深海环流塑造了南太平洋微生物群落

发表在新一期《科学》杂志的研究显示,被称为全球翻转环流的深海环流在塑造南太平洋微生物群落的多样性与功能方面,发挥着决定性作用。这项由美国克雷格·文特尔研究所、加州大学圣迭戈分校等机构联合完成的研究,为理解海洋生态系统的组织模式提供了新视角。

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长期以来,科学家已知该环流会将深海划分为物理化学特征不同的区域,但无法确认这些水团是否构成独特的微生物生态系统。此次,研究团队从复活节岛出发至南极洲附近,沿南太平洋采集了300多个全深度水样,通过宏基因组学和分子指纹技术,重建300多种微生物基因组,并识别出数万个物种。

研究发现,海面下约300米处存在原核生物系统发育跃层,微生物多样性在此处急剧增加,类似于海水密度快速变化的密度跃层,成为表层低多样性水体与深海高多样性群落之间的过渡带。

进一步分析显示,这些微生物形成6个微生物群落组和10个微生物群落功能区。其中3个群落组与水深相关,另外3个则对应南极底层水、环极深层水上层和古太平洋深层水等主要水团,各群落组都包含独特的物种和功能基因,受水温、水压、营养梯度和水团年龄影响。

该研究建立了当前海洋微生物生态系统基准。微生物是海洋碳循环核心,主导固碳、营养循环和碳封存。随着气候变化影响全球翻转环流,微生物群落分布和功能可能改变,对全球碳循环产生未知影响。

本文采编:CY
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