細菌呼吸加快會增加碳排放,加速全球氣候變化

倫敦帝國理工學院的研究人員發現,隨着細菌對更高溫度的適應,它們會加快呼吸速度,釋放出更多的碳,從而加速全球氣候變化,具體研究成果發表在11月12日出版的《自然·通訊》上。
細菌和古生菌統稱為原核生物,存在於每一個大陸,占全球生物總量的一半左右。

細菌呼吸加快會增加碳排放,加速全球氣候變化

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細菌呼吸加快會增加碳排放,加速全球氣候變化

細菌呼吸加快會增加碳排放,加速全球氣候變化

大多數原核生物進行呼吸與人類一樣,即消耗能量並釋放二氧化碳(CO2)。其排放的CO2量取決於原核生物的呼吸速率,而其呼吸速率隨着外界溫度的變化而變化。

然而到目前為止,有關溫度、呼吸速率和碳排放量之間的關系還不能確定。通過收集分析482個原核生物的呼吸速率隨溫度變化的數據,研究人員發現,大多數原核生物在更高的溫度下會更大幅度地增加碳排放量。

項目負責人、帝國理工學院生命科學系的帕瓦爾博士說:「短期內,如從幾天到幾個小時,單個原核生物的新陳代謝會加快,並產生更多的CO2。但會有一個最高溫度,在達到這個溫度後,它們的新陳代謝會變得低效。」他指出,從長遠來看,隨着時間的推移,這些原核生物群落將在更高溫度下進化得更有效率,從而進一步提高它們的新陳代謝和碳排放。因此,溫度上升會使許多原核生物群落在短期和長期內都能更有效地運作,進而對全球碳排放和由此產生的溫度上升作出更大貢獻。

研究人員匯編了來自世界各地和不同條件下的原核生物對溫度變化的反應——從0℃以下的南極鹹水湖到120℃以上的熱水池。他們發現,通常在中等溫度范圍內(45℃以下)原核生物對溫度變化表現出強烈的反應,在短期(幾天到幾周)和長期(幾個月到幾年)都增加了呼吸。在較高溫度范圍內(45℃以上),沒有表現出這樣的反應,但由於它們一開始就在如此高的溫度下活動,它們不太可能受到氣候變化的影響。中溫原核生物對氣候變暖的短期反應比真核生物(細胞更復雜的生物)大。

研究第一作者、帝國理工學院生命科學系博士生托馬斯·史密斯指出:「目前大多數氣候模型都假設,所有生物的呼吸速率都以同樣的方式對溫度做出反應,但我們的研究表明,細菌和古生菌可能偏離『全球平均水平』。」他認為,考慮到這些微生物可能是許多生態系統中總呼吸和碳排放的重要貢獻者,氣候模型應該充分考慮它們在短期和長期對溫度變化的更敏感反應,這將有助於對未來氣候變化建立更准確的模型。

來源:cnBeta