新收集的数据揭示了一个位于北极的极地生物"宝库"

新收集的数据揭示了一个位于北极的极地生物"宝库"该小组由来自德国亥姆霍兹协会、德国研究基金会(DFG)、联合基因组研究所(JGI,美国)和厄勒姆研究所(英国)以及其他组织的科学家组成,他们在《PLOS生物学》杂志上描述了该项目和早期成果。EcoOmics是第一个针对任何极地环境的大型'omics'或基因组序列数据集,展示了北冰洋中部一年的生物生活,重点是微生物组,即生活在一起的微生物群体。北冰洋是衡量气候变化的影响以及我们星球上生物多样性的持久性的一个标准。北极的生态系统是受全球变暖影响最大的系统之一。然而,由于后勤和交通问题,北极,特别是北冰洋中部,仍然是研究最少的地区之一。海冰取心时使用的红光。AllisonFong在MOSAiC浮冰上进行海冰取芯。资料来源:阿尔弗雷德-魏格纳研究所/EstherHorvathCCBY4.0EcoOmics团队的工作旨在解决这个问题,为科学界提供一个"开放的"基因组资源。它使用的数据来自于2019年9月至2020年10月进行的开创性的北极气候研究多学科漂流观测站(MOSAiC)计划期间收集的样本。这是历史上最大的极地考察,研究船RVPolarstern将被刻意冻入北极海冰,并在北冰洋的顶部漂移。数百名科学家在此进行一系列协调的海洋、大气、海冰相关以及其他研究,致力于提高我们对北冰洋在气候过程中的作用的理解。UEA环境科学学院的ThomasMock教授与AWI的KatjaMetfies博士共同领导了EcoOmics项目。在阵风速度超过15米/秒,环境气温远低于冰点的情况下,王磊(l)和迈克尔-安杰罗普洛斯(r)检查海冰芯。他们使用一个小型无绳钻头,以固定的间隔在冰芯的中心插入小孔,用数字传感器测量海冰的温度。温度是估计海冰在大气和海洋之间气体交换的渗透性所需的变量之一。在如此恶劣的条件下,即使在书中报告温度数据也是一项具有挑战性的任务。Mock教授说:"这是第一次也是最大的一次努力,通过空间和时间对北冰洋中部进行排序。它提供了新型生物学的第一个证据,因为这项工作是在一个从未被研究过的地区使用多组学技术完成的,即从地表到北冰洋中部深处的天然微生物群落的基因、基因组和转录组测序。"Metfies士说:"这个数据集将使我们对海冰及其相关生物对维持北极海洋生态系统的功能和服务的相关性有一个前所未有的了解,而北极海洋生态系统正面临着气候变化的巨大压力。""MOSAiC让我们对2050年以后北极生态系统的未来有了一个重要的了解,届时北冰洋预计在夏季将不结冰。这种综合的科学方法对极地海洋来说是前所未有的,但它需要改进我们对北极地区相互作用的物种对气候变化的反应的预测。"北冰洋的海冰。资料来源:MartinRadenz(Leibniz-InstitutfürTroposphärenforschung)特别是,海冰和海水中的海洋微生物是这个生态系统的基石,在气候反馈和维持食物网方面发挥着关键作用,这对保护和生态系统服务至关重要,如为包括渔业在内的物种提供栖息地。由于微生物对环境变化的快速适应性反应,它们也可作为生物指标。MOSAiCEcoOmics小组的初步结果提供了北冰洋栖息地过滤的第一个证据,它描述了栖息地特征选择适应它们的物种的过程。它还显示,北冰洋中部是一个发现新生物的"宝库",这些新生物可能是因为在这种严酷和未被研究的环境中生存所需的适应性过程而进化的。Mock教授说:"MOSAiCEcoOmics完全有能力为地球上任何极地生态系统建立最全面和综合的遗传和基因组清单。EcoOmics将有助于保护工作,并扩展生物学中的基本问题,包括地球上的生命进化,除非考虑到极地生物,否则仍不完整。这些生物体由于其独特的适应性,很可能是发现新生物的宝库。我们对全球生物多样性的理解将如何受到新型极地生物学的影响还有待观察,但我们的初步见解具有很大的前景"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332877.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1332877.htm

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入侵北极:大西洋浮游生物揭示了地球过去的无冰海洋

入侵北极:大西洋浮游生物揭示了地球过去的无冰海洋2021年夏天,瑞典奥登号破冰船在北冰洋边缘冰区拍摄的照片。图片来源:FlorVermassen北极海冰是地球系统的重要组成部分,在气候变暖的情况下正在迅速消失。预计夏季海冰将在本世纪内完全消失。为了更深入地了解没有北极海冰的世界的气候动态,研究人员转而研究地质过去的物质。斯德哥尔摩大学博士后研究员弗洛尔-维尔马森(FlorVermassen)说:"公元前12.9万年到公元前11.5万年之间的末次冰期是一个有趣的研究时期,因为这是地球历史上最后一次全球平均气温与目前相似或更高的时期,海平面也大大升高,高达+6至+9米。"浮游有孔虫Turborotalitaquinqueloba的扫描电子显微镜图像。比例尺=100微米。图片来源:FlorVermassen然而,这一时期的海冰范围一直存在激烈的争论,没有达成共识,这限制了对这一时期的了解,也限制了研究人员在气候模型中模拟这一时期的能力。为了解决这个问题,斯德哥尔摩大学海洋地质科学系的一个海洋地质研究小组分析了一系列沉积物岩芯中的微化石含量,这些岩芯来自今天直接位于现代北极冰群最厚部分之下的地点。浮游有孔虫是一种自由浮游、造壳的单细胞浮游动物,对海洋和环境条件的变化非常敏感。研究人员发现了典型的亚极地大西洋水域物种Turborotalitaquinqueloba的高丰度,记录了该物种向北冰洋中部的大规模扩张。T.quinqueloba的生态偏好主要集中在大西洋典型的无冰、季节性丰产水域,这表明它是在追随扩散到北冰洋中部的类似条件。在末次冰期,夏季海冰的缺失和大西洋洋流对北冰洋海域的影响增大,类似于今天在北极部分地区观察到的海洋变化,统称为北冰洋的'大西洋化'。"末次冰期北冰洋季节性无冰的发现令人担忧,因为这一时期的温度仅比工业化前水平高出约1.5°C,与《巴黎协定》的目标相当。"弗洛尔-维尔马森说:"然而,全球海平面估计比现在高出数米。"因此,研究人员建议将末次冰期作为研究季节性无冰北冰洋的最近和潜在的最相关地质年代,尤其是在《巴黎协定》的目标没有被超越的情况下。FlorVermassen说:"为了全面了解末次冰期这个陌生的北极地区的物理条件和环境,需要对海面温度和其他水团参数进行更多的定量代用重构,同时对同一时期的气候和海洋学模型进行有针对性的研究。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1375829.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1375829.htm

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新研究:雷暴加速北极海冰融化并产生循环效应以色列特拉维夫大学等机构组成的一个国际研究团队近日发现,在全球变暖趋势下,雷暴加速了北极海冰的融化进程,而海冰融化又会增加雷暴数量。特拉维夫大学日前发布的公报显示,研究人员搜集了2010年以来北极地区每年夏季6月至8月的闪电数据,并与该地区海冰消退情况进行比较,结果发现,北极地区年度雷暴次数与该年海冰融化的速度之间存在明显关联。由于全球变暖的趋势在持续,研究人员预计,未来几年北极地区雷暴的频率将增加,与此同时北冰洋海冰的消退速度也会加快。

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研究认为北极可能在不到10年的时间内出现大量“无冰地区”根据科罗拉多大学博尔德分校最近的一项研究,在未来几年内,北极地区可能会出现几乎完全没有海冰的夏日。这项发表在《自然-地球与环境评论》杂志上的研究结果表明,北极地区首个无冰日的出现时间可能会比之前的预测提前10多年,之前的预测侧重于该地区何时会出现一个月或更长时间的无冰期。这一趋势在所有未来排放情景下都是一致的。到本世纪中叶,北极地区在海冰覆盖率最低的9月份可能会出现整整一个月没有浮冰的情况。到本世纪末,根据未来的排放情况,无冰季节可能每年持续数月。例如,在高排放或"一切照旧"的情况下,地球最北端地区甚至会在冬季的某些月份持续无冰。北极"无冰"的定义对科学家来说,北极无冰并不意味着水中没有冰。相反,研究人员称,当海洋中的冰面积小于100万平方公里(38.6万平方英里)时,北极地区就是无冰地区。这一临界值不到20世纪80年代该地区季节性最小冰覆盖面积的20%。近年来,北冰洋9月份最小海冰面积约为330万平方公里。亚历山德拉-詹恩(AlexandraJahn)是科罗拉多大学博尔德分校北极和高山研究所的大气与海洋科学副教授和研究员,她着手分析现有的海冰预测文献。她和她的合作者还分析了来自计算气候模型的海冰覆盖数据,以评估北极地区未来每天可能发生的变化。他们发现,海冰覆盖率降到1平方公里临界值以下的第一天平均会比月平均值提前4年,但最多可能提前18年。詹恩说:"当涉及到传达科学家们对北极将发生的情况的预期时,重要的是要预测我们何时可能观测到北极首次无冰的情况,这将显示在每日的卫星数据中。"预测无冰条件的重要性研究小组预测,在所有排放情景下,北冰洋可能在2020年代至2030年代的8月底或9月初首次结冰。雅恩说,温室气体排放是海冰消失的主要原因。冰雪覆盖面积的减少会增加海洋吸收的阳光热量,加剧冰雪融化和北极变暖。海冰的减少对依赖海冰生存的北极动物(包括海豹和北极熊)产生了重大影响。此外,随着海洋变暖,研究人员担心非本地鱼类可能会进入北冰洋。这些入侵物种对当地生态系统的影响尚不清楚。海冰的消失也给生活在沿海地区附近的社区带来了风险。贾恩说,海冰在缓冲海浪对沿海陆地的影响方面发挥着重要作用。随着海冰的消退,海浪会越来越大,造成海岸侵蚀。虽然北极无冰是不可避免的,但Jahn说,未来的排放水平仍将决定这种情况出现的频率。在目前社会所处的中度排放情景下,北极可能只有在夏末秋初的8月至10月才会出现无冰状态。但在最高排放情景下,到本世纪末,北极可能会有长达九个月的时间不结冰。"这将使北极变成完全不同的环境,从夏季的白色北极变成蓝色北极。因此,即使无冰状态不可避免,我们仍然需要尽可能降低排放量,以避免出现长期无冰状态,"Jahn说。好消息是北极海冰的恢复能力很强,如果大气层降温,它可以很快恢复。詹恩说:"与格陵兰岛花了数千年才形成的冰层不同,即使我们融化了所有的北极海冰,如果我们能在未来想出办法将大气中的二氧化碳排出,扭转气候变暖的趋势,海冰也会在十年内恢复。"编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1423960.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1423960.htm

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随着北极地区的变暖 海狸也在向北迁移

随着北极地区的变暖海狸也在向北迁移加拿大育空地区政府的野生动物生物学家托马斯-荣格认为,海狸确实在改变生态系统,而在重塑景观的竞赛中,只有人类能够超越它们。在海狸几乎被毛皮捕猎者从北美根除之前,数百万海狸塑造了该地区河流的流动方式,从水的深度到生长在该地区的树木和灌木。阿拉斯加大学费尔班克斯分校的生态学家KenTape在今年5月发表在《科学报告》上的一项研究中表明,20世纪50年代的航拍照片显示阿拉斯加北极圈以外没有海狸的住所(海狸筑坝会形成一个一个标志性的小池塘),而今天约有11377个海狸住所点缀着阿拉斯加苔原。其原因是全球变暖:早期融雪、永久冻土融化和更长、更温和的夏季导致了桤木和柳树等灌木状植物的扩散,而这正是海狸需要的。根据Tape的说法,新的海狸住处可以改变微观环境,比改变河流的方向要多得多:例如,海狸住处创造了更温暖的区域,因为它们周围膨胀的水形成的池塘更深,在冬天不会完全冻结。温暖的水融化了周围的永久冻土,融化的土壤释放出二氧化碳和甲烷,进一步使大气变暖。研究人员还观察到其他动物,如驼鹿,正在向北迁移,但他认为海狸是该地区最大的干扰因素。他把动物的影响比作野火的影响。都柏林三一学院的古植物学家JenniferMcElwain说,由于气候变化,苔原是地球上最受威胁的栖息地,即使没有海狸也是如此。但这些动物可能会对已经脆弱的北极生态系统造成进一步破坏。北极地区的变暖速度比地球其他地区快,无论是北方还是南方,由于人类活动导致二氧化碳浓度上升到百万分之415以上,变暖的温度使得灌木和树木在整个苔原上的蔓延--以及海狸的蔓延似乎不可避免。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1334447.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1334447.htm

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