北冰洋中部生命的引擎

2019-12-17 408藻类

生活在海冰内和海冰下的藻类对北极食物网的作用比之前认为的要大得多。在一项新的研究中,Helmholtz极地和海洋研究中心(AWI)的Alfred Wegener研究所的生物学家们发现,冰藻是北冰洋中部生命的引擎。不仅直接生活在冰层下的动物,还靠所谓的冰藻产生的碳大量繁殖。即使是生活在更深处的物种,也在很大程度上依赖这些藻类的碳。这也意味着北极海冰的减少可能会对整个北冰洋的食物网产生深远的影响。

他们的研究结果已经在线发表在《湖沼学与海洋学》杂志上。

研究背景

北极夏季的海冰正在迅速减少,冰藻的栖息地也随之减少。这种下降对北极生态系统的影响很难预测。阿尔弗雷德·韦格纳研究所、亥姆霍兹极地和海洋研究中心的科学家们在这种情况下展示了冰藻对北极食物网的重要性。“许多研究已经推测冰藻是极地生态系统的重要能源。我们现在已经能够证明,不仅与冰有关的动物能够从冰藻类中满足其大部分的碳需求,而且,令人惊讶的是,大多数生活在更深处的物种也能做到这一点,”主要作者多琳·科尔巴赫(Doreen Kohlbach)说。

研究内容

在一项新的研究中,她和她的同事们研究了桡足类动物、片脚类动物、甲壳类动物和海洋天使,以及它们对冰藻类的依赖。这些物种中有许多利用海冰底部作为它们的栖息地。然而,许多其他种类的浮游动物一生都生活在水深达1000米以上的地方。

“我们现在知道,冰藻在远洋食物链中扮演的角色比之前认为的要重要得多。然而,这一发现也意味着,冰的减少可能会对北极海洋动物产生更深远的影响,包括鱼类、海豹,最终还有北极熊,其影响可能比迄今为止所认为的更为深远,”Doreen Kohlbach说。

AWI的研究人员利用脂肪酸作为生物标记,建立了浮游动物和冰藻之间的密切关系,脂肪酸在食物链中以不变的方式传递。因此,冰藻中的典型脂肪酸是动物是否通过食物摄取冰藻碳的指标。为了精确测定饮食中冰藻碳的比例,Doreen Kohlbach也对这些生物标志物进行了同位素分析。科学家利用了冰藻细胞中含有的重碳同位素比例高于自由漂浮在水中的藻类这一事实。根据生物标记中重碳同位素与轻碳同位素的比例,有可能确定沿着食物网的生物体中来自冰藻的碳的确切比例。

冰藻:北冰洋中部生命的引擎

结果表明,与冰有关的动物60%到90%的碳来自冰。对于生活在更深处的动物,这一比例在20到50之间——明显高于预期。“就我个人而言,最让我感到惊讶的是食肉性角脚类动物中有这么大的比例。它们生活在开阔水域,不知道在冰面下捕猎。我们现在知道它从被它的猎物吃掉的冰藻类中获取了高达45%的碳。“我们发现远洋桡足类也能从这些藻类中获取高达50%的营养,尽管我们假设它们主要以水柱中的藻类为食,”Hauke Flores继续说。

这些数字也令人惊讶,因为冰藻主要在春季生长,而此时冰层仍然很厚,几乎没有阳光穿透冰层。然而,这些样本是在夏天采集的,而且冰藻碳在食物链中的比例仍然相对较高。AWI的科学家们现在想知道在一年的其他时候这些数字是什么样子。他们还感兴趣的是,能否对各种冰藻进行更大的区分,以及是否存在一种关键的藻类。

根据这项新的研究,冰藻是北冰洋中部生命的引擎。现在可以使用特定的数据来支持冰藻碳在北极中部夏季食物网中的流动。AWI生物学家可以在模型计算中使用这些数字来评估海冰减少对北极生态系统的影响。

引用

Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Research. "Ice algae: The engine of life in the central Arctic Ocean: Algae that live in and under the sea ice also serve as a nutritional basis for animals living at great depths." ScienceDaily. ScienceDaily, 12 July 2016.
www.sciencedaily.com/releases/2016/07/160712110438.htm.

上一篇下一篇