海洋的求救信号:生物面临迫在眉睫的脱氧威胁

海洋的求救信号:生物面临迫在眉睫的脱氧威胁 "海洋沉积物是海洋的历史书。通过研究过去气温迅速升高的时间段,我们可以获得有关海洋氧气和生物如何应对气候变化的宝贵见解,"发表在《科学》(Science)研究杂志上的一篇论文的第一作者西蒙娜-莫雷蒂(Simone Moretti)说。有孔虫化石是数百万年来保存在海洋沉积物中的微小化石,马克斯-普朗克化学研究所的科学家们领导的研究小组与普林斯顿大学合作,利用对有孔虫的化学和形态测量相结合的方法,重建了 PETM 期间热带海洋含氧量的反应。有孔虫化石中保存的氮同位素使科学家们能够追踪水体中柱反硝化作用过去的变化。细菌将硝酸盐转化为分子氮(N2)的这一过程只发生在海洋中氧气最缺乏的水域:缺氧区。"我们的测量结果表明,与大多数人的预期相反,在 PETM 期间,反硝化作用有所下降,这意味着在全球突然变暖的这一时期,海洋的缺氧区有所收缩,"进行这项研究的 MPIC 实验室负责人阿尔弗雷多-马丁内斯-加西亚(Alfredo Martínez-García)说。此外,有孔虫化石的大小也被证明是谜题的基本部分。通过描述海洋生物新陈代谢的模型,可以将海洋生物的体型与其生活的环境温度和水中含氧量联系起来。缩小体型是对气候变暖的一种有效适应,因为它可以让生物在受到压力时减少新陈代谢。这项研究的共同作者、普林斯顿大学地球科学教授柯蒂斯-多伊奇(Curtis Deutsch)评论说:"有证据显示,热带太平洋中部的浮游有孔虫在PETM变暖期间变大了,这意味着海洋上层的热带氧气上升了,这令人惊讶,也出乎意料。浮游有孔虫生活在海洋上层,与海底的有孔虫不同。"在 PETM 暖化期间,热带海洋的氧气含量不降反升,这一发现也为研究人员提供了另一个谜题的线索,即海洋生物多样性的变化。在过去的6600万年中,PETM是新生代深海生物最大的灭绝事件。与 PETM 有关的许多谜团之一是,虽然这次大灭绝事件在更深的海底发生,但生活在海洋最上层的生物受到的影响较小。西蒙娜-莫雷蒂(Simone Moretti)说:"我们的研究揭示的瞬时热带富氧现象可能有助于在巨大的温度压力下保持宜居性。然而,在PETM期间,表层海洋中的动物还是受到了严重影响,这些生态系统花了十多万年才恢复到原来的状态,这在人类文明的时间尺度上是永恒的。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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海洋学家借助冰河时期沉积物预测气候未来 当冰期过渡到气候变暖时,海洋会通过释放深海中储存的碳来调节大气中的二氧化碳。这项研究表明,从上一个冰期到今天,全球海洋氧气含量与大气二氧化碳之间存在着惊人的相关性随着气候变暖,深海的碳释放量可能会增加。"这项研究揭示了南大洋在控制全球海洋氧气库和碳储存方面的重要作用,"首席研究员、杜兰大学科学与工程学院地球与环境科学助理教授 Yi Wang 说。她专攻海洋生物地球化学和古海洋学。"这将对了解海洋,尤其是南大洋,未来将如何动态地影响大气中的二氧化碳产生影响。"Wang与伍兹霍尔海洋学研究所(Woods Hole Oceanographic Institution)的同事一起进行了这项研究,该研究所是世界领先的致力于海洋研究、探索和教育的独立非营利组织。在2023年加入杜兰大学之前,她曾在该研究所工作。研究小组分析了从阿拉伯海采集的海底沉积物,以重建数千年前全球海洋的平均含氧量。他们精确测量了沉积物中金属铊的同位素,这表明沉积物形成时全球海洋中溶解了多少氧气。Wang说:"对冰川-间冰期转换过程中这些金属同位素的研究以前从未有过,这些测量结果让我们基本上能够重现过去。"铊同位素比率显示,与目前较温暖的间冰期相比,上一个冰期全球海洋总体上失去了氧气。他们的研究显示,在北半球突然变暖期间,全球海洋出现了长达千年的脱氧现象,而在从上一个冰期过渡到今天的突然降温期间,海洋获得了更多的氧气。研究人员将观测到的海洋氧气变化归因于南大洋的演变过程。"这项研究首次展示了地球从上一个冰川期过渡到过去一万年气候变暖时期全球海洋含氧量的平均演变情况,"世界卫生组织科学研究所副科学家、该研究的共同作者苏妮-尼尔森(Sune Nielsen)说。"这些新数据确实意义重大,因为它们表明南大洋在调节大气二氧化碳方面发挥着至关重要的作用。鉴于高纬度地区是受人为气候变化影响最严重的地区,这些地区首先对大气中的二氧化碳也产生了巨大影响,这令人不安。" ... PC版: 手机版:

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《轻松水族馆》|简介:轻松水族馆是一款休闲养成类游戏,玩家可以在游戏中打造专属的水族馆。通过收集各种可爱的海洋生物,如色彩斑斓的热带鱼、神秘的水母等,精心布置水族馆场景,添加珊瑚、海草等装饰。还能照顾海洋生物的成长,喂食、清理水族馆,看着它们茁壮成长,感受休闲养成的乐趣,放松身心。|标签:#轻松水族馆#休闲养成游戏#海洋生物养成| 文件大小 NG |链接:

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研究人员对3.175亿个海洋微生物的基因信息进行了分析和编目 海洋微生物组是一个巨大的、高度多样化的基因库,具有复杂的新陈代谢能力。全球海洋基因组已被证明是科学的重要资源,尤其是在健康领域。例如,最初从水母中分离出来的绿色荧光蛋白现在已被广泛应用于医学成像诊断;生活在热液喷口周围的细菌是用于检测 SARS-CoV-2 的 PCR 测试中聚合酶的来源。但是,还有更多的基因有待发现。元基因组学是对直接取自环境或临床样本的遗传物质的研究,可以将基因功能与基因所属的生物体相匹配。分析数百万海洋微生物的基因构成是一项艰巨的任务。值得庆幸的是,人工智能的兴起和计算能力的提高使得大规模的元基因组分析成为可能。现在,阿卜杜拉国王科技大学(KAUST)的研究人员与西班牙国家研究委员会(CSIC)海洋科学研究所合作,对居住在海洋中的微生物的大量基因信息进行了分析和编目。研究人员利用 2021 年发明的 KAUST 元基因组分析平台 (KMAP) 分析了 2102 份海洋样本。大部分(78.5%)样本采集于上层海洋(0 至 200 米/656 英尺);7.2%采集于中层海洋(200 米/656 英尺至 1000 米/3281 英尺);10.2%采集于暗层海洋,深度低于 1000 米/3281 英尺。他们的DNA测序分析确定了3.175亿个独特的基因簇,并利用这些基因簇创建了KMAP全球海洋基因目录1.0,这是世界上最大的海洋微生物开源目录,可将微生物与基因功能、地理位置和栖息地类型相匹配。除了增进我们对海洋微生物群及其新陈代谢能力的了解外,所提供的信息还能帮助科学家追踪全球变暖、污染和整体海洋健康状况,并为探索新型基因在医药、能源、食品和其他行业的潜在用途提供了工具。该研究的通讯作者卡洛斯-杜阿尔特(Carlos Duarte)说:"科学家可以远程访问目录,研究不同的海洋生态系统是如何运作的,跟踪污染和全球变暖的影响,寻找生物技术应用,如新型抗生素或分解塑料的新方法。我们目前正在经历的人工智能加速发展很可能会在识别我们正在发布的海量目录中所包含的生物技术相关基因方面发挥重要作用"。有趣的是,在中深海区发现的独特基因簇中,真菌占了 50%以上,这凸显了真菌对微生物多样性的贡献。此外,95.9% 的样本来自远洋区,即远离海岸的开放自由水域,4.1% 的样本来自海底区,即洋底。底栖微生物在海洋生物地球化学循环中起着举足轻重的作用,生物圈中生物(生物)和非生物(非生物)之间的相互作用促进了碳、氮和硫等重要元素的更替。收集有关这些微生物的信息为了解海洋生态系统如何适应因自然和人为原因而不断变化的环境提供了宝贵的信息。"我们的分析强调了继续对海洋进行采样的必要性,重点是那些研究不足的区域,如深海和洋底,"该研究的主要作者Elisa Liaolo说。虽然 3.175 亿个基因簇听起来似乎很多,但研究人员知道,他们仍有很多工作要做。杜阿尔特说:"海洋基因目录1.0中记录的3.17亿个基因组虽然令人印象深刻,但很可能只是海洋生命漫长进化史所积累的庞大功能库的冰山一角。进一步的项目侧重于对海洋中未被充分研究的栖息地进行取样和大规模测序,其中包括研究中未包括的珊瑚和海草等生物,这些栖息地中已知有大量微生物物种,这些项目将可能揭示出比这个初始基因目录中包含的基因数量多得多的基因。"这项研究发表在《科学前沿》杂志上。 ... PC版: 手机版:

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研究发现气候变化对海洋生物的影响远超预期 红鳍柱颌针鱼(Strongylura notata)"躲藏"在加勒比海库拉索岛附近的海面下。资料来源:Juliette Jacquemont(该研究的共同作者)。领衔作者、荷兰皇家海洋研究所(NIOZ)的卡塔琳娜-阿尔特(Katharina Alter)解释了为什么对已发表的有关气候变化影响的研究结果进行总结和分析至关重要:"为了更好地了解气候变化对全球的总体影响,海洋生物学家会计算气候变化对所有鱼类或所有无脊椎动物物种的影响。然而,在不同的单项研究中确定的影响可能会相互抵消:例如,如果蜗牛等无脊椎动物从某种环境变化中获益,而海胆等其他无脊椎动物则从中受损,那么尽管这两种动物群体都受到了影响,但无脊椎动物受到的总体影响却被认定为零"。事实上,由于气候变化,蜗牛吃得更多,而海胆吃得更少。这两种影响都很重要,甚至会产生连带效应:海胆的食物草皮藻会生长得更多,而腹足类的食物海带的生长则会减少。这两种无脊椎动物摄食量的不同导致生态系统从海带为主的生态系统转变为草皮藻为主的生态系统,从而改变了生活在这个生态系统中的所有其他动物的生存环境。"阿尔特博士与来自瓦赫宁根大学以及美国、法国、阿根廷、意大利和智利的其他12个研究机构的同事一起,开发出了新的研究方法,不再将看似矛盾的结果对立起来,而是利用这两种结果来确定气候变化对动物健康的影响。在使用这种方法之前,人们已经知道海洋变暖和海水酸性增强会在三个方面对鱼类和无脊椎动物产生负面影响:它们的生存机会减少,新陈代谢加快,无脊椎动物的骨骼变弱。利用这种新方法,国际海洋研究小组发现,气候变化对鱼类和无脊椎动物的其他重要生物反应产生了负面影响:生理、繁殖、行为和身体发育。阿尔特"因为这可能会导致影响海洋生态系统结构的生态转变,我们的研究结果表明,气候变化的影响可能会比之前想象的更大"。几十年来,空气中二氧化碳含量的增加导致海水温度升高、酸性增强,预计未来这一趋势还将继续。然而,其速度和程度尚不可知。阿尔特和她的同事们计算了三种预计的二氧化碳增加情景的后果,因此也计算了海洋变暖和海洋酸化的后果:极端增加、以目前速度适度增加以及由于可能采取的措施减缓增加。阿尔特介绍说:"我们的新方法表明,如果海洋变暖和酸化继续按照目前的轨迹发展,鱼类和无脊椎动物物种中高达100%的生物过程都将受到影响,而之前的研究方法分别只发现了所有过程中约20%和25%的变化。"此外,研究还表明,减缓大气中二氧化碳含量的措施将有助于减少生物过程的变化:在低二氧化碳情况下,无脊椎动物中50%的反应和鱼类中30%的反应将受到影响。阿尔特认为,新方法的最大好处是,人们可以更详细地了解气候变化对物种的影响。"新的计算方法权衡了与当前状态的显著偏差,无论其方向如何是有利还是有害都将其视为海水变暖和酸化的影响。有了我们的新方法,您就可以纳入最广泛的测量反应,并发现传统方法中被掩盖的影响。"编译来源:ScitechDaily ... PC版: 手机版:

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