研究表明,海洋沙漠中的化学物质支撑着海洋食物链的基础

星期四,2022年7月21日
开阔的海洋,阳光明媚,白云飘飘.

海洋里有沙漠——那些地方, 尽管并非完全荒芜, 不要持有太多的营养物质,让海洋生物在那里茁壮成长. A 自然地球科学新研究 由联合国大学的一名研究人员共同撰写的研究报告揭示了这些巨大生态系统的化学成分,揭示了浮游植物——海洋食物链的基础——如何能够在如此恶劣的条件下生存.

研究表明,关键在于两种化学元素:磷和铁之间的联系, 两者都是海洋生物的重要组成部分. 磷在海洋沙漠中尤其稀少, 因此,藻类利用铁来制造特殊的酶,使它们能够分解并吸收不那么受欢迎的物质, 但更容易获得, 磷的类型称为溶解有机磷. 这项研究是同类研究中首次注意到铁和溶解的有机磷在支持海洋沙漠中自养生物(如浮游植物等自己生产食物的生物)方面的共同重要性.

罗伯特·莱彻站在船上玫瑰花形水采样器旁边.
罗伯特·莱彻用这个玫瑰花状采样器收集海水,研究海洋沙漠中的营养物质.

罗伯特Letscher, 他是主要研究海洋过程分析实验室和主要研究工程与物理科学学院的地球科学助理教授, 他职业生涯的大部分时间都在研究海洋沙漠是如何获得那么少的营养物质以及它们是如何在这个系统中循环的.

“在这项研究中, 我们已经发现了海洋中磷和铁循环的一些基本原理, 永利app新版本官网地址他们的相互依赖, 铁元素对于自养生物在这些相对恶劣的条件下获取和利用溶解的有机磷是多么重要,莱彻说.  

海洋沙漠通常存在于亚热带纬度——以赤道两侧30度左右为中心——远离生物更丰富的沿海地区. 莱彻估计,海洋沙漠生态系统覆盖了地球表面大约40%的面积, 使它们成为地球上最大的生物群.

Phosphorus originates from the weathering of bedrock that washes into rivers and eventually the sea; iron flows from deep-sea hydrothermal vents and blows in as dust from places like the Sahara Desert. 但不像陆地表面,养分来自土壤并在植物之间循环, 真菌, 和动物, 公海中的营养物质往往会沉到海底,被困在那里,因为海洋在垂直方向上的混合不太好, 这就产生了“海洋沙漠”一词,莱彻解释道.

对于这项研究, the research team looked at large datasets of dissolved organic phosphorus and iron levels in ocean deserts around the world; these data were collected from water samples taken on prior cruises and estimated via satellites. 他们的研究结果表明,溶解的有机磷和铁之间的这种联系最明显的地区包括百慕大附近的北大西洋, 靠近澳大利亚和新西兰的南太平洋西部, 以及菲律宾东部和日本东南部的北太平洋西部, Letscher说.

他指出,在揭示海洋过程的数据中寻找模式是科学发现的新颖性的一部分. “我们没有一个最初的假设来证明或反驳, 我们只是有一个庞大的数据集,我们想通过它来搜索任何相关性,莱彻说. “我们四处打听,然后无意中发现了这段出乎我们意料的关系, 结果真的很吸引人.”

这项研究的资金由美国国家科学基金会提供.

的 联合国大学地球、海洋和空间研究所(EOS) 是联合国大学最大的研究企业, 由六个以跨学科为重点的中心组成, 对地球和气候系统的高影响力研究, 空间科学, 海洋环境, 海底测绘和环境声学. 大约有100名主要研究人员管理着400多个个人补助金, 每年的开支超过4500万美元, EOS营造了一个知识和科学的环境,在世界一流的研究生教育中推进了有远见的奖学金和领导力.