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1 来自太阳紫外线对海洋表面塑料的分解作用 2023-02-04

荷兰皇家海洋研究所(Royal Netherlands Institute for Sea Research,NIOZ)在特塞尔岛的实验室进行的一项实验证实,太阳的紫外线会慢慢分解海洋表面的塑料。漂浮的微塑料大部分被分解成更小的纳米塑料颗粒,部分被分解成可被细菌完全分解的化合物。该研究结果发表在《Marine Pollution Bulletin》上。 NIOZ的博士生Annalisa Delre及其同事通过计算统计认为,每年大约有2%的漂浮塑料可能以细菌降解的方式从海洋表面消失。这一数据看起来小,但年复一年,累积起来数量很多。数据显示,自20世纪50年代以来,阳光可能已经降解了大量被扔进海洋的所有漂浮塑料。 自20世纪50年代塑料开始大规模生产以来,大量塑料垃圾通过河流、风或人为倾倒进入海洋。但是,海洋中实际发现的塑料数量只占海洋塑料输入的小部分。大部分的塑料实际上已经消失了。在科学上,这个问题被称为“消失的塑料悖论”。 为了研究紫外线的降解是否可以解释一些消失的塑料,Delre和同事在实验室里进行了实验。研究人员在一个装满模拟海水的容器中混合了塑料碎片。在一盏模拟太阳紫外线的灯下自动搅拌这种塑料液体,然后捕捉并分析了从降解的塑料块中浸出的气体和溶解的化合物,包括纳米塑料。通过这些测量,研究人员发现每年至少有1.7%的(可见的)微塑料分解。在大多数情况下,它被分解成越来越小的碎片,包括(看不见的)纳米塑料和分子。但是有可能,其中一些可以被细菌进一步分解,只有一小部分最终被完全氧化成相对无害的二氧化碳。 如果进行更复杂的计算,考虑到漂浮塑料释放到海洋、搁浅和海洋表面持续的光降解,阳光的分解可能已经将22%释放到海洋的漂浮塑料转化为更小的溶解颗粒和化合物。NIOZ的研究员、乌得勒支大学地球科学系教授Helge Niemann指出,通过这些计算,科学家们在失踪塑料悖论中找到了海洋塑料降解重要的一部分。 Niemann强调,这项研究证实在某种程度上,微塑料是可以被细菌完全分解的物质。但另一方面,塑料作为看不见的纳米颗粒留在水中。在早期的一项研究中,Niemann及其同事用瓦登海海水和北海水已经表明,相当一部分消失的塑料以不可见的纳米颗粒形式漂浮在海洋中。这些颗粒对海藻、鱼类和海洋中其他生物的影响在很大程度上还不清楚。通过这些在紫外光下的实验,研究人员可以部分解释塑料悖论,但是需要继续调查剩余塑料的去向,并研究所有这些微型和纳米塑料对海洋生物的影响。最后,更重要的是,我们应该停止乱扔塑料,以减少海洋塑料含量。(刁何煜编译) 查看详细>>

来源:荷兰皇家海洋研究所 点击量:0

2 研究发现高温深海微生物群落的巨大多样性和相互依存性 2023-02-04

波特兰州立大学(Portland State University,PSU)和威斯康星大学(University of Wisconsin)的研究人员进行的一项新研究发现深海高温地热环境中,相互依存的群落中生活着丰富多样的微生物。这项研究由PSU生物学教授Reysenbach领导,近期发表在《Microbiome》杂志上。 通过深海热液喷口流出地壳的350-400摄氏度的流体与海水混合,会形成大型多孔岩石,通常被称为“烟囱”或热液矿床。这些烟囱周围的高温环境被大量微生物所占据。几十年来,Reysenbach一直在世界各地的深海热液喷口收集烟囱,并使用基因指纹和培养技术来研究与这些岩石相关的群落的微生物多样性。本研究中,研究团队利用先进的分子生物学技术,对热液群落中微生物的整个基因组进行测序,以了解群落微生物的多样性和生态系统间的相互关系。 该团队构建了40个不同岩石群落的3635种细菌和古菌的基因组。研究人员发现了至少500个新属和两个新门。结果表明:群落多样性的数量惊人,大大扩展了已知的细菌和古菌的种类。 该团队还发现了微生物多样性热点的证据。例如,位于新西兰附近的深海火山的样本中富含不同种类的微生物,其中许多是该火山特有的微生物。这一发现可能表明,与深海热液喷口相比,地下火山岩的复杂性增加,使得它们更有可能容纳不同的微生物物种。 除了在这些高温生态系统中发现了数量惊人的微生物生物多样性外,这项研究的基因组数据还表明,这些生物中的许多都依赖彼此生存。通过对基因组的分析,研究人员发现,一些微生物无法代谢它们生存所需的营养素,因此它们依赖于其他物种产生的营养素,这一过程被称为“代谢切换”。研究人员受此影响,后期将深入了解这些深海微生物之间的相互作用。(李亚清编译) 查看详细>>

来源:美国波特兰州立大学 点击量:0

3 研究表明磷虾产量对座头鲸繁衍产生影响 2023-02-04

加州大学圣克鲁兹分校(University of California,Santa Cruz)科学家领导的新合作研究表明,磷虾供应减少导致座头鲸怀孕次数减少。这一发现可能对工业磷虾捕捞产生重大影响。该研究近期发表在《Global Change Biology》杂志上,该研究基于南极半岛西部海域八年(2013年至2020年)的座头鲸怀孕数据,那里是磷虾捕捞的集中地。 座头鲸怀孕前一年的磷虾供应至关重要,因为雌性需要增加能量储存以支持即将到来的怀孕。2017年,在经历了磷虾丰富的一年后,86%的雌性座头鲸样本都怀孕了。但在2020年,在磷虾数量减少的一年之后,只有29%的雌性座头鲸怀孕。 研究人员指出,这项研究首次证明了南极鲸的种群增长与磷虾供应之间的联系。研究人员表示,南极半岛西部沿线的持续变暖和捕捞活动增加,导致磷虾种群持续减少,可能会影响该地区的座头鲸种群和其他磷虾捕食者。 研究人员发现,南极半岛西部正在经历地球上任何地区最快的气候变暖。自1950年以来,冬季气温显着上升,年海冰面积平均比40年前减少了80天。磷虾供应量因海冰量而异,因为幼年磷虾以生长在海冰上的藻类为食,也依赖海冰作为庇护所。在冬季海冰较少的年份,存活到第二年的幼虾数量较少。气候变化的影响以及可能的磷虾渔业正在导致座头鲸繁殖率多年来下降。 这项研究表明,需要采取高度预防性的管理措施来保护所有依赖磷虾生存的南极海洋生物,包括蓝、鳍、座头鲸、小须鲸和南露脊鲸,以及其他磷虾捕食者,如企鹅、海鸟、海豹和鱼类。(王琳编译) 查看详细>>

来源:美国加州大学圣克鲁兹分校 点击量:0

4 大气变暖对地中海的海洋环流有重大影响 2023-02-04

英国国家海洋学中心(简称NOC)的一位首席科学家发现,地中海海洋和大气相互作用方式的变化正在威胁该地区海洋浅层和深层之间的正常联系。NOC海洋系统建模小组的Simon Josey教授与意大利海洋科学研究所的Katrin Schroeder博士合作,分析了新的大气数据模型,发现近几十年来,西北地中海的海洋表面散失的热量比正常数值要少。这种变化减少了海水由浅层向深层的流动,是冬季风暴和夏季热浪的潜在诱因。相关研究成果发表在国际学术期刊《Environmental Research Letters》之上。 这项研究揭示了导致海洋—大气相互作用方式变化的原因,表明更温暖的大气正在阻碍海洋通过其表面散失热量。这种变化在法国海岸以南的西北地中海地区最为强烈,该地区是地中海环流的关键区域。 Josey教授认为,空气温度变暖速度快于海洋,这形同在海洋上形成了一块“额外的毯子”,阻碍了海水变冷的过程,并降低了海水下沉到深层的能力。海洋热量损失的减少也可能会对大气产生连锁反应,改变该地区的天气模式,并诱发包括超强冬季风暴在内的极端事件的发生。 研究发现,在过去70年中,西北地中海地区的空气变暖速度比海面变暖的速度更快,但爱琴海地区是一个例外,这表明海洋—大气相互作用的变化方式存在地区差异。西北地中海的热量散失没有以前那么多,那里正常的海洋环流已经受到威胁。未来,需要进一步的研究和探讨这一问题对该地区整体天气和气候的制约,并评估对生活在该地区人们(包括法国、意大利、西班牙和北非)的影响。该地区已成为气候变化热点区域,见证了2022年的夏季大热浪,当时欧洲部分地区6月的气温为40-43℃,而法国则多次打破高温纪录。 海洋表面的热量散失已经减弱,现在浅层海水在冬季下沉的频率仅为40年前的一半左右,这表明浅海和深海之间的正常海水交换已经中断。这很可能会对更广泛的海洋环流产生影响,我们必须通过基于气候模型的研究进一步调查这一情况,以确定对大气的直接影响和可能由此引发的连锁反应,包括冬季风暴和夏季热浪。(傅圆圆编译) 查看详细>>

来源:英国国家海洋研究中心 点击量:0

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