科学家发现,一种“稀有”海洋细菌的分布范围较之前更为广泛,并且具有很强的新陈代谢能力,可以促进温室气体产生。这项成果发表在《Science Advances》期刊上 。
曾经很少被人们关注的亚硝化菌存在于海洋的各个角落,它们的无氧生存能力十分惊人。亚硝化球菌和其他类似细菌的生物功能一般是通过亚硝酸根的氧化来补充海洋中的硝酸盐,同时将二氧化碳转化为细胞结构的成分。藻类植物在海洋中吸收光能,并将二氧化碳固定在自身,氮的存在通常会限制藻类和其他类似植物的生长。然而氮对地球上的所有生物都是必不可少的,因为它是制造蛋白质和核酸所必需的,而它最丰富、最稳定的形式是硝酸盐。因此,硝酸盐的可用性与海洋储存二氧化碳的能力直接相关。阳光照射的海面常常会耗尽硝酸盐,但硝化细菌的存在会将硝酸盐高浓度的聚集在深海中。当深海的海水重新循环到阳光照射的表面(海洋循环的一部分,平均每1000年循环一次),这种深海硝酸盐将会补充绿色生物的生长,这些生物构成了海洋中所有生命的基础。
然而,通过一系列的实验,在南大西洋纳米比亚海岸(South Atlantic off the Namibian coast)的研究发现,亚硝化菌可以在缺氧情况下转换其新陈代谢方式。尽管一些已知的其他海洋细菌也能产生一氧化氮,但这是第一次发现一种海洋氮化细菌能促进这种高效的温室气体和平流层臭氧消耗剂的产生。更重要的是,在全球数据库中的搜索显示,亚硝化菌实际上是一种世界范围的分布的菌落,意味着它的N2O生产潜力也是无处不在的——考虑到在全球变暖的影响下海洋正在逐渐失去氧气,这也可能是一个潜在的环境问题。此外,研究小组发现,亚硝化菌可以氧化硫化物,生成一种对大多数生命都非常有害的化合物。亚硝化菌也可以将硫化氢转化为无害的硫,同时将硫化物解毒,从而确保了其他生命形式的存在。
(刘思青 编译)