極地生態系統處在消失的邊緣!人類所引起的氣候變化改變生態食物鏈

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極地海洋是地球上最大的食物鏈

寒冷的極地海洋形成了地球上最大的食物鏈,在它們的底部都是一些微小、能進行光合作用的藻類。近日的一項新的研究指出,人類所引起的氣候變化正在用其他藻類取代這些重要的冷水藻類群體,這種趨勢威脅到脆弱的海洋食物鏈的穩定性,並改變我們原本所知的海洋生態系統。

在海洋食物鏈的底部都是浮游植物,它們在全球海洋中會用不一樣的型態生存,例如在溫暖的水域,浮游植物群落傾向於由原核生物(沒有明確細胞核的微生物)所主導,然而靠近兩極的冷水域更傾向於真核生物(有細胞核的微生物),而這些進行光合作用的真核生物或藻類會在寒冷且肥沃的極地水域形成豐富的食物鍊。

原核生物取代真核生物

英國吉利大學(UEA, UK)海洋微生物學家以及該研究的資深作者托馬斯·莫克(Thomas Mock)說:「我們的很多食物來自北大西洋、北太平洋和南太平洋的漁業,原核生物是無法像真核生物那樣產生蛋白質和脂質。」根據2021年9月16日發表在《自然通訊》(Nature Communications)雜誌上的一項新研究,以原核生物為主的溫暖水域和群落可能比之前猜測的更容易取代真核生物,莫克說:「這將對整個食物鏈產生重大影響,進而改變我們所依賴的生態系統。」

該團隊進行探索、收集和編目樣本來尋找藻類群落的模式,包括影響藻類多樣性和基因表達的藻類相關微生物組。他們在四次研究巡航中從一個極點航行到另一個極點,並將他們的容器浸入海水中,以沿北冰洋橫斷面收集藻類群落樣本。在使用過濾器識別藻類群落後,該團隊對 DNA「標記」基因序列進行測序以識別微生物,該團隊還對藻類的 RNA 轉錄本進行了測序,以找出它們表達的基因。

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生態系統處在消失的邊緣

我們原以為海洋可以被視為一種均質介質,但事實並非如此,營養成分、溫度和其他理化特性存在著各種差異,且海洋是沒有邊界的,藻類群落完全是一種無形的劃分。研究小組發現,有些藻類群落之間的邊界或生物多樣性「截點」發生在平均表面溫度約為 58 華氏度的溫和水域中,這是海洋極端溫度約 28 和 97 華氏度之間,該溫度是涼爽的狀態。 加州大學聖地亞哥分校和斯克里普斯海洋研究所的生物海洋學家安迪·艾倫(Andy Allen)說這些數據非常漂亮,但氣候變化實際上正在影響極地氣候中的冰層以及水溫,使這些極地區域的生物處於危險之中,我們對這些藻類群落知之甚少,它們很可能能成為新發現的來源,例如抗生素或是各種藥物,但這些生態系統實際上正處在消失的邊緣。

圖片來源:stock image

資料來源:DOE/Lawrence Berkeley National Laboratory(2021,SEP 16).Climate change threatens base of polar oceans’ bountiful food webs. Sciencedaily

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