深海環流塑造南太平洋微生物多樣性

科技日報訊 （記者張夢然 實習生周思彤）發表在新一期《科學》雜誌的研究顯示，被稱為“全球翻轉環流”的深海環流在塑造南太平洋微生物羣落的多樣性與功能方面，發揮着決定性作用。這項由美國克雷格·文特爾研究所、加州大學聖迭戈分校等機構聯合完成的研究，為理解海洋生態系統的組織模式提供了新視角。

長期以來，科學家已知該環流會將深海劃分為物理化學特徵不同的區域，但無法確認這些水團是否構成獨特的微生物生態系統。此次，研究團隊從復活節島出發至南極洲附近，沿南太平洋採集了300多個全深度水樣，通過宏基因組學和分子指紋技術，重建300多種微生物基因組，並識別出數萬個物種。

研究發現，海面下約300米處存在“原核生物系統發育躍層”，微生物多樣性在此處急劇增加，類似於海水密度快速變化的“密度躍層”，成為表層低多樣性水體與深海高多樣性羣落之間的過渡帶。

進一步分析顯示，這些微生物形成6個微生物羣落組和10個微生物羣落“功能區”。其中3個羣落組與水深相關，另外3個則對應南極底層水、環極深層水上層和古太平洋深層水等主要水團，各羣落組都包含獨特的物種和功能基因，受水温、水壓、營養梯度和水團年齡影響。

該研究建立了當前海洋微生物生態系統基準。微生物是海洋碳循環核心，主導固碳、營養循環和碳封存。隨着氣候變化影響全球翻轉環流，微生物羣落分佈和功能可能改變，對全球碳循環產生未知影響。