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科研动态共计 1,629 条信息

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1 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:6

2 红树林在中国珠江三角洲可以成为有效的海岸防御系统 2023-02-04

沿海植被可以降低风暴事件期间的极端水位,但复杂河口或三角洲系统的控制因素和过程仍不清楚。这限制了在低洼沿海地区的三角洲特大城市中有效实施基于自然的海岸防御。红树林是沿海岸线发现的潮间带湿地,分布在热带、亚热带和暖温带世界的大部分地区,它们自然是抵御洪水和侵蚀的第一道防线。如果现有的红树林消失,全世界每年将有1500万人被洪水淹没。红树林湿地恢复项目开始在多个国家广泛开展以保护其自然栖息地和碳汇功能。了解它们对海防的价值对于进一步鼓励它们的保护和恢复也至关重要。对于位于河口或三角洲的城市,与许多亚洲大城市一样,在城市和海洋之间建立或恢复红树林湿地可以减轻海浪和风暴潮向陆地传播的影响。 英国NOC的一项研究,通过调查沿海红树林湿地如何在极端事件期间在局部湿地尺度和更广泛的三角洲尺度上改变复杂的三角洲沿海平原的流体动力学,对红树林如何在强台风期间(如天鸽(2017年))为广州和深圳等珠江三角洲(中国)的沿海大城市提供海岸保护进行了数值模拟。研究发现红树林的水位衰减在极端水位条件下是有效的,红树林特性的差异驱动了它们的海岸保护功能。极端水位的局部(湿地内)衰减在植被斑块较宽和植被阻力较高的情况下更为有效。(於维樱编辑) 查看详细>>

来源:《自然》 点击量:6

3 Nature Geoscience:新开发的浮游植物大分子模型可能对气候研究产生影响 2023-02-04

雷德菲尔德比率指的是浮游植物中碳氮磷(C:N:P)三种元素106:16:1的重复出现比率。自1934年以来,这一比率以及这些元素的地球循环途径一直是海洋学的基础研究问题。据研究表明C:N:P比率在不同的海洋生物群落存在明显差异,到目前为止没有一个既定的方法来量化或预测这种变化。然而,罗德岛大学(University of Rhode Island,URI)的一项新研究填补了这项研究的空白。这项研究发表在《Nature Geoscience》上,由URI海洋学研究生院的海洋学助理教授Keisuke Inomura与来自华盛顿大学、麻省理工学院和普林斯顿大学的一个团队共同撰写,研究对气候研究产生了有意义的影响。 浮游植物对全世界的水生生态系统至关重要,它们为几乎所有的海洋生物提供食物,并且还进行光合作用(吸收阳光、水和二氧化碳并释放氧气和碳)。除了产生大气中一半的氧气,浮游植物还影响深海中的碳输出和储存,这反过来又会影响大气中二氧化碳的组成。 在研究C:N:P比率时发现,C:N保持相对稳定,N:P或C:P比率因纬度不同而有很大变化。亚热带地区的比率较高,高纬度地区(如北冰洋或南大洋)的比率较低。研究团队将浮游植物的大分子模型纳入了全球一般环流与生物地球化学模型中,基本上将浮游植物内的分子组成引入了计算模型,该模型还考虑到了海洋环流和营养循环。 科研人员分析了关于小型和大型浮游植物的现有数据,研究了它们的构成(包括蛋白质、碳水化合物、脂类、DNA、RNA等),以及这些大分子之间的关系。参加反应或形成化合物的物质数量之间的关系被称为化学计量。通过在新模型中计算浮游植物中每种物质的数量,并将其纳入海洋框架,能够预测或模拟分析C:N:P的比例在整个海洋中的变化规律。 新的模型增加了其他细节,包括浮游植物的大分子分配及其如何适应基于经验数据不断变化的环境条件。该模型可用于预测和解释海洋中浮游植物的大分子分布,为预测生物和生态对气候变化的响应提供了框架。 这项工作将促进下一代气候模型的诞生。在大分子模型中发现额外的细节水平有助于预测海洋C:N:P比例的未来变化,以及这些变化对大气中二氧化碳成分和温度的影响。关于气候变化,我们仍然存在许多未解之谜。当前气候模型中的生物学方面存在诸多不确定性,希望这个模型能够有助于更好地确定这一部分。(李亚清编辑) 查看详细>>

来源:美国罗德岛大学 点击量:10

4 Nature:大洋钻探50多年岩心数据表明气候变暖影响了海底有机碳埋藏 2023-02-04

来自莱斯大学(Rice University)、德克萨斯A&M大学(Texas A&M University)、利兹大学(University of Leeds)和不来梅大学(University of Bremen)的研究人员组成的国际科学家团队通过对国际海洋发现计划(International Ocean Discovery Program,IODP)及其前期进行的1500多次船上探险中的81次岩心数据整理分析,首次对沉入海底深入地球内部的有机碳进行了研究。该研究提供了过去3000万年来最详细的有机碳埋藏数据,表明科学家们对地球长期碳循环有了更深入的认识。该项研究本周发表在《Nature》杂志上,研究表明气候变暖可以提高细菌的代谢率,减少有机碳掩埋,增加返回大气的碳量。 碳是生命的主要组成部分,随着动植物的生长和分解,碳在地球大气圈和生物圈之间不断循环。长期以来,科学家们一直在研究埋藏在海洋沉积物中的碳含量。来自海底的钻探岩心包含数千万年来沉积的沉积层。使用放射测年和其他方法,研究人员可以确定特定沉积物的沉积时间。科学家还可以通过研究被捕获在沉积物中的生物的矿物质和微观骨骼来了解地球的过去。 研究人员的想法是使用实际数据并计算其有机碳埋藏率,以得出全球碳埋藏,并验证是否与传统的同位素计算方法一致。传统的科学观点认为,在大约1500万年前的中新世中期,大量的有机碳被埋藏在这个间隔内,研究小组的发现表明,在过去2300万年左右的时间里,在这个时间间隔内埋藏的有机碳量最少。(李亚清编译) 查看详细>>

来源:美国莱斯大学 点击量:8

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