细菌呼吸加快会增加碳排放

2019年11月14日09:13  来源:科技日报
 

  科技日报伦敦11月12日电 (记者田学科)伦敦帝国理工学院的研究人员发现,随着细菌对更高温度的适应,它们会加快呼吸速度,释放出更多的碳,从而加速全球气候变化,具体研究成果发表在12日出版的《自然·通讯》上。

  细菌和古生菌统称为原核生物,存在于每一个大陆,占全球生物总量的一半左右。

  大多数原核生物进行呼吸与人类一样,即消耗能量并释放二氧化碳(CO2)。其排放的CO2量取决于原核生物的呼吸速率,而其呼吸速率随着外界温度的变化而变化。

  然而到目前为止,有关温度、呼吸速率和碳排放量之间的关系还不能确定。通过收集分析482个原核生物的呼吸速率随温度变化的数据,研究人员发现,大多数原核生物在更高的温度下会更大幅度地增加碳排放量。

  项目负责人、帝国理工学院生命科学系的帕瓦尔博士说:“短期内,如从几天到几个小时,单个原核生物的新陈代谢会加快,并产生更多的CO2。但会有一个最高温度,在达到这个温度后,它们的新陈代谢会变得低效。”他指出,从长远来看,随着时间的推移,这些原核生物群落将在更高温度下进化得更有效率,从而进一步提高它们的新陈代谢和碳排放。因此,温度上升会使许多原核生物群落在短期和长期内都能更有效地运作,进而对全球碳排放和由此产生的温度上升作出更大贡献。

  研究人员汇编了来自世界各地和不同条件下的原核生物对温度变化的反应——从0℃以下的南极咸水湖到120℃以上的热水池。他们发现,通常在中等温度范围内(45℃以下)原核生物对温度变化表现出强烈的反应,在短期(几天到几周)和长期(几个月到几年)都增加了呼吸。在较高温度范围内(45℃以上),没有表现出这样的反应,但由于它们一开始就在如此高的温度下活动,它们不太可能受到气候变化的影响。中温原核生物对气候变暖的短期反应比真核生物(细胞更复杂的生物)大。

  研究第一作者、帝国理工学院生命科学系博士生托马斯·史密斯指出:“目前大多数气候模型都假设,所有生物的呼吸速率都以同样的方式对温度做出反应,但我们的研究表明,细菌和古生菌可能偏离‘全球平均水平’。”他认为,考虑到这些微生物可能是许多生态系统中总呼吸和碳排放的重要贡献者,气候模型应该充分考虑它们在短期和长期对温度变化的更敏感反应,这将有助于对未来气候变化建立更准确的模型。

(责编:赵竹青、乔雪峰)

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