北极永冻层中有啥微生物?怎会引发大规模碳排放?( 二 )


俄亥俄州立大学哥伦布分校的微生物学家 Virginia Rich 说:“这让我们看到了它的内涵 , 这是一个紧迫的需求 , 因为永冻层系统正在我们的面前融化 。 ”Rich也是IsoGenie项目标结合创始人 。

北极永冻层中有啥微生物?怎会引发大规模碳排放?

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图. 大融化 。 来历:永冻层 CCI 数据;J. OBU et al. (2020) https://doi.org/ghjkb2
汗青悠长
此刻有几个研究项目正聚焦于融化的永冻层中的微生物 。 此中的一些项目 , 好比由美国国度科学基金会(NSF)帮助的阿拉斯加泥浆地尝试 , 正在对近似于斯托达林池沼这样的富碳泥土情况中的微生物群落进行研究 。
另一个大型项目 , 是由美国能源部帮助的“下一代生态系统尝试——海说神聊极(Next-Generation Ecosystem Experiment - Arctic)” 。 它正在研究 Utqiagvik(以前的巴罗市)四周、矿物丰硕的阿拉斯加海说神聊坡地域 。
美国陆军在费尔班克斯四周的冰冻山坡上凿出长达 110 米的洞窟 , 为的就是研究永冻层地道中的微生物群落若何转变 。
其他大规模的研究 , 好比哥本哈根大学的永冻层研究中间 , 正在对格陵兰岛、俄罗斯、瑞典和斯瓦尔巴群岛分歧地址的泥土 , 进行宏基因组学阐发 。
俄罗斯和美国的科学家们 , 在西伯利亚东海说神聊部进行的一项结合研究 , 正在比力分歧年月(从几千年到几百万年前)永冻层泥土样本中的微生物群落 。 研究人员发现了一片完整的永冻层 , 此中含有蓝藻和微藻 , 它们会在永冻层融化后变得活跃[3] 。
斯托达林池沼是海说神聊极地域最受存眷的研究地址之一 , 一个多宿世纪以来 , 人们收集了有关其温度、泥土和植物群落的具体信息 。
Bo Svensson 是瑞典林雪平大学的微生物学家 , 他是 20 宿世纪 70 年月起头测量泥土中甲烷排放量的首批研究人员之一 。 那时 , 他操纵水桶和咖啡罐收集沼气 , 并经常要花几个小时在池沼地里 , 所以必需要从本地萨米人的社区里买来厚厚的焦油驱蚊剂 , 以驱赶蚊子和黑蝇 。
那时辰 , 那边的举措措施尚未成立 , 也还没有通电 , Svensson 经常不得不背负着塞满样品和其他设备的背包 , 徒步 10 公里以上 , 往返于瑞典的阿比斯库科学研究站和采样地之间 。
现在 , 用于测定池沼的设备已进行了多次更新 , Svensson 用过的生锈的咖啡罐 , 则被陈列在博物馆中以展示曩昔利用的测定设备 , 这无疑是一个实其实在的提醒 , 提醒我们科学到底前进了几多 。
他暗示:“斯托达林池沼已经当作为了一个国际研究中间 。 ”它的地舆位置处于该地域永冻层最先发生融化的处所 , 是以 , 在研究天气转变的科学家眼中 , 它是一个很是有吸引力的研究地址 。 而电力的普及和上宿世纪 80 年月建筑的一条道路 , 使研究变得加倍便当 。
2010 年 , IsoGenie 项目标启动 , 为该研究地址引进了一套新型分子生物学东西 。 该项目由美国能源部帮助 , 由 Rich 和 Saleska 带领 , Rich 开辟了用于研究海洋微生物的情况 DNA 取样手艺 , 而 Saleska 则开辟了基于激光的痕量气体浓度测定系统 。
IsoGenie 项目汇集了来自分歧学科的科学家 , 在曩昔的十年里 , 堆集了大量的数据 。
就在不久前 , 科学家们还必需在尝试室里培育微生物 , 才能领会更多有关它们的常识 , 但此刻 , 他们可以从情况样本中取样 , 并对此中的 DNA 进行测序 , 操纵宏基因组学 , 来拼集泥土、海洋、湖泊等地中的微生物群落 。
他们不仅可以识别出哪些微生物物种存在于样本中 , 还可以看出哪些基因是活跃的 , 这为研究微生物的有用代谢策略和微生物之间的关系 , 供给了有力的证据 。

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