2015年9月1日,《自然通訊》(Nature Communications)期刊在線發表題為《束毛藻適應CO2濃度升高的不可逆固氮實驗》(Irreversibly Increased Nitrogen Fixation inTrichodesmium Experimentally Adapted to Elevated Carbon Dioxide)的文章稱,在CO2濃度升高時,海洋藍藻會通過改變其固氮能力來適應變化的環境。CO2濃度的升高不僅會改變藍藻的短期生理可塑性,還使其發生長期的全面適應響應,這將對未來海洋的碳、氮等生物地球化學循環帶來巨大影響。
束毛藻(Trichodesmium)是一種在全球廣泛分布的、具有重要生物化學意義的海洋藍藻,其固氮作用是海洋生物圈中限制養分氮的主要來源。先前的短期實驗表明,海洋藍藻的固氮率在高濃度的CO2環境中會升高,但其長期的適應響應還不清楚。
來自南加利福尼亞大學(University of Southern California)和伍茲霍爾海洋研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的研究人員采用實驗進化方法,分別在當前的二氧化碳濃度(380ppm)和預測的未來CO2水平下(750ppm)培育束毛藻細胞系,評估生長速度和固氮速度的變化。研究結果表明,升高的CO2濃度下,束毛藻的生長速度和固氮速度均加快,即使恢復到先前較低的CO2條件時,這種獲得的生殖適合度仍被保留。生長速率的增加伴隨著不可逆的固氮類型的轉變以及調控DNA甲基轉氨酶活性的增強。研究還表明,高濃度CO2條件下選擇的細胞系在磷缺乏環境中表現出增長率的增加,這種關鍵生物在未來酸化和營養物質缺乏的海洋環境中具有潛在優勢。
劉燕飛 編譯. 美研究表明高濃度CO2影響海洋藍藻的長期適應. 氣候變化科學動態監測快報,2015,(18):6-7.
原文題目:Irreversibly Increased Nitrogen Fixation in Trichodesmium Experimentally Adapted to Elevated Carbon Dioxide
來源:http://www.nature.com/ncomms/2015/150901/ncomms9155/full/ncomms9155.html
封面圖片來源:NASA