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研究发现深海压力可以为深渊中的微生物保存食物

开心的月饼 2023-11-10 13:57:54 生活常识

丹麦深渊研究中心的一项新研究报告了一系列实验,这些实验将海洋雪暴露在高达1000巴的压力下,相当于世界上一些深海海沟底部的压力(水下10公里)海面。

研究发现深海压力可以为深渊中的微生物保存食物

海雪是毫米大小的雪片,是海面粘性的死亡细胞与其他死亡或垂死的细胞、颗粒和细菌聚集在一起并沉入海底时形成的。有机物质可以是死藻类、死小动物或其粪便。它一起被称为海洋雪,因为雪花沉入水柱时看起来像雪。除了有机物颗粒之外,一片薄片中还可能含有数百种不同的细菌。

“我们对海雪下沉时如何应对不断增加的压力知之甚少。但是,众所周知,海雪是海底许多微生物和小动物的食物。事实上,在海雪的部分存在着更多的微生物。该研究的主要作者、生物学家PeterStief表示:“这个海洋的深度比地球上任何地方都深1000米或以下。”

“这个栖息地非常大,那里的微生物之间可能有很长的距离,但尽管如此,大量的地球生物在高压下繁衍生息,我们不知道如何,”

其他作者包括RonnieN.Glud、ClemensSchauberger、KevinW.Becker、MarcusElvert、JohnPaulBalmonte、BelénFranco-Cisterna和MathiasMiddelboe。该研究发表在《通讯地球与环境》杂志上。

海雪除了给深海微生物带来有机碳、氮、硫和磷酸盐等营养物质外,还导致大量碳被埋藏在海底。当藻类在其一生中从大气中吸收CO2、死亡并沉入底部并带走碳时,就会发生这种情况。大多数海洋雪被动物吃掉或被微生物分解,但一小部分储存在海底。

“也许只有1%的海洋雪被储存在海底。但随着时间的推移,它会积累到大量。我们目前开采的石油和天然气主要是通过这种方式产生的,”PeterStief说。

有机物还通过其他方式到达深海微生物。丹麦深渊研究中心进行的多次深海考察的数据表明,深海斜坡上可能会发生大型沉积物滑动。这种沉积物滑坡可以立即将大量营养丰富的沉积物送入最深的沟渠。

现在,PeterStief及其同事表明,另一种机制也可以确保有机物能够到达深处。

在南丹麦大学的地下室里,深渊研究人员有用于实验的压力罐。储罐可承受1000巴的压力,相当于10公里深度的压力。

研究小组用海水和由硅藻和细菌制成的海洋雪片填充了五个压力罐。每片约为。直径2毫米。通过让压力罐始终水平旋转,研究人员确保薄片在水中保持下沉状态,而不会到达罐底,从而模拟了薄片的不断下沉。他们每天都会将水箱内的压力增加50巴,以模拟不断增加的深度的压力。

四天后,薄片承受200巴的压力,相当于2公里的海洋深度。然后,研究人员打开第一个罐子来观察薄片的表现。400巴压力、600巴压力、800巴压力以及最后100巴压力后也是如此。

“我们可以看到,随着压力的增加,细菌的呼吸作用减弱;这意味着它们‘吃’的有机碳减少了。在600bar的压力下,呼吸作用完全停止,并一直保持到1000bar的压力,此时大约有一半的薄片被吃掉。仍然存在,从而成为适应压力的海底微生物的食物,”彼得·斯蒂夫说。


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