《科学》杂志上的一项突破性研究揭示了深洋流——被称为全球翻转环流——如何在塑造南太平洋微生物生命的多样性和功能方面发挥关键作用。
这项研究由来自J的科学家领导。克雷格文特研究所（JCVI）、加州大学圣地亚哥分校的斯克里普斯海洋研究所和加州大学伯克利分校提供了迄今为止最详细的遗传地图，说明海洋生物群落如何通过海水的物理运动构建。
研究主要作者Bethany Kolody说，风和风暴只达到约500米（1,640英尺），约占4000米（13,125英尺）总海洋深度的八分之一，她是斯克里普斯海洋学的毕业生，目前是加州的博士后研究员。在地表以下500米以上，水流由水温和盐度的差异驱动，这影响了水的密度，形成了全球翻转环流。这种循环就像传送带一样，将水及其中的微生物输送到遥远的距离和深处。
Kolody说：“到目前为止，还不清楚这些水体是否也是独特的微生物生态系统。”“我们现在可以用一个响亮的'是的'来回答这个问题。”
研究小组沿着从南太平洋复活节岛到南极洲的横截面收集了300多个水样，该横跨整个海洋深度。他们使用先进的元基因组学和元条码技术，重建了300多种微生物的基因组，并使用一种高分子指纹技术识别了数以万计的微生物物种，该技术研究了高度保守的基因——原核生物的16S rRNA基因（包括细菌和古菌）和真核生物的18S rRNA基因。
他们的发现揭示了一个引人注目的模式：在海洋表面以下约300米（1000英尺）的区域，微生物多样性急剧增加，他们称之为“原核系统”。这层类似于pycnocline（密度快速变化的区域），标志着从低多样性的地表水到深海丰富的微生物群落的过渡。
该研究于7月10日发布，确定了六个不同的微生物“队列”，其中三个对应于深度，另外三个对应于主要水体：南极海底水、上环极深水和古代太平洋深水。每个队列都含有独特的微生物物种和功能基因，由水的温度、压力、营养水平和年龄塑造。
例如，南极海底水队列包括适应寒冷高压环境的微生物，其基因有助于保持膜流动性和抵抗氧化应激。相比之下，古老的水队列——在1000年或更长时间内没有见过地表的缓慢循环水中发现——宿主的微生物具有基因，使基因能够在低氧环境中生活，并分解复杂的低能量的碳化合物。
