰富。

然而，研究人员还发现，这些早期预警信号可以通过增加氮等营养物质对环境的影响而减弱，这通常是由农业和废水处理设施的径流引起的。

当模拟中包含更多量的此类营养素时，研究人员发现，发生波动的温度范围开始缩小，直到最终信号消失，临界点在没有明显警告的情况下到达。

“检测这些警告信号将具有挑战性。特别是如果他们在营养污染方面变得越来越微妙。默勒博士说。“然而，错过它们的影响是巨大的。我们最终可能会使生态系统处于不太理想的状态，向大气中添加温室气体而不是消除它们。

在这项研究中，研究人员使用4度的温度跨度(从19摄氏度到23摄氏度)进行了模拟。未来五年内，全球气温可能会比工业化前水平高出1.5摄氏度，并有望在本世纪末之前突破2至4摄氏度。

研究人员警告说，研究中使用的数学模型利用有限的经验证据来研究变暖对微生物群落的影响。Wieczynski博士说：“虽然模型是强大的工具，但理论结果最终必须通过经验进行测试。我们强烈主张对我们的结果进行进一步的实验和观察测试。

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标签：微生物研究营养