研究发现海洋酸化改变浮游植物内部化学组成

发表在《自然·地球科学》上的一项研究发现，排入大气中的二氧化碳正在改变浮游植物的内部化学组成。浮游植物是微小的光合生物，构成海洋食物网的基础，并产生地球上大约一半的氧气。在中国，由黄海水产研究所和哈尔滨工业大学领导的一个团队在实验室中培养了一种名为假微型海链藻（Thalassiosira pseudonana）的硅藻。据Phys.org报道，研究人员让这些硅藻暴露于高二氧化碳和低磷酸盐环境中，以观察它们会如何反应。

该团队培养这些硅藻880天，历经1000多代，并在四种设置中对其进行测试：模拟当前海洋条件的对照组、低磷酸盐环境、高二氧化碳环境，以及同时具有高二氧化碳和低磷酸盐的复合环境。团队在整个实验过程中监测细胞，分析生长、基因表达和内部化学组成的变化。为检验这些变化是可遗传的，还是暂时性的应激反应，他们在1000代后将那些在高二氧化碳下演化的硅藻移回正常二氧化碳水平。

当二氧化碳水平高时，硅藻生长更快，而且即使被放回正常二氧化碳水平下，仍保持较高的光合作用速率。研究作者表示，这表明这些变化已经变为可遗传的，而不是对环境的暂时反应。在低磷条件下，暴露于高二氧化碳水平的硅藻随着时间推移，其有机磷相对于碳的含量约减少26%。当二氧化碳水平改变时，磷含量的这一下降发生逆转，意味着内部磷分配仍具灵活性，而不是永久固定。

为应对这一点，细胞耗尽了备用磷储存，并转而使用不含磷的膜脂，使它们能够在更节省磷的预算下继续生长。科学家写道：“结果，碳积累逐渐与磷储存脱钩。”

研究人员还将他们的结果与野生浮游生物样本以及自然沿海浮游生物群落的实验进行了比较，分析了全球基因表达数据，并使用地球系统模型预测到2100年的全球变化。自然沿海浮游生物群落与实验室结果一致，尤其是在磷酸盐稀缺的地方。然而，研究人员指出：“与OA[海洋酸化]相关的P代谢变化方向不太可能在不同类群中普遍一致。”

这些发现表明，随着海洋酸性增强，浮游植物可能在使用更少磷的同时继续生长，这可能改变海洋生态系统中营养物质的平衡。Phys.org报道称，这些变化对海洋生物究竟意味着什么仍不确定。