科學(xué)家揭示：真菌在海洋碳循環(huán)中扮演“關(guān)鍵角色”

  日前從上海海洋大學(xué)獲悉，該校海洋科學(xué)與生態(tài)環(huán)境學(xué)院教授費(fèi)德里科·巴爾塔和博士后伊娃·布雷耶領(lǐng)銜的研究，首次精確量化了海洋真菌的碳儲存能力，揭示了真菌是海洋碳循環(huán)中被長期忽視的“關(guān)鍵角色”，從而顛覆了細(xì)菌和古菌是海洋碳循環(huán)主要推手的傳統(tǒng)觀點(diǎn)。近日，該成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊《細(xì)胞》。

 

  據(jù)介紹，該研究的采樣區(qū)域橫跨大西洋，從北緯40°到南緯50°，長達(dá)1.1萬公里。研究結(jié)果顯示，全球海洋真菌碳儲量達(dá)3.2億噸，約占全球海洋原核生物總生物量的1/5，是古菌的9倍，成為僅次于細(xì)菌的第二大微生物碳庫。真菌對海洋碳循環(huán)的貢獻(xiàn)也極其顯著。在陽光照射的表層海域，真菌的作用與浮游藻類密切相關(guān)，對顆粒有機(jī)碳的貢獻(xiàn)達(dá)2%～5%，相當(dāng)于每年儲存數(shù)百萬噸二氧化碳。然而，該研究發(fā)現(xiàn)真菌在深至2000米的海層仍大量存在，這對“真菌僅局限于淺層水域”的傳統(tǒng)觀點(diǎn)提出了挑戰(zhàn)。

 

  該研究取得重大突破的主要原因在于研究者對真菌分析方法的重要革新。長期以來，海洋真菌研究受限于間接估算方法（如基因拷貝數(shù)）和套用陸地生物轉(zhuǎn)換因子，導(dǎo)致生物量估算誤差超過100倍。該研究創(chuàng)新性地集成生物標(biāo)志物、細(xì)胞壁鈣熒光染色、酶聯(lián)熒光原位雜交CARD-FISH、微流控質(zhì)四種技術(shù)，首次實(shí)現(xiàn)對海洋真菌生物量的多維度精確測量。

 

  論文第一作者伊娃·布雷耶介紹，“過去我們在研究海洋微生物時(shí)主要關(guān)注細(xì)菌和古菌，而真菌的作用長期被忽視。我們的研究表明，真菌是海洋微生物生態(tài)系統(tǒng)的‘第三支柱’，它們在碳循環(huán)中的貢獻(xiàn)遠(yuǎn)超預(yù)期。”

 

  論文通訊作者費(fèi)德里科·巴爾塔說：“真菌在海洋碳計(jì)算中一直未被充分重視，如今我們證實(shí)了它們的關(guān)鍵地位——忽視真菌可能導(dǎo)致氣候預(yù)測出現(xiàn)重大偏差。”

 

  該研究是聯(lián)合國海洋十年“深海微生物組與生態(tài)系統(tǒng)”大科學(xué)計(jì)劃的重要成果之一。該計(jì)劃由上海海洋大學(xué)科學(xué)家牽頭，聯(lián)合27個(gè)國家的42家科研機(jī)構(gòu)，開展全球深海微生物研究，旨在探索、開發(fā)與保護(hù)深海生物資源，推動(dòng)海洋生物資源開發(fā)與氣候研究的交叉創(chuàng)新。