有毒蓝藻适应不断上升的CO2

2019-12-19 312藻类

一种常见的蓝绿藻很容易适应地球不断上升的二氧化碳水平,这意味着蓝绿藻——其中有许多能产生毒素的品种——在应对气候条件变化方面甚至比科学家此前设想的还要娴熟。阿姆斯特丹大学(UvA)的一组微生物学家在本周的《美国国家科学院院刊》(PNAS)上报告了这一发现,有毒蓝藻适应不断上升的CO2,并指出这对清洁饮用水、游泳安全和淡水生态系统的影响。

有毒蓝藻适应不断上升的CO2

由水生微生物学教授Jef Huisman领导的研究团队,将他们的显微镜对准了微囊藻。微囊藻是一种蓝绿色的藻类,夏天会在湖泊和水库中繁殖。研究小组分析了蓝藻(蓝藻的学名)的遗传组成,观察了实验室和Kennemer湖在富二氧化碳和贫二氧化碳条件下的微囊藻。“在此之前,这些有害的蓝藻对二氧化碳浓度增加的适应能力从未被系统地研究过,尽管这有助于我们预测未来蓝藻大量繁殖的方式,”团队的博士研究员Xing Ji解释道。

在实验室和湖泊中,随着二氧化碳浓度的增加,蓝藻的基因构成发生了变化。该研究的第一作者Giovanni Sandrini说:“这是自然选择的经典案例。”“蓝藻细菌在光合作用过程中吸收二氧化碳来产生生物量,我们发现最适合吸收溶解二氧化碳的菌株最终占了上风。”

有毒蓝藻适应不断上升的CO2,一些微囊藻菌株有一个缓慢但有效的碳吸收系统,使它们能够在非常低的浓度下从水中挤出最后一点二氧化碳。这些菌株在低二氧化碳环境中占主导地位。相比之下,其他菌株有一个快速的吸收系统,使它们能够在高浓度时以非常高的速率吸收溶解的二氧化碳。“我们发现这些高速菌株在富含二氧化碳的水中有一个主要的选择优势,”Sandrini继续说。“考虑到大气中不断上升的二氧化碳值,这些菌株将会茁壮成长。”

洗澡和喝水

蓝藻对上升的二氧化碳的适应引起了人们的关注。这是因为微囊藻毒素可以产生微囊藻毒素,这种毒素会导致鸟类和哺乳动物的肝脏损伤。高浓度的蓝藻还会破坏淡水生态系统,杀死鱼类和水生植物。在荷兰,蓝绿色的藻华经常使游泳区成为禁区。

2007年,他在中国东部生活时,亲身经历了这些细菌的危害,当时蓝藻覆盖了太湖的整个表面,造成了影响500万人的饮用水危机。“我看到妈妈和超市里的其他顾客在争吵,他们的注意力都集中在最后几瓶饮用水上。正是因为我意识到水质差会对社会产生怎样的影响,我才乐于从事能够产生相关见解的研究。”

这项研究是由阿姆斯特丹大学进行的,并得到了荷兰科学研究组织(NWO)的最高资助。

引用

University of Amsterdam. "Toxic blue-green algae adapt to rising CO2." ScienceDaily. ScienceDaily, 4 August 2016.
www.sciencedaily.com/releases/2016/08/160804071431.htm.

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