長期以來，深海溶解有機(jī)碳（DOC）被認(rèn)為是一個循環(huán)緩慢、存留時間長達(dá)數(shù)千年的惰性碳庫，極難被微生物利用。不過，廈門大學(xué)海洋與地球?qū)W院、海洋生物地球化學(xué)全國重點實驗室沈淵教授團(tuán)隊的最新研究，卻打破了這一傳統(tǒng)認(rèn)知。

日前，沈淵教授與合作者在國際知名學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)進(jìn)展》（Science Advances）發(fā)表成果，題為“Special delivery of proteinaceous matter to deep-sea microbes”。他們發(fā)現(xiàn)，深海中存在可被微生物快速利用的新鮮蛋白類有機(jī)質(zhì)，證明了深海溶解有機(jī)碳庫并非完全生物惰性。而且，背后的“快遞員”居然是浮游動物。

研究是怎么開展的呢？團(tuán)隊選在大西洋百慕大時間序列站（BATS）做生物培養(yǎng)實驗，搞碳同位素（14C）分析，還精細(xì)表征了化學(xué)組分。從DOC里分離出高分子量（HMW；>2.5kDa）DOC和HMW氨基酸組分后，他們發(fā)現(xiàn)，總DOC和HMW DOC的14C年齡隨著深度增加而顯著老化，深海DOC的14C年齡約為4000歲。但神奇的是，HMW氨基酸組分從中層到深層，14C年齡并無顯著變化，這就透露了深海DOC庫中存在更年輕、富含蛋白類化合物的有機(jī)質(zhì)。

微生物降解實驗持續(xù)7至390天，結(jié)果顯示，總DOC和HMW DOC的微生物可利用性隨深度增加一路下滑。但HMW氨基酸組分在深海里，微生物利用起來可比中層海洋容易多了，大部分降解一周內(nèi)就搞定，妥妥的“易降解”好物，顯然能給深海微生物“充電”。

那這些新鮮有機(jī)質(zhì)打哪來？研究團(tuán)隊分析深海高分子量蛋白質(zhì)類物質(zhì)的“配方”，發(fā)現(xiàn)這些物質(zhì)和表層浮游動植物的成分高度相似，可能是上層沉降的“禮物”。可單靠顆粒物沉降，沒法解釋HMW氨基酸組分的14C年齡與降解程度的“怪脾氣”（隨水深先降后升），畢竟沉降中顆粒物會溶解、降解，一路“下坡”。真相是，有個主動機(jī)制在中層向深海“快遞”新鮮有機(jī)質(zhì)。而最有可能驅(qū)動該機(jī)制的是：從表層向中層海洋垂向遷徙的浮游動物。

研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時正值春季藻華后的浮游動物高峰期，大型浮游動物（>1000 μm）是“主角”。它們通常在夜間上浮至表層海洋覓食，白天返回中深層，邊吃邊通過糞便、直接釋放溶解有機(jī)質(zhì)、重新打包顆粒有機(jī)質(zhì)等，把富含蛋白的活性有機(jī)質(zhì)送進(jìn)深海，給生態(tài)系統(tǒng)“供能”。

該論文的第一作者兼共同通訊作者是沈淵教授，共同作者還包括美國高校多位學(xué)者。研究獲國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金項目等資助。

來源：福建日報

編輯：詹宇清

初審：陳晨

終審：許晶