《美国国家科学院院刊》：美研究指出微生物通过洋流进入海洋深处

2024年5月2日，《美国国家科学院院刊》（PNAS）刊登了一项由布朗大学（Brown University）牵头的研究小组完成的新研究，指出海洋中一些微小的微生物被卷入洋流后，洋流充当“快速通道”的作用，将这些微生物从阳光充足的海洋表层输送至无光的深层海域，被输送至深层海域的微生物在影响海洋化学和生态系统方面发挥着巨大作用。

该研究基于2017-2019年3次研究考察船的实地调查，重点关注地中海亚热带地区。该研究揭示了一些由于重量较轻而无法下沉至100米左右深处的微小单细胞生物，例如浮游植物和细菌，如何进入海洋深处。研究小组发现的洋流过程被称作“入侵”（intrusion），通过冲刷微生物，这一过程有助于改变海洋深层的食物类型，与此同时从海洋表层输运大量的碳。这有助于为海洋食物链中的其他生物提供补给，增加深层生态系统的复杂性，影响水下生物和化学特征。

大部分光合作用在海洋最上层50米处进行，通过光合作用固定的碳如何进入深海这一问题长期以来未得到充分理解。先前的研究认为碳含量较高的颗粒下沉是唯一因素。该研究则发现，微小的单细胞生物被洋流捕获，形成入侵。这种入侵是亚热带海洋的重要特征，虽然入侵过程横向延伸数10公里，但也会在垂直方向下降数百米，带来细胞和碳。该机制在先前的碳输送预估中未得到解释。研究人员发现，入侵过程全年出现，起源于生物量丰富的地区。此前的研究认为，洋流只会季节性地将碳输送到深处。该研究则发现，入侵过程遍布全球亚热带海洋，为将碳和氧气从光照充足的海洋表面输送到深海提供了通道。

除了揭示入侵在形成海洋生物多样性方面的生态重要性，该研究还指出了气候变化对入侵的影响。该研究指出，随着海洋变暖，微小细胞中碳的比例将会增加，入侵过程中的输送可能不会像其他将碳带到深处的机制一样受到影响。入侵改变了科学界对碳在海洋中移动方式的理解，并有助于调节深海中的碳储存和微生物活动。

来源：美国国家科学院院刊、国际海洋科技动态