提到北極，人們首先想到那里終年冰封，人跡罕至，是一片寂靜神秘的白色世界。
然而，在北極凍土中，卻存在著(zhù)一個(gè)熱鬧的微生物世界。近日，中國科學(xué)院南京土壤研究所的褚海燕研究員及其團隊對北極土壤進(jìn)行研究，發(fā)現了這些能“觀(guān)”氣候的微生物。
凍土中藏微生物
在人們所不熟知的北極凍土之中，褚海燕和他的團隊正在研究著(zhù)不尋常的微生物種群。
“目前，要發(fā)現微生物的存在主要有傳統的培養微生物和對微生物DNA測序兩種方法。由于微生物的最適宜生長(cháng)條件及所需的營(yíng)養物質(zhì)較難確定，土壤中只有大約1%的微生物可以培養，絕大多數的微生物都是通過(guò)提取DNA進(jìn)行測序探知�！瘪液Ｑ嘟榻B道，“北極終年寒冷，氣候極端，我們主要通過(guò)提取土壤中的DNA進(jìn)行高通量測序，來(lái)判斷北極土壤中細菌和真核微生物的類(lèi)群�！�
當然，北極的這種特殊環(huán)境也會(huì )影響微生物的生長(cháng)。我們知道，溫度是影響微生物生長(cháng)的諸多重要環(huán)境因素之一。從總體來(lái)看，微生物的生長(cháng)溫度范圍跨度很大，從零下幾十攝氏度到一百攝氏度以上均發(fā)現有微生物存在。但是具體到某一微生物，只能在較小的溫度范圍之中生長(cháng)。各種微生物都有其生長(cháng)繁殖的最低、最高和最適宜溫度。溫度過(guò)高或過(guò)低都會(huì )影響微生物的生長(cháng)，而這種影響也會(huì )因微生物特性的不同而有所差別。
“低溫肯定會(huì )影響北極土壤里的微生物生長(cháng)�！瘪液Ｑ嗾f(shuō)，“在低溫的條件下，微生物的代謝及呼吸速率均會(huì )受到影響，相應的繁殖速率也會(huì )減慢。微生物分解速率減慢會(huì )導致北極儲存豐富的碳資源�！�
微生物可“觀(guān)”氣候
由于微生物生命周期短、繁殖速率快，易于對氣候變化做出響應，因此，借助微生物研究氣候變化已成為國際科學(xué)研究的熱點(diǎn)。目前，主要關(guān)注微生物對模擬的增溫、降雨、二氧化碳濃度上升、氮添加的響應。
而由于生存環(huán)境的緩沖和微生物本身的抗脅迫能力的差異，微生物對氣候變化如何做出響應還沒(méi)有定論，但是大多數研究認為，氣候變化會(huì )影響微生物的群落結構�！拔覀冊谇嗖馗咴吆莸槟M增溫研究中發(fā)現，15個(gè)月的模擬增溫會(huì )改變土壤細菌的群落結構�！瘪液Ｑ嘌a充道，“此外，氣候變暖也會(huì )導致土壤中微生物的分解活動(dòng)加劇，使其釋放更多的甲烷（溫室氣體的一種）和二氧化碳到大氣中，從而進(jìn)一步加劇氣候變暖�！�
目前，針對高寒生態(tài)系統對氣候的響應的研究已經(jīng)日趨成熟。高寒生態(tài)系統處于高緯度、高海拔、氣候寒冷、凍土廣泛分布的地區，上述地區是全球氣候變化的敏感區。北極、青藏高原都屬于典型的高寒生態(tài)系統，這些區域的氣候變化速度高于全球平均水平。高寒生態(tài)系統對氣候變化的響應與反饋，對全球的生態(tài)環(huán)境均會(huì )產(chǎn)生重大影響。
褚海燕認為，微生物對氣候變化的響應可能有助于人們了解氣候變化的趨勢。某些微生物類(lèi)群對氣候變化更為敏感，可以作為氣候變化的“指示器”，起到警示的作用。此外，微生物群落與氣候因子之間有較強的相關(guān)關(guān)系，可以互相預測�！拔覀冏罱脷夂蛞蜃永L制了青藏高原土壤細菌的分布圖，并預測了其未來(lái)的變化�！瘪液Ｑ嗾f(shuō)
當然，北極土壤中的微生物對氣候變化響應的具體規律與內在機制是什么，微生物對氣候變化的響應如何影響北極冰蓋，則有待更深入的研究。
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